房屋建筑结构的抗震设计工作

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摘 要：近年来,随着地震灾害的频繁发生,房屋建筑结构中的抗震设计引起人们的重视,如何提高房屋建筑抗震性能已经成为建筑设计的焦点.本文作者通过分析房屋建筑结构相关的抗震设计,提出观点和看法.

关 键 词：房屋建筑；结构；抗震设计

中图分类号：TU318文献标识码：A

1房屋建筑结构基础设计

1.1房屋建筑场地的选择

当地震来袭时,一定范围内会因地震引起的地质运动导致建筑物严重的破坏,所以,地质条件是抗震设计的重要因素.房屋建筑场地的选择非常重要,因为场地地质条件能够影响建筑在地震中的抗震性能.首先,房屋建筑场地应尽量选择在地质坚硬、地势开阔的地方,这些地方抗震性能较高.另外,建筑场地应避免山坡边缘、河岸等地,因为这些地方地质较软,在地震时易发生房屋坍塌或山体滑坡破坏建筑.如果房屋建筑无法避免此类地段,那么应采取有效的措施进行抗震处理.

1.2房屋建筑地基设计

房屋建筑地基设计是关键,因为地基是房屋建筑的基础,地基是否稳定可靠,关系着整个建筑的安全性,也是抵抗地震破坏的基础.因此在房屋建筑地基设计中需要注意几个问题：首先,在房屋建筑地基建造过程中,同一个房屋建筑必须建立在同一性质的地基上,地基应尽量采用天然地基或桩基,避免两种地基混用现象,这样可以增加房屋建筑的整体刚性,避免因地震力作用使地基出现不平衡现象,提高房屋建筑的抗震性能.其次,房屋建筑地基处理时采用的方法应一致,这样才能保证地基受力均匀.最后,地基设计过程中要注意沉降及承载力问题,将不均匀的沉降基础进行合理调整,尽量减少影响地基沉降的因素使其在承载力或是整体结构上达到规范性的要求.

1.3房屋建筑基础设计

房屋建筑的基础设计与地基设计同等重要,房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设,尽可能增加其深度,因为基础埋设深度不足会影响建筑物的嵌固程度,增加建筑在发生地震时的振动幅度,导致房屋受损.因此,房屋建筑基础埋设要尽可能加深,在基坑回填时尽量夯实,加强建筑基础的稳定性.除此之外,处理好房屋基础与上部结构设计也非常重要,一般情况下,为了保证建筑结构的整体性,基础室外的地坪下尽量不设置内外交圈的基础圈梁,而是在建筑上部结构与基础之间设置构造柱作为连接的圈梁.如果基础土质刚度和强度不符合要求,应在基础底部设置圈梁,提高房屋基础的强度和刚度.

2房屋结构规则性设计

2.1房屋高度与宽度合理

房屋结构中高度与宽度比例是影响房屋建筑抗震性能的较大因素,通常情况下,房屋高度与宽度比值越大,其建筑结构的抗震性能越差,受地震灾害损害越严重.因为,当房屋建筑的高度与宽度比较大时,地震作用下产生的侧移和倾斜现象越明显,而且,房屋建筑的高度越高,受地震力的破坏程度越大,因此,要想使房屋建筑达到抗震要求,必须控制房屋高度与宽度的比例达到限度要求,在地震多发区,不仅其比例要达到限度要求,房屋建筑的高度也要有一定的限制,建筑过高会产生较大振幅,不利于保证建筑的抗震性能.

2.2建筑结构体系分布均匀

房屋建筑结构体系主要是结构刚度和质量的分布问题,在现有的建筑结构抗震设计中,建筑平面结构和立体结构都规则化处理,这种复杂化的结构特点易造成建筑整体刚度及质量分布不均,在地震发生时导致质量中心与刚度中心难以重合,在地震扭转力的作用下,建筑整体出现扭转现象,严重破坏房屋建筑的结构.所以,在建筑结构体系设计过程中要充分考虑这个因素,设计建筑平面与立面要简洁规整、尽量保证结构质量中心与刚度中心重合,减少地震时扭转力的破坏作用.当设计形体不规整的房屋建筑时要针对偏离结构刚心远端墙段进行抗震验算,避免因建筑立面顶部重、基础轻造成整体的重心发生偏移,最终造成鞭稍效应.建筑体系的强度与刚度要均匀分布,保持建筑结构体系的整体性.

2.3防震缝与纵横墙的合理处理

防震缝与纵横墙的处理也非常关键.首先,防震缝在布置过程中,应将建筑物分成几个单独的、规则的结构单元,防震缝两侧的结构应处于分离状态,合理科学的布置防震缝、伸缩缝以及沉降缝,其中后两个缝隙应以防震缝的要求为基础进行设置和布局.防震缝的设计应以房屋高度为参考,其宽度随房屋高度而变化,在防震缝两侧应布置墙.伸缩缝与防震缝联系紧密,其作用是防止砌体房屋在墙体干缩和温差变化的影响下产生裂缝,所以,伸缩缝一般设置在砌体墙体容易出现裂缝的地方.其次,横纵墙作为房屋建筑在地震中的主要承重构件,在抗地震作用中有着重要地位.地震中由于地震力的作用导致房屋墙体出现倾斜、倒塌现象,对横纵墙进行合理处理可减少此类现象的发生.横纵墙的抗震设计一般采用混凝土多层设计,要注意布置均匀、竖向连续、相同方向的墙体宽度适宜.横纵墙的合理布置可以避免因房屋刚性承重墙体少、间隔大、空间整体稳定性差的现象发生,而且合理布置横墙和纵墙可以在一定程度上可以提高建筑整体的抗弯、抗剪水平,在水平地震发生时作用更大.

3房屋墙体与屋顶的防震设计

房屋建筑的抗震性能还与建筑的整体质量有关,建筑的质量越轻,其抗震性能越好,受地震灾害破坏程度越小,房屋的安全性也就越高,所以,应尽量减少建筑的整体质量,来减少地震对建筑的破坏程度.在建筑整体设计中,房屋屋顶与墙体设计在不影响建筑整体稳定性的前提下减轻质量.首先,房屋建筑墙体质量减轻能够使建筑围护结构变轻,墙体的质量控制主要通过建筑材料控制,选取一些强度好、质量轻的材料建造墙体,达到减轻质量的目的.其次,屋顶设计中,也要选用一些材质较轻的材料,尽量减少屋顶增加对建筑无用的沉重的附属物,不仅增加建筑物的质量,还增加了建筑物的高度,不利于控制建筑结构高度与宽度比例,影响房屋的抗震性能.如果为了建筑物美观,可设计选用一些较矮的、较牢固的、质量较轻的材料,既不影响建筑的外表美观,又不影响建筑的抗震性能.

结语

综上所述,随着地震灾害的频繁发生,房屋建筑结构抗震设计已成为当今建筑设计的关键.尤其在地震多发区,房屋建筑抗震设计的好坏已经直接影响建筑的整体安全与稳定,因此,加强对房屋建筑抗震设计的研究对保证居民人身安全和财产安全具有重要意义.