抗震技術(shù)在民房房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

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摘要：本文在對民房抗震技術(shù)研究現(xiàn)狀說明的基礎(chǔ)上，分析了抗震技術(shù)在民房房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用，提出了民房房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循科學(xué)布局、增強(qiáng)房屋整體剛度和完整性以及有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱等抗震機(jī)理和抗震技術(shù)的應(yīng)用。希望能夠民房抗震設(shè)計(jì)起到一定的參考作用，促進(jìn)民房房屋的抗震性能，提高人們居住的安全性。

小清新：抗震技術(shù) 民用房屋  結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  應(yīng)用 1引言 在民用房屋建設(shè)中，抗震設(shè)計(jì)是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要組成部分，是保證人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的重要需求，其設(shè)計(jì)的水平及合理與否直接決定房屋的質(zhì)量。我國曾發(fā)生過幾次大的地震屬于地震多發(fā)的國家，因此，應(yīng)該對于民用房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該加強(qiáng)對抗震技術(shù)的要求，提供房屋的抗震能力。 2我國民用房屋抗震技術(shù)研究現(xiàn)狀 在我國對于民房的抗震研究最早出現(xiàn)于20世紀(jì)五十年代，有TJ23-77《工業(yè)與民用建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》、TJ11-78《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，對于指導(dǎo)我國的房屋建設(shè)中的抗震設(shè)計(jì)提供了可供參考的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。八十年代，我國制定并修正了GBJ11-89《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB5019 1-93《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB502 23-95《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》等一系列國家標(biāo)準(zhǔn)，形成了相對完善的民房抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系。目前我國現(xiàn)行的民房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是GB5001 1-20 10《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，是在經(jīng)歷特大地震尤其是2008年發(fā)生的汶川大地震后借鑒國外發(fā)達(dá)國家先進(jìn)抗震科研成果的基礎(chǔ)上修訂而成的。修改后的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提高了抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對民房抗震能力的加強(qiáng)提出了更高的要求。 3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震技術(shù)的應(yīng)用 目前在我國的民用房屋建造中，90%都采用磚混結(jié)構(gòu)，原因是這種建筑結(jié)構(gòu)易于取材、施工簡單且成本低、建造時(shí)間短，因此被我國的大多數(shù)民用建筑所采用。 磚混結(jié)構(gòu)建筑一般使用粘土磚和混合砂漿來砌墻，并通過內(nèi)外墻的咬砌使得整體建筑物具有一定的連接性，同時(shí)材料本身及其連接方式影響建筑物本身的脆性性質(zhì)和變形能力，通過對建筑物的砌體結(jié)構(gòu)延性的提高，可以改善房屋的抗震性能，對防震有著重要意義。 3.1科學(xué)布局建筑物的平面和立面 建筑物的平面和立面布置是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)內(nèi)容。建筑的使用功能和要求直接反映在建筑物墻柱間的距離、內(nèi)墻和外墻的布置、電梯井、通道及房間的數(shù)量布局等方面?？拐鹪O(shè)計(jì)中，為保障建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能，要求結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心保持一致， 建筑物的平面和立面都應(yīng)做到規(guī)則、簡潔。如果建筑物的平面布置不規(guī)則，其質(zhì)心與剛度中心往往較難重合，在地震發(fā)生時(shí)會產(chǎn)生強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，地震的破壞力度將明顯加劇。     建筑物的設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量避免出現(xiàn)重頭輕腳的立面、偏高的重心、錯(cuò)落的立面結(jié)構(gòu)等問題，同時(shí)還應(yīng)嚴(yán)格控制建筑物結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的均勻性，尤其是突出屋面建筑部分的高度不能過高，以避免在地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)。  為了達(dá)到抗震的要求，建筑物不應(yīng)有過多的不規(guī)則設(shè)計(jì)，如不得不做不規(guī)則設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該在建筑物的相應(yīng)部分設(shè)置防震縫伸縮縫，這樣既能實(shí)現(xiàn)建筑物造型的美觀、簡潔、大方，又能保證建筑物有較好的抗震性能。 3.2砌體房屋的總層數(shù)及總高度 從往年地震災(zāi)害統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，房屋高度與受地震破壞程度成正相關(guān)關(guān)系，即砌體房屋高度越高，層數(shù)越多，它在地震中受到的毀壞程度就嚴(yán)重。所以民用建筑特別是住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格遵守抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證所有磚砌體房屋的高度和總層數(shù)規(guī)劃符合抗震標(biāo)準(zhǔn)，做到未雨綢繆，有效應(yīng)對未來可能出現(xiàn)的地震災(zāi)害。 3.3增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性 房屋的結(jié)構(gòu)是縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的具有空間剛度和強(qiáng)度的架構(gòu)，其中，房屋的抗?fàn)幠芰θQ于其結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和穩(wěn)定性。在房屋結(jié)構(gòu)種類中，較為理想的抗震構(gòu)件是現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板和樓蓋，它們具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點(diǎn)和長處，不僅可以有效避免滑移、散落等安全隱患，顯著增加房屋樓板的剛度和整體性，而且還能適當(dāng)放寬平面三上墻體對齊的標(biāo)準(zhǔn)等。要達(dá)到增強(qiáng)建筑物空間剛度、增大建筑物結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，從而加強(qiáng)房屋抗震能力的目的，可以通過使用在建筑物恰當(dāng)?shù)牟课辉黾訕?gòu)造柱、添加構(gòu)造鋼筋、設(shè)置配筋圈梁等辦法和措施來實(shí)現(xiàn)。 3.4合理規(guī)劃設(shè)計(jì)縱墻與橫墻 多層磚混房屋的主要承重構(gòu)件是縱、橫墻體。一旦發(fā)生地震時(shí)，在地震的強(qiáng)力作用下，承重縱、橫墻會產(chǎn)生裂縫，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜、倒塌現(xiàn)象，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重的破壞，所以合理規(guī)劃布局縱、橫墻是提高房屋抗震性能的關(guān)鍵所在。所以在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)將橫墻作為承重墻或使縱橫墻共同承重，同時(shí)注重縱、橫墻的布置，保持美觀對稱，這樣的的房屋結(jié)構(gòu)體系不僅安全性能高，而且也大大提高了美觀度。如果縱墻無法貫通屋體，可選擇增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱在縱橫墻的交接處位置，并加強(qiáng)構(gòu)造配筋強(qiáng)化縱橫墻的穩(wěn)定性，避免縱、橫墻在交接處被外力拉開，增強(qiáng)房屋抗震功能。 3.5適當(dāng)增加墻體面積合理提高砂漿強(qiáng)度 多層磚混的房屋其抗震能力和墻體面積有著直接的關(guān)系，同時(shí)和所使用的砂漿強(qiáng)度也有著密切關(guān)系。要提高房屋的抗震能力，可以通過提高墻體面積以及科學(xué)合理地提高砂漿強(qiáng)度級別來實(shí)現(xiàn)。通過有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，對于六層的磚混結(jié)構(gòu)的房屋，其頂層的抗震能力較好，基本很少受到地震的危害，而位于建筑底部的一層及二層，是抗震能力最薄弱的層數(shù)，因此，可以提高其墻體面積和砂漿強(qiáng)度等級來實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)抗震能力的效果。比如可以將墻體由240mm增強(qiáng)為360mm，砂漿等級由原來的M5提高到M10，這樣就提高了底部薄弱層的抗震能力和抗震效果。因此是一種比較操作方便的減輕震害的有效途徑之一。 3.6有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱 在多層磚混結(jié)構(gòu)的民房設(shè)計(jì)中，可以通過設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)抗震的效果，有效地加強(qiáng)內(nèi)外墻體之間的密切連接，使得所有墻體呈現(xiàn)一體性，從而增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性。圈梁的作用，是使得樓蓋以及縱橫墻體間形成統(tǒng)一聯(lián)動的整體箱型結(jié)構(gòu)，因此可以避免預(yù)制板的掉落，同時(shí)降低墻面平面倒塌的可能性，使得各個(gè)墻體之間形成穩(wěn)固的相互制約的統(tǒng)一整體，提高抗震能力。同時(shí)圈梁的設(shè)置還可以有效地防止墻體裂縫的延伸和出現(xiàn)，增強(qiáng)墻體本身的抗剪能力，避免因地震產(chǎn)生地陷造成的墻體裂縫倒塌的危險(xiǎn)，增強(qiáng)墻體的有效抗震能力。圈梁在民房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，是一種較為經(jīng)濟(jì)有效地防止地震災(zāi)害產(chǎn)生的有效手段和方法。 3.7在墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋 民用房屋提高抗震性能還可以通過在墻體內(nèi)設(shè)置水平鋼筋的方法來實(shí)現(xiàn)。由于磚混結(jié)構(gòu)的墻面相比具有水平鋼筋的墻面在墻段的脆性和延性方面較為低下，因此，可以通過在磚混墻體中增加水平鋼筋的做法，來提高抗震能力不足的承重墻段的抗震性能，增加墻體的韌性和延性，增強(qiáng)抗震能力。對于配置水平鋼筋的墻體的砌體要求是： a)所使用的砌筑砂漿強(qiáng)度等級應(yīng)≥M7 .5； b)對所使用的鋼筋要求是，應(yīng)使用HPB235（即屈服應(yīng)力為235 M pa 的熱軋光圓鋼筋），或HRB335的普通低合金鋼的2級帶肋鋼筋； c)0.07 %≤配筋率≤0.17 %，且間距不應(yīng)大于400mm； d)鋼筋錨固長度應(yīng)≥18 0mm 。 4結(jié)論 綜上所述，民用房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震技術(shù)的應(yīng)用有著極為重要的地位和作用。民用房屋在建造時(shí)就應(yīng)該考慮到房屋的抗震能力，并通過進(jìn)行相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、把握抗震原理來預(yù)防地震所帶來的災(zāi)害，增強(qiáng)房屋的抗震能力，堅(jiān)持預(yù)防為主的思想和方針，做到未雨綢繆，為人們的最基本的居住需求提供安全有保障的居住環(huán)境。 參考文獻(xiàn)： [1]韓小虎,王麗霞.探討建筑抗震設(shè)計(jì)中的建筑設(shè)計(jì)[J]．內(nèi)蒙古水利，2010，125 （1）:162-163. [2]GB5001 1-20 10，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010 [3]侯建娟.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)[J].工業(yè)建設(shè)與設(shè)計(jì)，2009（6）35 -3 7