房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題及解決策略

邱天

【摘要】近年來，頻繁發(fā)生的地震災(zāi)害，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了極大的損失，房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也因此越來越受到人們的關(guān)注和重視。本文詳細(xì)介紹了目前我國房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題，并從建設(shè)地、地基以及屋頂和墻體等角度提出解決策略，以提升建筑物抗震性能。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；常見問題；解決措施

地震的發(fā)生嚴(yán)重危害人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，并嚴(yán)重破壞建筑物和工程設(shè)施，導(dǎo)致二次災(zāi)害的發(fā)生。無論是城市還是農(nóng)村，房屋建筑可以說占據(jù)著極大的面積，同時(shí)作為人們生活不可或缺的一部分，直接關(guān)系到人民群眾的生產(chǎn)和生活質(zhì)量。因此，做好房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，盡可能地減少地震造成的直接或者間接的損失，非常必要且具有非凡的意義。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 框架房屋設(shè)計(jì)中存在的問題

第一，為改變橫向剛性結(jié)構(gòu)在平坦的表面上的分布，從而使得其中所分布的地震內(nèi)力的狀態(tài)得到改變，引發(fā)結(jié)構(gòu)層的變化，使得薄弱層出現(xiàn)在垂直方向上，危害房屋結(jié)構(gòu)。

第二，在分析主體地震方面，十分困難，很難保證地震分析模型的合適性，從而對地震響應(yīng)作出準(zhǔn)確估計(jì)和處理。而根據(jù)我國建筑行業(yè)通用的規(guī)范，人們認(rèn)為對填充墻為結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度所作出的貢獻(xiàn)問題進(jìn)行處理時(shí)，能夠減少振動的自然周期，將其看做一個擴(kuò)大的整體，卻并不考慮平面和垂直填充墻在地震作用下的布局結(jié)構(gòu)的合理性。

第三，不合理的填充墻設(shè)計(jì)，在影響建筑主體的同時(shí)，造成安全隱患，并不能發(fā)揮抗震、防震的作用。

第四，不可避免地，框架結(jié)構(gòu)中存在一定數(shù)量的填充墻，這些填充墻在正常情況下很容易產(chǎn)生裂縫。因此，必須限制檢查層的位移漂移角度，對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的程度進(jìn)行充分考慮，以免損害擴(kuò)大。而填充墻框架梁的變形由于其組成材料的不同存在一定的差異，因此，在地震頻發(fā)的地區(qū)，一個較為合理的選擇是采用標(biāo)準(zhǔn)化的剛性填充墻，然而，很多填充墻在現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中并不符合規(guī)定要求。

1.2 砌體房屋設(shè)計(jì)中存在的問題

第一，在城市住宅磚房建設(shè)中，經(jīng)常會發(fā)生房屋超高或者超層的情況，特別是層數(shù)越來越多的現(xiàn)代建筑，還在底層建有大型商場，很大程度上為方陣設(shè)計(jì)增加了難度。

第二，為了滿足大空間的需要，公用建筑的砌體房屋頂層和底部結(jié)構(gòu)往往采用“混合型”建筑模式，局部增加圈梁和構(gòu)造柱的框架結(jié)構(gòu)，減少防震抗震的功能。

第三，砌體住宅結(jié)構(gòu)追求的往往是大空間、大客廳、大門洞以及大開間，在一定的空間范圍上，這樣的追求會減弱大墻的厚度，從而使得抗震性能降低；而與不斷擴(kuò)展的陽臺設(shè)計(jì)伴隨的，并不是磚墻構(gòu)造柱數(shù)量的增加，導(dǎo)致墻體的抗震性能不達(dá)標(biāo)。

第四，為了追求美感，多層砌體建筑的抗震設(shè)計(jì)并不能完全發(fā)揮抗震功能。部分設(shè)計(jì)人員由于缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，并不重視多層砌體的圈梁和構(gòu)造柱差異，兩者之間缺乏必要的連接措施，抗震方式交代不完整或者不清楚；而不合理的樓梯設(shè)計(jì)加大了震后逃生的難度。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)采取的解決措施

2.1 合理選擇建筑場地，

作為一種隨機(jī)振動，地震的發(fā)生有其不確定性和復(fù)雜性，而與地震的發(fā)生相伴隨的地質(zhì)運(yùn)動會直接損害或者破壞建筑物；同時(shí)，地震的發(fā)生需要一定的條件，因此，在進(jìn)行建筑物施工地點(diǎn)的選擇時(shí)，一定要認(rèn)真且慎重。具體來說，首先要選擇有利于抗震設(shè)計(jì)的環(huán)境區(qū)域，地區(qū)的地勢應(yīng)該開闊且地質(zhì)要堅(jiān)硬，以減小地基土在地震發(fā)生時(shí)的沉陷程度，從而對建筑物的塌陷進(jìn)行有效的阻止。

其次，房屋建設(shè)地段的選擇應(yīng)該避免安全性。一般地，危險(xiǎn)地段指的是滑坡、泥石流以及崩塌等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，如果在這種地區(qū)進(jìn)行建筑物的建設(shè)，會加大地震對地質(zhì)的破壞。另外，經(jīng)過調(diào)查研究，施工區(qū)域的地質(zhì)堅(jiān)硬程度以及被蓋層的薄與厚，直接關(guān)系到地震的危害程度大小。而堅(jiān)硬的土質(zhì)和薄的被蓋層，是減輕地震危害程度的重要因素，需要在進(jìn)行場地選擇時(shí)著重考慮這兩個因素。

最后，應(yīng)該避免對地震不利的地區(qū)的選擇。比如，一些地質(zhì)比較軟的地區(qū)，或者狀態(tài)不均勻的山坡邊緣，如果在這些地區(qū)建設(shè)建筑物，在地震發(fā)生時(shí)會不可避免地發(fā)生房屋倒塌等狀況。

2.2 加強(qiáng)房屋建筑的地基設(shè)計(jì)

首先，在房屋的抗震設(shè)計(jì)中，地基的設(shè)計(jì)的強(qiáng)化能夠使建筑的整體剛性得到提升，進(jìn)而使整體建筑結(jié)構(gòu)抗震性能得到增強(qiáng)。比如，對于同一建設(shè)單元來說，，其建設(shè)的地基性質(zhì)和建設(shè)方式都不能存在差別，可以采用天然的地基設(shè)計(jì)方式，也可以選擇樁基的方式，以保證設(shè)計(jì)統(tǒng)一性的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)建筑物抗震性能的提升。

其次，建筑物的整體是由基礎(chǔ)建筑和上部建筑共同組成，想要提升建筑的整體抗震性能，需要對這兩部分進(jìn)行加強(qiáng)。同時(shí)值得注意的是，內(nèi)外膠圈以及基礎(chǔ)圈梁均不能夠出現(xiàn)在室外草坪的基礎(chǔ)建筑下，而為了加固上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，可以將上部結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱設(shè)計(jì)到基礎(chǔ)圈梁中，提升建筑物的抗震性能。

最后，合理設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)埋深深度。建筑物的基礎(chǔ)埋深對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性有著直接的影響，如果深度過淺，會使得建筑物的嵌固作用降低，從而增大建筑物在地震作用下的振幅，擴(kuò)大倒塌的可能性和危險(xiǎn)性。為此，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋深時(shí)，一定要將基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況考慮在內(nèi)，保證埋置深度的最佳，在允許的條件下，增加埋置深度，在回填基槽的過程中，為增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性，需要將回填土與基礎(chǔ)側(cè)面進(jìn)行接觸，以提高建筑物的穩(wěn)定性和牢固性。

2.3 房屋建筑屋頂與墻體的抗震設(shè)計(jì)

一般地，房屋建筑在地震中的受破壞程度與其質(zhì)量息息相關(guān)，主要表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，也就是說建筑物的質(zhì)量越輕，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，房屋的質(zhì)量和抗震性能越強(qiáng)。根據(jù)這一規(guī)律，想要建筑物在地震發(fā)生時(shí)不會塌陷，應(yīng)該將整個房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡可能的輕。而房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)主要由屋蓋和墻體組成，下面從這兩個角度進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

一方面，在房屋建筑的屋蓋設(shè)計(jì)中，材料的選擇應(yīng)該保證質(zhì)量佳、強(qiáng)度強(qiáng)，并盡可能地減輕附屬物對屋蓋的壓力。一旦附屬物的壓力增加，整個屋蓋的質(zhì)量就會增加，同時(shí)使得建筑物的高度得到一定程度的增加，房屋建筑的高寬比隨之增大，進(jìn)而對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生較大影響。然而，要知道附屬物對于房屋建設(shè)來說是必要的，并不是所有的建筑物都不能負(fù)荷附屬物，只要在設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)，充分考慮實(shí)際情況，保證附加物的牢固性，并選擇質(zhì)量較輕的材料，以免影響抗震性能。

另一方面，房屋建筑的墻體設(shè)計(jì)。作為房屋建筑極為重要的結(jié)構(gòu)，墻體的質(zhì)量直接關(guān)系到維護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，因此，應(yīng)該盡可能地減輕墻體的質(zhì)量，以免建筑物因?yàn)閴w質(zhì)量過大而導(dǎo)致整體抗震性能減弱，從而在地震發(fā)生時(shí)受到損害。

3 總結(jié)

總而言之，作為房屋建筑設(shè)計(jì)中極為重要的組成部分，抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的抗震性能的好壞。因此，在進(jìn)行房屋建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，需要高度重視房屋建筑的抗震設(shè)計(jì)，從目前房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的問題著手，如框架房屋設(shè)計(jì)以及砌體房屋設(shè)計(jì)問題，充分結(jié)合相關(guān)抗震設(shè)計(jì)的要求，有針對性地抗震設(shè)計(jì)，合理選擇建設(shè)場地，加強(qiáng)建筑物的地基和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重視建筑物屋蓋和墻體的抗震設(shè)計(jì)，從整體上提升房屋建筑的抗震性能，減輕地震對房屋建筑的損害，保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 趙龍賓.試論建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題及抗震設(shè)計(jì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014，（27）：13-14.

[2] 趙建榮.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，（6）：45-46.

[3] 周勝東.房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與抗震設(shè)計(jì)思考[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014，（13）：78-79.