房屋建筑的抗震性能研究

房屋建筑的抗震性能研究

张涛

张涛安徽省志成建设工程咨询有限责任公司安徽合肥230000中图分类号：TU375

摘要：本文通过对我国抗震建筑的性能特点进行分析，结合近年地震频发的现状，意在提出增强房屋建筑抗震性能的有效措施，确保人民生命财产的安全。

关键词：房屋建筑抗震性能

我国幅员辽阔地震频发，从2008年的汶川地震灾害到2010年玉树地震，惨重的伤亡人数揭示着超过九成以上的地震灾害造成的直接或间接损失是由于地震对建筑物强大的破坏性造成的。血的教训提醒人们，抗震设计不可掉以轻心，如有失误就会付出沉重的代价，房屋建筑的抗震性能的研究势在必行。

一、我国抗震建筑的概念和特点

随着人民生活水平的提高，安全意识的增强，抗震建筑的设计必须应用到千家万户中去，作为一名建筑从业人员首先需要了解抗震建筑的设计思路和特点，加强理论的学习和修养。

（一）抗震建筑的概念

1、抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

2、抗震建筑类型根据功能重要程度划分：甲类建筑包括重大建筑工程和地震有可能引发严重次生灾害的建筑，地震时可以保持功能使用或需尽快恢复的建筑归属为乙类建筑，丁类建筑包括除前三种建筑类型外的抗震次要建筑。

（二）抗震建筑的技术特点

1、具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

2、具有避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。

3、具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。

（三）抗震建筑的结构形式

目前我国建筑结构形式常见有砖混结构、钢筋混凝土剪力墙结构、框架结构、钢结构等。

1、砖混结构：多见于多层建筑，属于抗震不利结构，砌块间连接不良。当遭遇强震时砌块间的连接较易被破坏从而发生砌体松散，建筑物因此垮塌。

2、钢筋混凝土剪力墙结构：多用于多高层住宅，引发的震害较轻。钢筋混凝土结构在地震作用下位移较小，因而具备较大的抗侧刚度．经过抗震设计的剪力墙结构，当发生强震时房屋不会发生大规模的垮塌，一般只会出现门窗裂缝，各墙肢足以支承楼板．

3、框架结构多应用于多层及高层民用建筑和多层的工业建筑，建筑平面布置灵活，易于布置较大房间。但纯框架结构侧向刚度小，属柔性结构，故其层数和高度都受到一定限制。

4、钢结构普遍应用于超高层建筑（100米以上）或者跨度较大的建筑，是以钢材为主要结构材料。钢材的特点是强度高、重量轻，同时由于钢材料的匀质性和强韧性，可有较大变形，能很好地承受动力荷载，具有很好的抗震能力。

二、如何提高房屋建筑抗震性能

(一)选择对抗震有利的场地、地基和基础

房屋抗震性能的提高首要的基础是必须选择对抗震有利的建筑场地，避开对建筑不利的地段，不应在危险地段建造各类工业与民用建筑。建筑场地可选择平整的平面，液化场地并且远离地震断层或地基坚实，否则若发生地震时建筑物倾斜容易倒塌，场地液化失败则容易导致地基失效。《中华人民共和国防震减灾法》规定，地震安全性评价必须应用于可能发生严重次生灾害的建筑工程及重大建设工程，要根据地震安全性评价的结果进行抗震设防要求的制定。建设规划时，必须制定并注意避免或减轻地震次生灾害的发生，重视社会经济系统的安全。

（二）隔震和消能减震等新技术的推广应用

随着近年科技的发展和新材料的出现，提高建筑抗震性能的措施和手段日益得到丰富和推广。各种新的技术手段层出不穷，其中最为普遍得到业内认可的有：高强度建筑材料的应用、隔震技术和消能减震技术等。

1、高强度建筑材料，较以往的材料承重强度更高但自重却更为轻便。使用这种材料建筑房屋能够提高结构件的最大承载能力，有效地减轻地震灾害。

2、隔震技术是国际上热门的工程抗震新技术，主要适用于医院、学校、商场、科研机构等较重要的低层和多层建筑。这一种新技术是通过改变结构的动力特性和动力作用，将上部结构和基础通过把隔震消能装置安放在结构物底部和基础(或底部柱顶)之间“隔开”，从而使结构物的地震反应降到最低，达到“以柔克刚”的效果．

3、消能减震技术的方法主要用于高层或超高层建筑。这一种技术的原理是通过将消能阻尼装置或元件设置在支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件等结构部位，当地震发生时，摩擦非线性滞回变形能耗通过消能装置产生并起到吸收或耗散地震能量，减轻建筑主体水平和竖向结构地震反应的作用。这样，达到了减震抗震的目的，减轻了地震对结构的破坏性，避免了房屋倒塌的危险。

（三）选择技术上、经济上合理的抗震结构体系

抗震结构体系是抗震设计应考虑的最关键问题，对安全和经济起决定性的作用，是综合的系统决策。在确定结构方案时，应根据建筑使用功能要求和抗震要求进行合理选择。选择结构体系需要考虑的首要因素是结构的侧移度。对于高层钢结构建筑来说结构的侧移度有着不可替代的控制作用，这是因为当地震发生时由于多层和高层房屋高度较高，荷载作用使水平位移产生并迅速增大，结构的抗侧移刚度必须能满足要求。其次，对于有着不同构件及组成方式的各种类型的钢筋混凝土结构体系，抗侧移刚度亦相应使用高度有所区别，为了满足结构的抗侧移刚度要求，应对房屋总高度进行相应限制从而避免不合理的设计，这也是确定结构的重要因素之一。另外，选择多层砖混砌体房屋结构体系的设计，由于缺少横向支撑，采用纵墙承重的平面外弯曲易破坏并导致房屋坍塌，因此应避免选择纵墙承重的方案，宜于采用横墙承重或纵横墙共同承重的方案。

（四）选择合理的设计原则，提高设计质量

选择合理的设计原则并结合正确的抗震理论指导，可以保证房屋建筑在地震作用下的安全与可靠性，提高建筑设计的质量。合理的结构设计应遵循以下几点原则：

1、结构构件应足以满足强大承载能力的需要

2、结构应具备足以减小地震作用的扭转和位移所需要的足够的刚度

3、结构应具备在强震作用下足够的塑性变形的能力和维持承载的能力

4、结构应具备足够吸收和耗散地震能量的能力，避免结构倒塌

5、应结合抗震原则设计多道抗震防线

6、结构体应简单，受力传力途径直接迅速以达到整体结构和结构构件共同作用的效果

（五）注意材料的选择和施工质量

提高房屋建筑的抗震性能，除了必要的合理设计及技术水平等因素外，最终的建筑设计需要通过高质量高水平的施工能力以及建筑材料的选择来实现。设计与施工，好比理论结合实践，设计的意图要通过施工来体现，当强震发生时所有施工中存在的重大隐患和问题将会暴露无遗，因此材料选择的好坏与施工质量的高低对房屋建筑的抗震性能起到直接影响的作用。严格按施工规范或规定施工是搞好施工质量的关键所在，需参照现行抗震设计规范和施工规程进行施工，必要时可强制性执行国家制定的建筑抗震设计规范，以保证施工质量。材料的选择一般需通过对工程项目中的分部分项工程进行分类的材料计算结合施工进度安排制定并选择材料种类和进场时间。

总之，房屋建筑的抗震性能与建造场地、建筑结构体系有关。要提高房屋的抗震能力，必须合理规划科学设计，完善建筑抗震标准，选择对抗震有利的场地、地基和基础，推广应用各种新技术手段，合理的布置抗震结构体系。同时，还要根据抗震设计原则进行设计，确保施工与建筑质量，加强建筑监管，才能使房屋建筑的抗震性能得到最大程度的提升，人民的生命财产安全才能得到最坚实的保障。

参考文献

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[2]吕西林，周德源，李思明．房屋结构抗震设计理论与实例[M]．上海：同济带出版社,1995．

[3]刘华新．重视抗震概念设计提高工程设计质量[M]．辽宁工学院学报，2005．3．