民用建筑框架结构抗震设计分析.doc

1、民用建筑框架结构抗震设计分析摘 要：民用建筑分为人们居住的建筑和公共场所使用的建筑，当建筑遭遇地震影响时，想要使建筑物不损坏或者损坏的程度不致使人的生命财产遭到危害，且建筑物经过一般性的整理或者根本不需要整理仍然能继续使用，就要有一定的抗震设计。人们居住的建筑和公共场所使用的建筑在框架结构方面的抗震性分为几个标准，按照不同建筑的分类，标准也是不尽相同。本文就是从民用建筑抗震设计分类方面对民用建筑的构架结构进行抗震设计分析。 关键词：民用建筑；框架结构；抗震设计分析 中图分类号：TU24 文献标识码：A 文章编号： 建筑框架结构的抗震性能自古以来在各种建筑的各项指标中就是一个非常重要的因素。建筑

2、按照功能可以分为民用建筑、工业建筑和农业建筑。民用建筑包括住宅建筑和公共建筑。对于不同的建筑类型，依据其框架结构的特点和使用功能的不同，抗震设计的类别也是不同的。 1 抗震设计分类 1.1 分析框架结构 通过刚接与铰接方式将梁架与柱连接的形成的承重体系被称之为框架结构，将使用中所存在的纵向以及水平方向上的荷载通过梁和柱结构的共同抵抗来分担。这种承重结构的使用，分担了房屋墙体的负担，墙体作用主要是维护和分隔，墙体的材料一般多为空心砖以及多孔砖，加气的预制混凝土，浮石和陶粒还有蛭石等质量较轻的材料。 1.2 民用建筑的组成结构 主要分为：基础，是建筑最下部的承重部位，承担全部建筑中存在的荷载，并将

3、荷载传导给地基部分；墙体，在建筑中起到围护分隔以及承重作用；柱，承受纵向荷载的主要部分；屋顶：也起着维护和承重作用，一般位于建筑的顶部，组成部分是承重部分，隔热部分和屋面三类；楼地层，包括层与层中间的楼板层和处于底层的地面，是承受建筑中水平负荷的主要构成部分；楼梯，作为楼房建筑的垂直交通设施，主要是平时的人员上下流动和紧急时起到疏散的作用；门窗，门起着分隔空间和联通空间的作用，窗起着采光以及通风的作用，门窗不承受重力与负荷；建筑的次要组成部分，附属的构件和配件：如阳台、雨篷、台阶、散水、通风道等。 1.3 建筑的抗震级别以及现实作用 考虑到建筑的使用功能以及建筑的重要性，可以用甲、乙、丙、丁这

4、四个级别对建筑的抗震设防能力进行划分。遭受地震会产生巨大损失和灾害的重大建筑是甲类的建筑工程；地震过程中需要快速复原和不能中断使用的建筑是乙类建筑；抗震能力次于甲类建筑，但是由于地震中的损坏，会产生较大的经济损失和社会影响的建筑是丙类建筑；排除掉以上甲、丁三类建筑，剩下的则为丙类建筑。 地震之后往往会带来一些次生灾害，一般包括火灾、水灾、爆炸、瘟疫以及有毒或腐蚀性物质的泄露等。乙类建筑一般是那些关系到生命工程和人口密度较大的公共场所，遭受地震后，会产生很大的经济损失和社会影响。其中丁类建筑地震后的损失和社会影响较之甲、乙、丙三类较小，丁类建筑大多是存贮功能为主，多做堆放货物只用，人员较少，产生

5、次生灾害的可能性较小。 2 建筑结构抗震设计分析 建筑高级工程师、原建设部抗震办公室副主任刘志刚曾说过：“地震本身并不伤人，造成人员伤亡的，是由它引发的房屋倒塌、山体滑坡等次生灾害，其中前者又在人员伤亡统计中占绝大部分。就目前的科技能力而言，减轻地震灾害损失的最佳办法，应放在提高建筑物抗震设计上。 ” 在汶川地震的主震区内，完好的建筑已所剩无几。在重建家园这一复杂工程逐步启动时，国家汶川地震专家委员会委员、中科院院士滕吉文曾建议把灾区建筑地震设防烈度提高到 9 度。 建筑物抗震的标准应为“小震不坏，中震可修，大震不倒” 。对于地震的级别烈度区划图以给出了中震的烈度标准。小震则是在中震标准上浮

6、1 1.55 度之间，而小震则是在标准下调 11.55 度之间。例如汶川地震，汶川当地的建筑物的一般抗震烈度为七度，烈度的要求就是说在发生的地震中不达到七度的情况下，不应出现建筑的损坏现象；当烈度达到七度时，震后的建筑仍具有修复的价值；当发生八到九度的地震时，建筑物不会倒塌。当出现地震级数过大时，地震的烈度超出了建筑所能承受范围，那些韧性较好的建筑也应给人逃生的时间，不会瞬间发生倒塌的状况。 2.1 基础隔震让建筑物有缓冲 鉴于地震预报仍然是世界性的难题，各国都将重点放在如何提高建筑抗震性能上。 许多国家在研究和应用抗震建筑的时候，离不开抗震理论的指导，其中“基础隔震”作为最为成熟的抗震理论，

7、已经在国内外得到了广泛应用。 在建筑的基础底部和地基中填充一定的缓冲物称之为基础隔震，减弱了地震波与建筑物冲撞产生的加速度，并且通过基础隔震的位移，来降低地震中建筑产生的形变和位移问题，从而达到保护建筑的目的。当今我国的基础隔震主要分为两大类：叠层橡胶支座；滚动、滑动支座，包括砂垫层、石墨垫层。采取了隔振措施的建筑在地震中的抗震能力尤为突出，隔垫抗震的效果引来了各国的重视与采纳，因而各国相继出台了基础隔震的相关标准，本文以我国和美国为例进行简要叙述。 我国于 2001 年制定了建筑抗震设计规范 ，对我国建筑在基础结构的隔震设计做出了规定：在建筑受到较低程度的地震影响时，要保证不会损坏建筑的基本

8、结构并且不影响建筑的使用功能；当建筑遇到建筑自身设防等级相同的地震时，在不修缮和维护的状况仍能使用；当建筑遭遇特大地震时，要保证建筑不会立即倒塌危及人身生命。 美国于 1997 年设立了建筑统一设计规范 ，对隔震措施的目标进行了明确规定：出现较小型的地震时，地震不会对建筑内的结构部分、非结构元件以及内部的重要设备造成损害；遭受大型地震时，保证基础隔震不受到较大破坏，保证结构原件能够基本正常使用，不破坏非结构元件，以确保建筑结构功能的正常。 2.2 加装“阻尼器”消耗地震能量 在抗震加固技术上，国内外目前广泛采用的是消能减震技术，即在建筑结构中增加各种“阻尼器” 。物理学角度来讲，阻尼是指通过摩

9、擦或阻碍促使自由振动衰减。通过安置提供阻力和摩擦消耗和减弱运动能量的一些装置在建筑的结构中，来降低地震所造成的损害，这种装置称为阻尼器。在建筑的重要结构和部件中应用阻尼器，可以通过阻尼器的作用降低和削弱地震波对建筑造成的损害，对保护建筑物的关键部位有重要作用。阻尼器对地震的削减作用可以很好的保护建筑，对后期的修复工作有很大的帮助，较之传统的梁柱结构，有更好的减震效果。 参考文献： 1孙刚. 建筑抗震设计规范 GB50011-2010 M. 北京: 中国建筑工业出版社2010 2郭继武. 建筑抗震设计基础M. 北京：中国建筑工业出版社.1998. 3郭晓云. 建筑抗震M. 北京：清华大学出版社.2012. 作者简介：王熙元 男 汉族 新疆乌鲁木齐人 1986 年生 助理工程师 主要从事人防工程结构设计和民用建筑结构设计。