1、1房屋住宅工程中抗震能力的重要性与结构优化技术摘要：由于我国地处全球两大地震带交汇处，因此房屋住宅的防震抗震显得尤为重要。本文介绍了房屋住宅工程中抗震能力的重要性，以及增强抗震能力的结构优化技术。对于提高房屋住宅的抗震能力有重要意义。 关键词：房屋住宅；抗震能力；结构优化技术 Abstract: Because our country is located in the worlds two largest earthquake zone interchange, the houses residential earthquake prevention is very important. T
2、his paper introduces the importance of the seismic ability in the housing engineering and the structure optimization technology of enhancing the seismic capacity, which is important to improve the housing anti-seismic capacity. Key words: housing; seismic capacity; structure optimization 中图分类号: TU31
3、8 文献标识码:A 文章编号：2095-2104（2012） 1、引言 地震是伴随着人类社会发展的一种强烈自然灾害，其在历史上曾多次给人民造成巨大的生命及财产损失。地震所造成的危害一般而言主要表现在三个方面：地表的变化，工程的破坏，以及产生的次发灾害。而2工程的破坏也就是地震所引起的房屋倒塌，这也是地震会造成巨大人员伤亡以及经济损失的最主要原因。因此历史的经验告诫我们，想要减少地震所带来的人民生命及财产损失，就必须提高房屋住宅的结构抗震能力。采用科学、安全、经济的抗震结构设计方法是实现这一目标的重要渠道。对房屋的结构进行有效抗震设计，改善房屋住宅抗震性能以避免地震所造成的巨大人员伤亡和经济损失
4、，一直都是地震工程及结构抗震方面研究人员的研究目标1。 2、房屋住宅工程中抗震能力的重要性 2.1 我国处于地震频繁的地带 中国地处全球两大地震带环太平洋地震带以及地中海-喜马拉雅地震带的交汇处，因受到印度板块，菲律宾板块以及太平洋板块的相互挤压，导致地震断裂带快速发育，造成了我国频繁的严重地震灾害。自 1556 年陕西华县大地震以来，我国又先后于 1976 年，2008 年和 2010 年发生了唐山大地震，汶川大地震和玉树地震等强烈地震。造成了极大的财产损失以及人员伤亡。 2.2 地震时地面运动的不确定性 由于当今科技水平方面的限制，抗震计算依据（设防烈度及相应设计的基本加速度划分）还难以确
5、切。地震发生时，地震波自震源传递到地面，必须通过基岩的折射、不同土层的滤波以及土层中的非线性传播等过程。整个过程是一个十分复杂多变，非线性的过程，这导致了地面运动特征以及地面加速度很难被确定。 2.3 地震引发的地面运动复杂性及其对结构的复杂影响还未被掌握 3地震引发的地面运动可分为 X、Y、Z、Mx、My、Mz 六个自由度。然而世界各国到如今才仅记录到最为简单的水平及竖直分量(X、Y、Z)的运动记录。而对于结构破坏具有很大作用的扭转分量(Mx、My、Mz)的运动还尚未被记录到。至于其他多样的复杂运动分量及它们的组合作用，也同样未被人们所掌握。 2.4 结构抗震的计算理论还不能充分表现地震引发
6、的结构反应以及复杂的破坏过程 地震引发的结构破坏是一个不停变化、非线性、累积性过程，包括结构从出现裂缝到严重损坏的多种动力特征非线性变化，结构薄弱层的出现，变形集中，不同构件的耦合作用等。当今的计算理论都把这些复杂因素忽略或简单化，导致抗震计算的结果同结构的真实反应差别很大2。 3、房屋住宅抗震的结构优化技术 采用科学、安全、经济的抗震结构设计方法是实现抗震目标的重要渠道。在房屋住宅的结构优化中应注意以下几个方面的内容： 3.1 选择利于抗震的场地、基础及地基 在进行房屋住宅的设计时，必须根据工程具体需要，了解地震活动状况以及工程地质方面相关资料，再作出评价。应选择坚硬土或者开阔平坦密实的中硬
7、土这些有利地带，避开软土、河岸、边坡边缘、岩性以及状态明显不均的土层这些不利地带。同一个结构单元不应设在性质不同的地基上，也不应一部分用天然地基，剩余部分采用桩基。 3.2 合理进行结构的总体布置 4在人们居住条件不断变化的今天，对于居住地室外环境的优美，人们的要求也越来越高。这使很多设计者在进行房屋住宅设计时，在房屋住宅平面布置方面凸出凹进，而立面方面高低错落。然而震害说明，结构形式越不规则越不利于抗震。因此进行房屋住宅设计时要尽量规则、均匀，质心和刚心重合或者将偏心率限制在 0.15 内。 3.3 房屋住宅结构强度和刚度都应均匀变化 房屋住宅结构侧向的刚度应均匀的变化，竖直方向抗侧力构件尺
8、寸及材料强度应自下而上递减，避免刚度及强度在某处突变而引发震害。在常用的底框结构当中，上部的砖混刚度和下部的框架刚度之间比例不能大于 2。 3.4 设置防震缝 当住宅区域的布置比较复杂时，可利用设置防震缝的方法将它分成规则的不同结构单元。防震缝应当根据烈度、房屋类型以及场地类别这些因素保留适当的宽度，从而使两侧上部结构完全分开。 3.5 应设置多道防线来进行抗震 如果在进行房屋住宅设计时只设置一道防线来抗震的话，该防线一旦崩溃，就会造成房屋住宅的倒塌。因此设置多道防线很重要。地震发生时，若竖向承重构件被破坏，那么整个房屋会很快倒塌。所以框架作为仅有的抗侧力结构部件，可采用强柱弱梁形式的延性框架
9、。所谓的强柱弱梁指的是控制梁柱相对强度，令塑性铰先出现在梁中，尽量避免出现在柱中形成几何上的可变体而系致使结构倒塌，从而有效提高框架结构抗地震的能力3。 53.6 结构在两主轴方向上的动力特性应当相近 在进行结构设计时应当尽量使其在两主轴方向上的动力特性(周期和振型)相近，如果两主轴方向上的动力特性差别太大的话，极不利于结构的抗震。 3.7 结构构件方面的要求 (1)砌体结构 在砌体结构进行设计时需设置构造柱及圈梁来提高整体性及竖向刚度。令构造柱及圈梁形成隐形框架，从而提升砌体结构对地震的抵抗能力。此外在砌体结构当中配置钢筋也可提高其抗震能力。 (2)框架结构 就钢筋砼框架式结构来说，需合理选
10、择梁、柱尺寸，纵向配置受力钢筋及箍筋，从而保证构件在剪切破坏之前出现塑性铰，这要求抗剪承载力要比塑性铰抗弯承载力要大。因此，需要提升构件抗剪强度，从而形成强剪弱弯。也就是确保框架的塑性破坏比脆性破坏更早发生。 3.8 构件的连接 导致房屋住宅倒塌最直接的一个原因就是各构件之间的相互连接受到破坏。因此，要加强各构件之间的牢固连接，从而满足适应地震而发生形变的延性要求和传递地震力的强度要求。多层砌体结构房屋中，以前常用整体性较差的预制板，所以地震时常造成房屋倒塌。现在多采用现浇的钢筋砼板代替预制板，这样大大加强了房屋住宅的整体性，极大的提高了房屋住宅的抗震能力。 3.9 轻质材料的使用 6地震对于
11、结构作用的程度，几乎和结构的质量是成正比的。质量越大，地震产生的作用就越大，震害也就越严重。相反而言，质量越小，地震产生的作用就越小，震害也就越轻。因此在住宅设计时墙体、隔断以及围护墙等应当广泛采用陶粒砼、多孔砖等轻质材料。 3.10 适当处理非承重构件同主体结构之间的关系 在进行住宅设计时，适当处理非承重构件同主体结构之间的关系，可有效的减轻附加震害，进而减少损失。所以，附属构件同主体结构之间有可靠的锚固或连接，可有效避免倒塌引起人员伤亡及设备损失。围护墙及隔墙应考虑到对结构抗震有利或不利的影响，避免因不合理设置造成主体结构受到破坏。 3.11 合理选用材料 抗震结构对于材料的选用尤其是材料
12、的代用上面具有特殊的要求。在进行材料代换的时候，应按构件截面的具体屈服强度来进行换算，并且注意替代之后的构件截面的屈服强度不可高于原设计截面的屈服强度。从而避免导致薄弱部位转移及构件在受到影响的部位砼出现脆性破坏。 4、结束语 综上所述，在房屋住宅工程中增强抗震能力极其重要。对于增强抗震能力的结构优化技术已较为成熟，大大提高了房屋的抗震能力。然而仍需我们进一步去探索完善，在抗震结构方面取得新突破。 参考文献： 1 付向红. 建筑结构抗震概念设计J. 住宅科技, 2010,(27) 2 齐正勇. 住宅建筑的抗震设计研究J. 华章, 2010,(11) 73 赵雅蓉，李卓 . 浅谈住宅抗震的概念设计 J. 包钢科技, 2011,(28)
