浅析现代住宅建筑结构的抗震设计

浅析现代住宅建筑结构的抗震设计

李长兴

深圳市恩歌源建筑工程有限公司518101

摘要：随着社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，越来越多的人开始追求更高品质的生活条件，由此，建筑行业高层住宅的建筑结构发生了变化，由原来的多层混砖结构变为现在的钢筋混凝土结构。城市化进程的不断加快，城市的规模不断扩大，土地资源日渐紧张，住宅建筑逐渐以高层为主，建筑聚集了更多的人民群众，一旦发生地震灾害，由于人员的密集和住宅的高度等因素，会在很大程度上加大地震灾害，因此，为减少灾害损失，就必须做好建筑抗震结构优化设计，提高高层住宅建筑的抗震能力。基于此，本文就从现代住宅建筑结构中抗震设计的要点展开分析。

关键词：住宅建筑；结构；抗震设计

1、住宅建筑抗震结构设计的简介

住宅建筑结构的抗震设计是指在进行住宅建筑结构抗震设计时，根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策，即正确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。

在传统的抗震设计中，单纯地通过配置钢筋来减少结构震害，这种做法加强了结构的刚度，但是，根据结构刚度与地震作用效应的相关性，结构刚度的增强反而加强了地震作用效应。为了纠正这种错误的抗震设计理论，专家利用结构的概念设计提出了隔震消能的思想。现有的隔震消能装置就是在基础和主体之间设置柔性层或增加消能支撑（相当于阻尼器），或在建筑物顶部装一个“反摆”（地震时，其位移方向和建筑物顶部的位移相反，形成附加阻尼，大大减少了结构的动力反应）。这种装置可以将地震作用效应可降低至60%，且屋内物品安全性也提高了。隔震耗能装置的研究在国内外已经引起了高度重视，而在日本，相关研究成果已广泛应用于工程实践中，并取得了较好的工程效果。

2、现代住宅建筑结构中抗震设计的重要性

由于我国是一个地震多发国，最早的有关于地震的记载大概在3000年之前，我国地震带分布较多，6级以上的地震在我国很多地方都有发生的记录，除此之外还有很多地区曾经发生过7-8级左右的强烈地震，这对于建筑物的安全和人民的生命财产安全来说无非是最大的威胁，正由于建筑物的高度问题，致使其中心很高，由于地震作用，会造成建筑物的摆动，这样极容易导致建筑物出现损坏甚至倒塌，因此，在对建筑进行设计时，万万不能疏忽其抗震能力设计工作，要求设计人员在设计过程中要重视建筑结构的平、立面布置，要尽可能的保持建筑物的平面规整、匀称、简单，忌讳建筑物中有大的凹进和凸出，另外在立面体型方面，同样要求规整、匀称，坚决杜绝出现较大的外挑和内收，我国的建筑相关要求中都已有明确规定。

然而当今设计人员对千篇一律、过于规整的建筑有所厌烦，故而设计一些形状独特的建筑，这对于建筑的防震能力是十分不利的，因此，要求设计师在设计时，要保证建筑的抗震能力的前提下进行有没外形设计，应以保证建筑物的结构安全和人们的生命财产为基本宗旨，另外还应吸取欧美和日本等先进建筑防震技术，他山之石可以攻玉。只有这样才能维持我国建筑行业的健康发展，为我国的城市建设作出贡献。

3、现代住宅建筑结构中抗震设计的要点分析

3.1抗震材料的选择

对于许多多发地震区来讲，结构上的抗震性设计远远无法满足抗震要求，还应当把高性能的资料结合使用，并且结构体系要优质。目前为止，我国住宅建筑中住宅建筑使用的结构体系主要有剪力墙、框架、两者结合及简体等。然而，外国地区抗震住宅建筑多采用钢结构，但我国抗震住宅仍有90%以上使用钢筋混凝土，两者相比较，钢结构的延性、韧性和强度都比混凝土结构好得多，因此，钢结构的抗震能力更强。且据实践证明，钢结构出现破坏倒塌的情况较少，是适合做抗震建筑材料的首选，况且，我国的钢产量居世界前列，钢材的品种和类型也在不断增加，因此，应在抗震建筑中多使用钢结构或者钢管混凝土结构，来提高住宅建筑的抗震性能。

3.2结构规则性

建筑物尤其是住宅建筑物设计应符合抗震概念设计要求，同时应保证建筑物有足够的扭转刚度以减小结构的扭转影响，要求建筑物平面对称均匀。因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，对建筑进行合理的布置，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，体型简单，结构刚度。大量地震灾害表明，需要对易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。地震时，质量沿建筑物竖向变化均匀，需要建筑结构的规则性。平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，可以提高承载力分布等多方面因素要求。

3.3层间位移限制

新时期下住宅建筑都具有较大的高宽比，而位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关，因此，在进行住宅建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况。其中钢筋混凝土结构的位移限值要求严格，以及所处的地理位置进行设计，稳定性以及正常使用功能等。其在风力和地震作用下往往能够产生较大的层间位移，满足其具有足够的刚度又要避免结构，超过结构的位移限值风荷载作用下的限值比地震作用下的要求严格，在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力。

3.4控制地震扭转效应

当建筑结构的平面布置等不规则建筑结构刚度中心不重合，当周期比不满足要求时可采用加大抗侧力构件截面，并应将抗侧力构件尽可能的均匀布置在建筑四周，增加抗侧力构件数量的方法，在地震发生时建筑结构会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。当结构位移比不满足要求时甚至会产生较大差距，一般采取增加最大位移处构件刚度减小最小处减小刚度中心与质量中心的相对偏心。位移构件刚度划分为相对规则平面，建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算，若调整构件刚度不能满足效果时则应调整抗侧力构件布置。不能满足要求时则必须对其进行调整。其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大，以增大结构抗扭刚度。同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，当结构刚度富余量较小可采取均衡加强结构外围刚度，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变。

结束语

综上所述，对于高层住宅建筑来说，提高其抗震能力无疑是其十分重要的工作。而要提高结构设计的抗震能力，需要从目前抗震设计现状出发，提高结构与设备的关系，设计者应根据建筑工程抗震概念的知识和经验，把握好其中的关键问题，从地理位置的选择、建筑结构的优化和建筑材料的选择等多个方面进行优化设计，达到增强建筑抗震能力、减少灾害损失的目的，保证人们的人身安全和财产安全。

参考文献

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[3]陈昌坤，潘宠平.某高层住宅抗震安全性评估[J].工程抗震与加固改造，2014，（03）.