房屋建筑抗震設(shè)計(jì)研究

文/李澤 貢山縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 云南怒江 673500

1、房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的重要性分析

眾所周知，地震會(huì)給人們帶來嚴(yán)重危害，會(huì)對(duì)人類家園及生命安全造成毀滅性破壞。地震作為一種自然災(zāi)害，具有突發(fā)性與不可測(cè)性，特別是近年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城市人口數(shù)量激增，涌現(xiàn)出了各種高層建筑，如若發(fā)生地震災(zāi)害，將會(huì)造成無可估量的損失。盡管人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到地震災(zāi)害的危害性，但因?yàn)榭萍妓绞芟迣?dǎo)致地震災(zāi)害仍然不能做到有效預(yù)測(cè)，也就不能采取有效的防護(hù)準(zhǔn)備。加強(qiáng)房屋建筑抗震設(shè)計(jì)，能在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)為建筑物安全提供有效保障，人們生命財(cái)產(chǎn)也就獲得保障。將抗震設(shè)計(jì)運(yùn)用到房屋建筑過程中，能夠使建筑物更加穩(wěn)定安全，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，將能有效抵抗地震波的危害。

2、加強(qiáng)房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的措施

2.1 科學(xué)選擇建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇將直接關(guān)系到房屋建筑的抗震效果，為了加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)考慮建筑整體，避免因個(gè)別建筑結(jié)構(gòu)而對(duì)建筑物抗震效果造成不利影響。之所以進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)，目的是為了確保建筑結(jié)構(gòu)體系安全穩(wěn)定，滿足人們的多樣化需求，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系而言，應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的抗災(zāi)害能力，確保各構(gòu)件均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即便一個(gè)部分出現(xiàn)問題，依舊能確保建筑整體結(jié)構(gòu)安全。當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)深入分析地震的傳遞路基，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)運(yùn)算進(jìn)行有效控制。在豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要求承擔(dān)建筑物自身荷載，確保其具有應(yīng)力水平良好，比如說，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，設(shè)置上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件就是為了傳遞重力荷載。除此之外，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)加強(qiáng)控制，確保各構(gòu)件受力均勻。

2.2 加強(qiáng)隔震及減震設(shè)計(jì)

目前，可以采用的隔震設(shè)計(jì)主要有如下幾種：一是軟墊隔震技術(shù)，這種技術(shù)主要是在房屋底部設(shè)置多個(gè)帶有鉛芯的鋼板橡膠塊的隔震裝置，房屋坐落于軟墊之上，這樣一旦房屋遭遇地震，房屋底部就會(huì)與地面發(fā)生相對(duì)位移，延長(zhǎng)房屋自振周期，變形量均由軟墊承受，減小上部結(jié)構(gòu)層間側(cè)移，避免了保護(hù)結(jié)構(gòu)受到損壞。二是滑移隔震技術(shù)。該技術(shù)是在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置滑移面，然后選用摩擦系數(shù)小的摩擦材料，這樣地震發(fā)生時(shí)，上部能夠相對(duì)基礎(chǔ)發(fā)生水平滑動(dòng)，就能發(fā)揮隔離地面運(yùn)動(dòng)的作用。建筑滑動(dòng)過程中必然產(chǎn)生摩擦，能有效耗散地震能量，阻止能量繼續(xù)向上傳遞，從而起到減震的作用。三是擺動(dòng)隔震技術(shù)。這種技術(shù)是在可擺動(dòng)的短柱群上設(shè)置基礎(chǔ)，也可以將基礎(chǔ)底部設(shè)計(jì)成圓球狀，然后將圓形彈簧設(shè)置于基礎(chǔ)側(cè)面，以起到阻尼器的作用。

可供采用的減震措施主要包括如下幾種：一是提高結(jié)構(gòu)阻尼。結(jié)構(gòu)的彈性地震反應(yīng)與結(jié)構(gòu)阻尼比、自振周期呈反向變動(dòng)關(guān)系。結(jié)構(gòu)阻尼能夠有效減小共振反應(yīng)，并受材料、地基土質(zhì)、結(jié)構(gòu)類型以及振動(dòng)性質(zhì)等因素影響，所以，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用比較大的阻尼結(jié)構(gòu)類型與體系。此外，還可在建筑結(jié)構(gòu)上合理設(shè)置阻尼器，從而有效吸收地震輸入能力，控制結(jié)構(gòu)變形。二是采用高延性構(gòu)件。建筑物抗震性能主要受建筑結(jié)構(gòu)吸收和耗散地震能量的能力影響，換言之就是結(jié)構(gòu)延性大小決定的，也可以說是由承載力與變形能力共同決定的，當(dāng)前，運(yùn)用較多的是強(qiáng)柱弱梁、加強(qiáng)梁柱與塑性鉸的辦法，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)延性增強(qiáng)。

2.3 合理計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)

作為一種典型的自然災(zāi)害，地震災(zāi)害如若發(fā)生，不僅會(huì)破壞建筑物結(jié)構(gòu)，還會(huì)對(duì)人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，那么就需要努力做好抗震設(shè)計(jì)工作。考慮到地震災(zāi)害超強(qiáng)的破壞力，且存在不可控因素，這時(shí)開展抗震設(shè)計(jì)工作就能有效減小損失。結(jié)合對(duì)地震災(zāi)害現(xiàn)象的分析，可以發(fā)現(xiàn)，同一地震等級(jí)對(duì)不同地區(qū)及建筑物產(chǎn)生的影響也存在顯著差異。這時(shí)開展抗震設(shè)計(jì)工作，就要充分考慮實(shí)際，科學(xué)制定抗震設(shè)計(jì)方案，確保抗震效果。在此過程中，需要涉及到結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算，合理運(yùn)用相關(guān)方法，使計(jì)算獲得的參數(shù)更加準(zhǔn)確有效。在抗震設(shè)計(jì)前期，可開展地震災(zāi)害模擬試驗(yàn)，分析地震對(duì)建筑物造成的危害，配合計(jì)算，制定出應(yīng)急設(shè)計(jì)方案，在抗震設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)中得以落實(shí)。此外，準(zhǔn)確計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，既能促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性提升，也能據(jù)此開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完整準(zhǔn)確。

2.4 加強(qiáng)柱梁混凝土強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

根據(jù)強(qiáng)柱弱梁的原則，柱混凝土的強(qiáng)度要比梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)高出1-2 級(jí)，并且這種強(qiáng)度差會(huì)隨建筑高度的增高而逐漸加大。此時(shí)柱的混凝土強(qiáng)度需要達(dá)到C45-C60,而梁板結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度為C25-C35，強(qiáng)度差如果超出10MPa,將不利于節(jié)點(diǎn)混凝土的澆筑。

如果柱梁混凝土強(qiáng)度差低于5MPa，那么對(duì)于邊節(jié)點(diǎn)或中節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榱簩?duì)節(jié)點(diǎn)存在約束作用，加上梁筋縱橫穿過節(jié)點(diǎn)，就可以按照強(qiáng)節(jié)點(diǎn)原則，將梁板與節(jié)點(diǎn)共同澆筑，可以澆筑梁板混凝土

如果柱梁混凝土強(qiáng)度差超出10MPa，在節(jié)點(diǎn)澆筑過程中，可采用與柱強(qiáng)度一致的混凝土進(jìn)行澆筑。首先進(jìn)行節(jié)點(diǎn)混凝土的澆筑，采用塔吊澆筑的方式，控制混凝土的坍落度，讓其高度高出樓面，不作振搗處理。然后進(jìn)行梁板混凝土的澆筑，對(duì)分界部位進(jìn)行澆筑處理，一旦達(dá)到標(biāo)高，可以先對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土進(jìn)行振搗，緊接著振搗梁板混凝土，避免節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土漿流失，又能避免梁板低強(qiáng)度的混凝土進(jìn)入節(jié)點(diǎn)區(qū)，并在初凝時(shí)間前2h 內(nèi)完成振搗工作。

結(jié)語：

總之，在房屋建筑設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)發(fā)揮著十分重要的作用，尤其是地震災(zāi)害發(fā)生過程中，做好抗震設(shè)計(jì)工作，能夠?yàn)榉课萁ㄖ姆€(wěn)定性與安全性提供保障，減小自然災(zāi)害造成的損失。為了加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)明確其重要性及具體的設(shè)計(jì)原則，采取多種有效措施，如合理選擇施工場(chǎng)地與建筑結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)筑多重抗震防線、準(zhǔn)確計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，確保建筑抗震設(shè)計(jì)科學(xué)合理，這樣就能有效減小地震災(zāi)害造成的損失。