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1、钢结构民用建筑房屋抗震设计要点钢结构民用建筑房屋抗震设计要点 - 结构理论结构理论摘 要：高强度的地震会对建筑物造成巨大的破坏，为人类的人身安全造成影响，目前人类还不可预测地震的发生。为了在地震发生时使对建筑物的破坏降到最低，尽最大限度保护居民人身财产安全，在设计与建设时应进行抗震设计，选用抗震材料。我国民用建筑结构形式较多，针对不同的结构形式应采取不同的抗震设计。关键词：钢结构；结构类型；抗震设计所有土木工程在建造伊始都会考虑建筑的抗震性，而钢结构由于质地均匀、重量小、强度高、延展性良好等优点，被广泛作为抗震建筑材料使用。当发生地震时，钢结构由于上述优点，可以很好地保护民用建筑不会受到较大的
2、破坏。钢结构还可以减轻民用建筑的整体重量，而由于有良好的延展性，不会在地震发生时有较大的变形。但是需要注意，如果钢结构建筑的设计不合理，那么极有可能在发生地震时出现建筑失稳情况，而不合理的结构使得钢的延展性得不到良好的发挥，导致钢结构发生断裂或变形，其造成的伤害不亚于普通建筑。因此，合理设计钢结构民用房屋意义重大。1 民用建筑房屋的抗震基本要求实践表明，地震发生时房屋受力很复杂，上世纪七十年代，人们根据实际经验和实验形成了基本的房屋设计原则和思想，对建筑整体和细节都做出了相关规定，这就是“建筑抗震概念设计”思想，指出了抗震设计在施工中的重要性。2012 年 5 月 12 日发生的汶川地震之所以
3、会有如此大面积的建筑被破坏，除了地震强度大以外，不合理的设计也是主要原因之一。因此，在以后的抗震施工中应做好以下工作：1.1 地基选择。民用建筑在建设时不会进行地质勘测，直接在原址或凭经验寻找新址建设房屋，并没有一手勘测资料，因此也不会发现地下是否存在软弱下卧层。而建筑加固的位置多数是凭施工人员经验进行的，竣工后横有可能发生沉降而导致墙体开裂。1.2 平面设计。建筑整体尽可能设计成对称的、规则的形状，不应出现大面积凸起或凹陷等不合理设计；楼梯设置也应尽可能保持对称。1.3 选择经济合理的结构形式。在同一栋建筑中应采取一种建筑体系，保持建筑强度均匀。汶川地震中有一栋建筑由于一部分采用了砖墙落承重
4、结构重，另一部分采用了钢筋混凝土承重结构，导致该建筑横向受力与纵向受力不均匀而无法抵抗地震的破坏。1.4 多道设防。最少设置两道抗震防线，最大限度的减小地震造成的破坏，做到“轻震不坏、中震可修、强震不倒”。2 钢结构民用房屋适用的结构类型和最大高度2.1 钢结构民用房屋适用的结构类型。抗震建筑的结构设计是设计人员设计中最重要的内容，它影响到工程的安全性和经济型，需要综合考虑多方因素。目前我国民用建筑主要的抗震体系有以下几种：2.1.1 多层砌体房屋。砌体建筑是我国民用建筑的主体，由于造价低，我国农村全部都是砌体房屋，而城镇也占了 90%以上，是我国民用建筑的典型代表。此类建筑一般不高（最高 7
5、 层） 。民用建筑多层砌体建筑中房屋众多，因此内墙也很多，因此此类建筑抗侧力性良好。但由于砌体材料刚性大、不易变形、受力后很容易开裂，地震发生时，受力较大、结构脆弱的部位（如楼梯）很容易出现裂缝甚至坍塌。2.1.2 多层内框架房屋。属于多层砌体房屋的改良，即建筑的外墙仍为砌体建筑，而立柱、主梁采用钢筋混凝土制成，此类建筑多用于面积大、空旷的大厅或民用厂房、仓库或公共建筑等。2.1.3 底层框架砖房。即前二者的结合，此类建筑的 12 层一般用来作商铺，因此空间较大，属于内框架建筑，而高层用于居住，属于砌体建筑。由于上下建筑材料不同，因此整体强度不均匀，因此在抗震设计时需要严加注意。2.1.4 框
6、架结构。此类结构多见于高层民用建筑，内部结构设计灵活，可建设较大的房间。但由于房间数减少因此内墙也相应减少，侧向刚度会受到影响，相关规定对高度也做出了限制。2.1.5 框架抗震墙结构。即在框架结构中适当的加入了横向或纵向的抗震墙，增强抗震性。在地震发生时，侧向位移会明显小于框架结构，因此可以建造的更高。2.1.6 抗震墙结构。即框架结构中全部采用抗震墙，此类建筑抗震性得到大大提升，一般用于城镇高层建筑，如小区、旅馆等。2.2 钢结构民用房屋适用的最大高度。通过近几年对钢结构房屋在地震中的表现调查与实验研究，钢结构民用房屋建设高度与建筑类型、设防烈度与场地等因素有直接关系，不宜过高。2 房屋最大
7、高宽比限制建筑高宽比是影响抗震性的一个主要因素。所谓高宽比，就是指建筑总高度与宽度的最小值的比值，比值越大，建筑的变形能力就会增加，更容易发生倾倒。 建筑抗震设计规范中对钢结构民用建筑房屋的高宽比做出了如下规定：3 防震缝设置如果钢结构民用建筑房屋横向与纵向布置都遵循了标准的设计原则，则不必设置防震缝；如果建筑中又不合乎规定的横向或纵向布置时，则应适当的设置防震缝。防震缝的设计应参考建筑的设防烈度、建筑类型等设置足够的宽度，保证防震缝两侧建筑完全分开。设计时应符合以下规定：（1）框架结构的防震缝宽度：建筑高度小于 15 米时，防震缝宽度应大于等于 105 毫米；建筑高于 15 米时，对应 6、
8、7、8、9 度的设防烈度，每增加 5、4、3、2 米，防震缝宽度增加 20 毫米。 （2）框架抗震墙结构：防震缝宽度为框架结构数值的 70%。 （3）框架剪力板结构：与框架抗震墙结构相同。 （4）筒式结构和大型框架结构：防震缝宽度为框架结构数值的 50%。4 结构体系的选用和布置正常情况下，当钢结构民用建筑房屋小于 1 2 层时，可以采用框架、支撑等结构；大于 12 层时，应采用钢结构。设防烈度在8、9 度时，小于 12 层的建筑可使用偏心支撑、设置防震缝、在墙体内设置钢板；大于 12 层时，应采用钢框架筒体结构，特殊情况下可设置延伸臂加强结构强度。使用框架支撑结构时，框架的设置应对称。对于小
9、于 12层的建筑，应采用中心支撑方式，条件允许的情况下可采用偏心支撑。大于 12 层的建筑，12 层内应采用偏心支撑，高出 12 层，应采用中心支撑。中心支撑有多种支撑方式，常用的有人字型、交叉型、K 型支撑等，其中最不适合刚性结构的是 K 型支撑，设计时应多加注意。5 楼盖的设置钢结构民用建筑房屋的楼盖应使用非组合楼板，对于小于 12层的建筑可视情况使用组合楼板（如钢筋混凝土预制板） ，大于 12层的建筑应使用装配式楼板或者用其他材料制成的轻型楼盖。6 地下室的设置对于钢结构民用建筑房屋的地下室，应采用框架支撑结构，其中支撑结构应竖向紧密布置，直到地下室底部；框架则至少设置到地下一层。对于大于 12 层的建筑，地下室的深度应符合如下规定：（1）天然基。地下室基础埋深度应大于建筑高度的1/15；（2）桩基。桩承台埋深度大于建筑总高度的 1/20。参考文献1 崔燕.抗震技术在房屋结构设计中应用探究J.山西建筑，2015（04）.2 陈锦艳.如何提高房屋建筑结构抗震能力探究J.山西建筑，2015（03）.3 龙海斌.抗震技术在房屋结构设计中的应用J.四川水泥，2014（08）.
