多層建筑抗震設(shè)計的幾點見解

李傳智

摘要：在地震區(qū)設(shè)計房屋必須充分重視房屋的抗震問題，由于地震的影響，地基可能液化下沉，或產(chǎn)生斷裂及滑坡，使房屋遭到破壞。同時地震產(chǎn)生的不定向震動，使房屋在水平或垂直方向都可能受到震波沖擊，尤其是水平振波長使房屋頂層或底層首先遭到破壞，房屋端墻的開裂也是經(jīng)常發(fā)生的。有些局部構(gòu)件，如挑檐，女兒墻等也可能脫落。這些都會危及人民的生命財產(chǎn)安全。因此我們在地震區(qū)進行房屋設(shè)計時，必須進行地基選擇，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡卣鹆叶?，按照抗震設(shè)計規(guī)范考慮房屋的抗震問題。

關(guān)鍵詞：體形；布局；構(gòu)造

Abstract: in earthquake zones design houses must be pay full attention to the house the seismic problems, because the effects of the earthquake, the foundation may liquefaction sink, or produce fracture and landslide, the buildings were destroyed. At the same time create earthquake directional vibration, make the building in horizontal or vertical direction by seismic waves may impact, especially vibration level the buildings top or bottom wavelength first destroyed, the building of the wall is also cracking often happens. Some local components, such as pick eaves, parapet, etc may fall off. These will endanger the lives and property of the people safe. So we in earthquake zones for house design, must choose foundation, and according to the local seismic intensity, according to the standard aseismatic design of the house considered the seismic problems.

Keywords: form; Layout; structure

中圖分類號：TU973+.31文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

首先對基地的選擇應(yīng)盡量選擇有利地段，即地基承載力好的開闊平坦地段或平緩坡地，應(yīng)避開不利地段，如承載力不好的飽和松砂、淤泥、松軟的人工填土、條形突出的山脊、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)的陡坡等地段。在地表或常水位沖刷線以下20m范圍內(nèi)，有飽和松散的粉細(xì)砂層時，應(yīng)估計其地震時液化的可能性，在一般情況下應(yīng)盡量避免直接用可液化層作為受力層。否則宜對可液化層進行加密處理或采用樁基。對河岸邊坡和故道邊緣，還需查明有無由于發(fā)生液化導(dǎo)致遷移和地裂的可能性。

其次房屋本身的抗震性能取決于房屋的體型和其結(jié)構(gòu)特征，地震的側(cè)向力一般是由于房屋的縱、橫墻體來承受的，為達到抗震目的，除要求房屋結(jié)構(gòu)有足夠的強度外，還要求其具有一定的延伸性，及容許房屋有一定的變形而吸收一部分地震能量，這樣可以減輕震害，對磚墻而言，能較好地承受壓力而只能承受很少的拉力，允許的變形也很少，往往是隨性破壞，加之灰縫不結(jié)實，整體性很差，對抗真來說是不理想的，如果因材料供應(yīng)等原因，而必須采用時，應(yīng)加強相應(yīng)的措施可以克服其缺點。其原則是防止倒塌，保證安全疏散，但出于經(jīng)濟原因，容許出現(xiàn)裂縫，在大多數(shù)情況下能夠進行有效的修理。

一、對房屋體形的要求

房屋的抗震能力與其體型關(guān)系密切，如體形不當(dāng)，則常遭破壞，故設(shè)計時選擇恰當(dāng)?shù)捏w形，對抗振來說非常重要。

1、房屋高度

房屋越高，重心愈高，其振幅加大，自振周期也長、易遭破壞。

2、房屋寬度

棟深愈大對抗震愈好，一般棟深大于房高的1/2時，其橫向剛度較好，對抗震較為有利。

3、房屋長度

房屋愈長，受地基破壞影響而產(chǎn)生垂直位移的可能性愈大，同時，受地震水平側(cè)力的作用砌體受彎而產(chǎn)生水平位移，墻體受拉而遭到破壞的可能性也越大。因此，在地震區(qū)的住宅，組合體不宜過長，而點式住宅，其長度較短，在一般情況下，較一字形的住宅有利。

4、房屋形狀

房屋體形較復(fù)雜時，七個部分重量、結(jié)構(gòu)剛度、振幅大小、自振周期長短等都不相同，地震時各部分產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)運動，使墻體受拉或受壓破壞。因此，應(yīng)力求建筑物體形簡單、重量、剛度對稱和均勻分布。設(shè)計應(yīng)避免立面和平面上的突然變化和不規(guī)則的狀態(tài)，平面突出部分長度不宜超過其寬度的1/2.

當(dāng)房屋立面高差在6m以上，或房屋有錯層，且槍版高差較大，或各部分結(jié)構(gòu)剛度截然不同時，宜用抗震縫將房屋分成若干體形簡單，結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨立單元。

二、結(jié)構(gòu)布局與內(nèi)部構(gòu)造

1、縱橫墻的布置

在多層房屋中，平行于縱墻的地震力主要由縱墻承擔(dān)，平行于橫墻的地震力主要由橫墻承擔(dān)。一般縱墻較長，問題不大，橫墻較短，常是薄弱環(huán)節(jié)，故要求抗震橫墻有足夠承受橫向地震承載的能力，所以橫墻承重方案抗震比縱墻承重方案有利得多，方便與傳遞地震力，縱橫墻要求對立拉通，盡量不錯位或少錯位，并符合規(guī)范規(guī)定，由于橫向水平地震力通過樓板傳遞給橫墻，所以橫墻間距還與樓板的水平剛度有關(guān)。如果橫墻間距過大，樓板水平剛度不足，將失蹤墻出現(xiàn)水平彎曲破壞。

由于橫墻間距不同時的抗震能力有相當(dāng)大的差異，因而均勻地布置橫墻是有利的。此外，內(nèi)隔墻的布置應(yīng)少曲折，最好用合和貫通。

2.樓梯

房屋端部及轉(zhuǎn)角處常常在地震中宜遭破壞，同時樓梯間剛度較大，分組的地震力較多，凸出房屋布置時，體形接合處以宜擠壞，為安全疏散，樓梯位置不宜設(shè)在房屋強部第一開間和轉(zhuǎn)角處，不要突出房屋布置，婁底構(gòu)造方案不應(yīng)采用懸挑式樓梯踏步以及插入墻體的預(yù)制樓梯踏步。樓梯欄桿也不應(yīng)采用無筋磚砌欄板。

2、門窗洞口的開設(shè)

門窗洞口的開設(shè)常常對墻體有較大的消弱，有時墻體某些局部的破壞雖不危及結(jié)構(gòu)的整體安全，但是，某些重要的局部破壞，也能舉動全局造成正東結(jié)構(gòu)的破壞甚至倒強。因此開設(shè)門窗應(yīng)注意以下幾點：

（1）窗間墻以等寬均勻布置，這是因為在平行于窗間墻的地震水平力作用下，地震力按構(gòu)建剛度比分配，較寬窗間墻由于公擔(dān)較多的地震建剪力面易于首先破壞。隨之導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的破壞。對抗震而言，窗間墻等寬均勻布置較為有利。

（2）承重窗間墻的最小寬度以滿足規(guī)范要求。因為較窄窗間墻的破壞，容易造成上部構(gòu)件塌落，危及整個房屋的安全。

總之我們在設(shè)計多層房屋時應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》。對地震區(qū)住宅要進行水平地震作用計算、正向地震作用計算、截面抗震驗算及抗震變形驗算，達到合理抗震設(shè)計的目的。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請用PDF形式查看。