談采用隔震技術的框架結構抗震性能

喬 永 梅

(山西省太谷縣建設局建筑設計室，山西 太谷 030800)

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談采用隔震技術的框架結構抗震性能

喬 永 梅

(山西省太谷縣建設局建筑設計室，山西 太谷 030800)

介紹了房屋隔震防震的歷史變化，對框架結構和磚混結構在地震中的表現進行了對比，得出了框架結構在預防地震方面的優(yōu)勢，從而證實了框架結構的抗震性能，同時歸納了其設計重點及抗震要求，值得推廣應用。

隔震技術，框架結構，抗震性能，磚混結構

設計和施工質量有保證的框架結構具有抗震性[1]?？蚣芙Y構建造的房屋簡單定義就是由梁和支柱以鋼筋相結合而成，從而構成了一個承重體系的建筑結構。更簡單說就是在框架結構建造的房屋中墻體是不承受重力的構件，只起隔音、隔熱、保暖和分離的作用。

1 房屋隔震防震的歷史變化

房屋抗震的發(fā)展歷程是我們今天技術成就的縮影，是全世界的抗震工程師不斷努力的結果[2]。在以往房屋抗震就是在通過建筑物的最基層或者某個地方設置一個隔震層來調整結構的剛度變化和阻尼，然后達到結構的自振頻率促使建筑物屹立不倒。從明成祖修建的紫禁城(現為北京歷史博物館)到日本1252年修建的鐮倉大佛再到1921年日本的帝國大廈，最后近代我國1993年建成的汕頭市海陵路38號的八層樓房都不約而同的運用各種隔震抗震技術[3]。時至今日這些建筑都還存在，它們承受了幾百幾千年的風雨和不計其數的大小地震的檢驗，抗震技術的運用是全世界共同的使命，這是保證人類生存的基本。

2 框架結構和磚混結構在地震中的對比

2.1 框架結構

磚混結構的住宅承重主體是樓板和墻體，框架結構的承重結構是梁和板、柱子。在牢固的程度和抗震效果上肯定是框架結構明顯更勝一籌。磚混結構在做建筑設計時樓高一般不能超過6樓，而框架結構可以做到幾十層。因為框架結構的主體原理在發(fā)生地震時建筑里面的梁或者立柱只會變形不會瞬間倒塌?？蚣芙Y構很重要的一個設計原則就是強節(jié)點弱桿件，節(jié)點一定要有足夠的承受力，如果節(jié)點先于桿件破壞喪失了節(jié)點的四邊形框架很快就會變成平行四邊形，即使構成四邊形桿件再結實也無濟于事。

2.2 磚混結構

簡單的說磚混結構就是造價便宜，就地取材，施工難度低，缺點也是非常明顯的，抗震能力差所以一般來說磚混結構的房屋在建造時不能建造多層，不抗震的地方做配筋砌體結構，建筑高度可以達到30 m。磚混結構在發(fā)生地震時整個房屋結構會隨著振動橫波和豎波的擺動造成整棟房屋倒塌，對人民的生命財產安全沒有保證。

3 框架結構對于預防地震的優(yōu)勢

現如今社會乃至全世界都是以建筑物在使用時要對不同頻率、強度的地震具有一定的抵抗能力和抗震性能來制定抗震目標的。基本準則是小震不壞，中震可以修復，大震不倒塌這樣一個目標。而框架結構就有明顯的優(yōu)勢，如靈活的空間分隔，沒有較重的自重感，對于抗震特別有利，而且在材料、財力方面也是很節(jié)省的，并且可以靈活的配合建筑平面的布置等優(yōu)點，對于有些較大空間的建筑結構安排也是很有利的，有利于縮短工期，整體結構好，剛度強度大能夠達到預期的抗震效果。

4 混凝土框架結構在地震中破壞力

梁、板、柱這三種結構是混凝土框架結構的承重體系，從施工方面看，對工程的工期要求是非常快，也是相對簡單的；對于用戶來說也有比較開放靈活的使用功能，因此，混凝土框架結構也具有實用這一大優(yōu)點。地震會大大影響承重結構的載重力，從而導致建筑物發(fā)生形變，如框架梁、柱子都會受到極大的破壞，柱子一旦被破壞，那隔離墻必然會倒塌，從而致使結構沒有了整體性更使地基受到了破壞從而失效變形?？蚣芰骸⒅拥钠茐淖冃沃饕l(fā)生在節(jié)點處，柱子的破損重于大梁，柱子頂部破壞重于柱子最底部。在框架結構的住宅屋發(fā)生7級地震時最多情況也是隔離墻面出現裂紋，窗口邊或者門的邊角出現大一點縫隙。在質量很可靠的框架結構上，9級地震才可能出現隔離墻面的倒塌，因為框架在地震作用下的位移變形較大，墻體的磚塊受擠壓出現大裂縫直至垮塌，這種情況在框架結構的最底下的基層建筑物上變形尤為突出。

5 抗震目標設定是框架結構設計的重點

從1974年原來國家建委發(fā)布的全國第一個建筑抗震設計規(guī)范起，中國對建筑業(yè)上抗震設計要求也是越來越嚴格[4]。在建筑物使用期間要求做到6級地震區(qū)高發(fā)地方在發(fā)生地震后建筑物一般不受損壞或不需要修理還可以繼續(xù)使用。當地震級別在8級或者以上的震級房屋的主體結構不受影響，只是在外墻的簡單修補還可以繼續(xù)住人。在地震達到9級以上時或者是整個歷史相對比較少見的地震不致整體房屋倒塌或發(fā)生危及住戶的生命財產安全，以上描述的抗震目標即利用框架結構構建的建筑物在正常使用情況下對各個震級都具有抵抗能力和相應的防御力。

6 實際操作中框架結構的抗震要求

抗震設定的烈度是混凝土框架結構設計的重要依據，運用地震的取值和措施的采取來完成抗震設防目標[5]。要采取有依據、有概念的設計原理來進行抗震措施。正確的數據計算、整體方案的制定、關鍵材料的選用、細部結構的設計等這些都是達到了合理的抗震設計目的要求的。

1)建筑物的建造選定地址要有相關數據的參考和有效數據作為理論。要選擇對抗震有利的場地、地基，對于選擇基礎的建筑場地時還要根據工程的需要和地質局合作做出結論和相關建設的綜合意見和評鑒做出相應的建設整改方案。

2)選擇對抗震有利的結構和布置方案，整體的平面結構應該簡單規(guī)劃，結構的主要抗側力構件要均勻的分布，一定要使結構物的重心和混凝土鋼筋的中心點吻合，避免地震發(fā)生時引起結構扭轉變化及局部應力集中對建筑物產生變形和倒塌嚴重不利后果。

3)一定要加強材料供應單位的材料質量和對應的相對工程的材料等級是否符合當前工程的必要數據條件，做到相應物料和相應部件質量應符合抗震設定的規(guī)范和質量要求。

7 框架技術抗震設計的人才創(chuàng)新和培養(yǎng)

框架結構的抗震設計是人類不斷摸索和不斷改進的，是目前科學穩(wěn)定的建筑方式。人才的培養(yǎng)才是今天我們在房屋抗震防震的關鍵點。隨著人才技術難點的攻破和不斷的實驗和科學的認證才有相對的科學論證方案。在現代化的房屋抗震技術的更新中，國家的相關各部門也需要相應的合作和數據共享，在必要時進行數據的論證和討論得出地方性的可行性報告。加強房地產商的素質修養(yǎng)培訓和設計人才的專業(yè)知識提升。在防震減震的建筑業(yè)我們也應該添磚加瓦為美好生活的幸福明天加油。

8 結語

地震是一種破壞力極大的自然災害，為了避免、預防地震對我們帶來傷害和財產損失，我國地震局和政府應該加強地震的及時預報和減災措施。特別是在房屋建造方面，框架結構設計的房屋具有相對科學性和安全性，我們也應該在全國范圍內去積極推廣，特別是在我國有些相對偏遠的山村，在對危房重新改進修造時要大力提倡框架結構蓋新房，幸福生活創(chuàng)明天。

[1] 陳 真,吳從曉.某9度區(qū)復雜框架結構隔震設計[J].工程抗震與加固改造,2013,35(1):,63,64-68.

[2] 汶川地震鋼筋混凝土框架結構震害及對策[J].工程抗震與加固改造,2009,31(5):93-100.

[3] 左詠梅,王 盼,劉紅飛，等.基于ANSYS的多層框架結構隔震性能分析[J].工程建設與設計,2016(2):28-29.

[4] 姜 曄,伏 健.重型設備置于屋頂的框架結構隔震設計方案分析[J].中國高新技術企業(yè),2010(8):33-34.

[5] 李 巖.框架結構基礎隔震體系的數值模擬分析[J].內蒙古石油化工,2008,34(11):63-65.

Discussion on frame structure seismic performance by applying seismic isolation technology

Qiao Yongmei

(ShanxiTaiguConstructionBureauBuildingDesignOffice,Taigu030800,China)

The thesis introduces the historical alteration of housing seismic isolation, compares the seismic performance of frame structure and brick-concrete structure, obtains the seismic protecting advantages of frame structure, proves the seismic performance of frame structure, and summarizes its design points and seismic demands, which is worth promoting.

seismic isolation technology, frame structure, seismic performance, brick-concrete structure

1009-6825(2017)17-0050-02

2017-03-08

喬永梅(1978- ),女,工程師

TU323.5

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