民用建筑中的抗震探討

【摘要】地震災(zāi)害的發(fā)生，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，甚至是重大傷亡。在世界范圍內(nèi)，每年都會(huì)發(fā)生對(duì)人類(lèi)造成危害的地震達(dá)到十余次。因此，認(rèn)真研究民用建筑的防震減災(zāi)措施應(yīng)該得到社會(huì)的足夠重視。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；抗震減災(zāi)；措施

前言

地震通常也被稱(chēng)為地動(dòng)，是由于地殼快速釋放能量而造成的振動(dòng)，并生成地震波的現(xiàn)象，發(fā)生嚴(yán)重的地震會(huì)造成不同程度的建筑物損壞及人員傷亡，甚至?xí)l(fā)滑坡、海嘯等次生災(zāi)害，號(hào)稱(chēng)群災(zāi)之首。2008年的汶川地震就是一次極為慘痛的經(jīng)歷，他為人民群眾帶來(lái)的傷痛，至今也不能消除，現(xiàn)場(chǎng)慘不忍睹，眾多的房屋倒塌，給人民的生命財(cái)產(chǎn)，帶來(lái)了巨大的災(zāi)難，使人們直觀的感受到，認(rèn)真研究民用建筑設(shè)施抗震性能的提高，是一項(xiàng)應(yīng)該得到足夠重視，刻不容緩的重要任務(wù)。

1.民用建筑結(jié)構(gòu)抗震性能研究

1.1框架結(jié)構(gòu)建筑

框架結(jié)構(gòu)的主要原理是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，再用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質(zhì)板材隔墻分戶(hù)裝配而成的住宅。框架結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)是適宜大規(guī)模操作，效率突出。但由于它以梁柱為主要構(gòu)成，部件截面小，所以使它的剛性與承載力都不高。受力特征與豎向懸臂剪切梁相近，體現(xiàn)出層間越高，水平位移越緩的特點(diǎn)。層數(shù)較高的框架結(jié)構(gòu)在橫向與縱向都會(huì)承受較大水平力。墻體為填充制作而成，負(fù)擔(dān)的只是分隔與圍護(hù)的功能，這樣雖然可以為住戶(hù)改造室內(nèi)空間提供便利，但是抗震能力也就相應(yīng)較弱。

1.2磚木結(jié)構(gòu)建筑

磚木結(jié)構(gòu)的建筑形式，曾經(jīng)在我國(guó)得到了較為普遍的應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)的主要工藝是指建筑中豎向承重的墻體和柱等構(gòu)件都以磚或砌塊等材料建筑，而屋架則主要以木料為建筑材料，通常為平房。這種結(jié)構(gòu)的建筑在我國(guó)農(nóng)村得到大量的采用，優(yōu)點(diǎn)是分隔簡(jiǎn)單、操作容易和材料購(gòu)置便利，但是卻具有生命周期短、設(shè)施缺乏和空間小、占地多的缺點(diǎn)。并且穩(wěn)定性較差，抗震性能低，發(fā)生6度以上地震時(shí)極易倒塌。

1.3磚混結(jié)構(gòu)建筑

磚混結(jié)構(gòu)建筑就是指在建筑物中豎立的承重結(jié)構(gòu)的墻與柱以磚和砌塊為建筑材料，而橫向承重的梁、樓板和屋面板以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建成。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，所謂磚混就是主要以磚墻并配合以小部分的鋼筋混凝土來(lái)共同實(shí)現(xiàn)承重的結(jié)構(gòu)，屬于混合結(jié)構(gòu)的其中之一，通常用于高層建筑結(jié)構(gòu)。當(dāng)遇到地震災(zāi)害時(shí)磚混結(jié)構(gòu)最易破壞的位置有大跨度的橫梁和樓梯間墻壁，空間小的位置如廁所或小型廚房等相對(duì)安全。

1.4鋼結(jié)構(gòu)建筑

鋼結(jié)構(gòu)建筑是當(dāng)前越來(lái)越得到重視的建筑結(jié)構(gòu)形式，它是將鋼材作為主要建筑材料的結(jié)構(gòu)。鋼材具有極強(qiáng)的變形能力、強(qiáng)度高、剛性好，符合一般工程力學(xué)的基本假定，并且有極高的工業(yè)化水平，能夠利于進(jìn)行高機(jī)械化的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。非常適合在跨度大、和超重超高的建筑中使用。同時(shí)也由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的循環(huán)利用性，能夠滿(mǎn)足當(dāng)前可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略和減少占地、節(jié)約能源的需要，能滿(mǎn)足更長(zhǎng)年限的使用要求，是今后發(fā)展綠色建筑的主要方向和選擇。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋相比，同等體積的建筑物，鋼結(jié)構(gòu)建筑的重量要減輕約50%，并且增加了實(shí)際使用面積達(dá)3%以上。鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能，從以往的地震災(zāi)害統(tǒng)計(jì)數(shù)字中可以發(fā)現(xiàn)，在被嚴(yán)重?fù)p壞倒塌的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的比重最小，這主要是因?yàn)殇摬牡膹?qiáng)韌度與勻質(zhì)度良好，能夠滿(mǎn)足相對(duì)較大的變形要求，對(duì)動(dòng)力荷載有很高的承受能力。雖然，鋼結(jié)構(gòu)建筑的成本要大幅上升，但是相信隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人民需求的不斷發(fā)展，這一缺點(diǎn)一定會(huì)得到解決并成為今后民用建筑工程的主要建筑結(jié)構(gòu)。

2.民用建筑中的抗震技術(shù)

2.1嚴(yán)格控制房屋層數(shù)

通過(guò)以往對(duì)地震災(zāi)害中，民用建筑的損失調(diào)查資料顯示，砌體結(jié)構(gòu)的房屋在地震發(fā)生后，表現(xiàn)為整體高度越大，層級(jí)越高，其受到的損傷也就越高。因此，在今后的民用房屋建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要對(duì)國(guó)家的有關(guān)防震減災(zāi)規(guī)范認(rèn)真研究、絕對(duì)執(zhí)行，對(duì)于在規(guī)范中對(duì)砌體房屋的安全高度和安全層數(shù)嚴(yán)格控制，有效控制地震造成的損失。

2.2建筑物的平面與立面

在建筑施工中，平面與立面設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的基本常識(shí)與重要組成，是建筑物的使用功能的直接體現(xiàn)，也同時(shí)與抗震減災(zāi)息息相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，在民用建筑的設(shè)計(jì)施工中，對(duì)于平面與立面的設(shè)計(jì)，應(yīng)該遵循以下一些原則：（1）為了增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，對(duì)于平面和立面的設(shè)計(jì)，應(yīng)該力求規(guī)則與簡(jiǎn)潔，要求與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心保持重合。如果不能到以上要求，而最采用不規(guī)則的設(shè)計(jì)，質(zhì)量中心與剛度中心不能做到一致，就會(huì)由于地震的發(fā)生而形成強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)，使破壞程度更加嚴(yán)重。（2）如果受地理環(huán)境等一些條件限制，使房屋設(shè)計(jì)不能采用規(guī)則形態(tài)時(shí)，就需要在適宜的位置進(jìn)行防震縫的設(shè)計(jì)，要使建筑物的外在美觀和良好使用與抗震性能要求協(xié)調(diào)兼顧。（3）在進(jìn)行民用房屋設(shè)計(jì)中，要盡量做到使建筑的重心最大程度的降低，減少交錯(cuò)的立面設(shè)計(jì)形式。建筑工程的豎向強(qiáng)度及剛度要求掌握在均勻的程度。為也在地震發(fā)生時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格控制突出屋面建筑部分的高度，不要作過(guò)高的設(shè)計(jì)。

2.3建筑物的縱墻與橫墻

在多層磚混房屋中，縱墻與橫墻是非常重要的承受部件，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，作用力會(huì)使承重墻發(fā)生開(kāi)裂、歪斜甚至倒塌而最終損壞建筑物，因此就必須要在進(jìn)行建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)建筑物的縱墻與橫墻進(jìn)行合理的布設(shè)。除滿(mǎn)足外表美觀的要求外，還應(yīng)該考慮要將橫墻優(yōu)先設(shè)計(jì)為承重墻，除此之外，也可以使橫縱墻共同組成承重結(jié)構(gòu)。進(jìn)行縱墻設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇貫通的平面布置，如確實(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)貫通時(shí)，就應(yīng)該在橫墻與縱墻的連接位置，增加鋼筋混凝土構(gòu)造柱的設(shè)置，如果需要還可以適當(dāng)強(qiáng)化該處的鋼筋配比，以達(dá)到橫、縱墻之間的抗拉和抗震性能。

2.4強(qiáng)化墻體面積、提高砂漿強(qiáng)度

對(duì)于多層磚混結(jié)構(gòu)的房屋來(lái)說(shuō)，通過(guò)強(qiáng)化墻體面積和合理提高砂漿強(qiáng)度，能夠非常有效的對(duì)房屋的抗震性能有所提升。根據(jù)以往的建筑工程施工經(jīng)驗(yàn)， 6層磚混結(jié)構(gòu)的房屋在受到地震的作用力時(shí)，建筑物的上層表現(xiàn)出受到的應(yīng)力最小，能夠達(dá)到一般的承載力水平，而建筑物的一層和二層，尤其是底層，受到的應(yīng)力最為強(qiáng)烈，因此而應(yīng)該在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)增加此處墻體的承載面積、增加寬度，如果不能增加寬度，就要設(shè)計(jì)使砂漿的強(qiáng)度等級(jí)提升，而達(dá)到滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)抗震承載力的要求。

2.5建筑物的圈梁和構(gòu)造柱

磚混結(jié)構(gòu)的建筑物施工，通過(guò)圈梁設(shè)置的約束力，能夠達(dá)到樓蓋同縱墻與橫墻形成整體的箱體結(jié)構(gòu)，從而使樓層間的預(yù)制板不會(huì)輕易掉落，將建筑物磚墻發(fā)生平面塌落的可能性得到極大程度的控制；能夠讓建筑物中的各個(gè)墻體的抗震能力得到有效的發(fā)揮；有效的強(qiáng)化內(nèi)墻與外墻的連接性，使建筑結(jié)構(gòu)成為一個(gè)共同受力的整體；有效提升建筑物墻體的抗剪性，使地震作用造成的基礎(chǔ)不均勻下沉與地面開(kāi)裂的影響減輕。因此，可以說(shuō)在磚混結(jié)構(gòu)的民用建筑中，為提高建筑物的抗震性能與減小地震危害而進(jìn)行圈梁的設(shè)置是非常有效并且經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。

結(jié)論

提高民用建筑的防震減災(zāi)能力，是當(dāng)前極為重要的研究課題，需要建筑行業(yè)的高度重視和技術(shù)投入，充分的體現(xiàn)出預(yù)防為主的理念，充分掌握民用建筑的防震機(jī)理，進(jìn)而使我國(guó)的民用建筑抗震能力得到大跨度的提升，使人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全得到更大程度的保障。

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