建筑结构的地震危害与抗震研究(正文)

建筑结构的地震危害与抗震研究

摘要

在当今世界，随着人们经济的发展，城市越建越广阔，建筑的高度、空间、建设技术不断提高，功能性不断扩大，但安全性与实用性仍是重中之重。但在大自然的环境中地震是经常发生地，这给人类带来的巨大的生命危险与财产损失。目前全世界的建筑的建筑朝高层发展，在发生较大地震时如果没有坚实的建筑结构，人们的生命便随时处于危险中。每个国家都有自己不同的抗震设防等级，体现了对抗震设计的重视程度。提高城镇综合抗震防灾能力，最大限度地减轻地震灾害，搞好新建工程的抗震设计，成为一项重要的根本性减灾措施。所以，对于建筑结构的抗震研究是十分有必要的。本文主要介绍了建筑结构的结构分类，引出几种常见的建筑结构的震害，并对其分析。提出建筑结构的抗震设防思想，分析建筑结构抗震能力的影响因素，然后再针对所介绍的几种建筑结构提出不同的抗震措施，然后进行总结。

关键词建筑结构；地震危害；抗震；研究

目录

1 引言

2 建筑结构的分类 (3)

2.1按材料种类分类 (3)

2.2按承重结构类型分类 (3)

3 建筑结构震害 (4)

3.1多层砌体结构的震害 (4)

3.2单层钢筋混凝土厂房的震害 (5)

3.3多层和高层钢筋混凝土房屋结构的震害 (6)

4 建筑工程的抗震设防 (8)

4.1建筑结构抗震能力的主要影响因素 (8)

5. 建筑结构的抗震措施 (9)

5.1多层砌体结构抗震构造措施 (9)

5.2单层钢筋混凝土厂房的抗震构造措施 (10)

5.3多层和高层钢筋混凝土房屋结构的抗震措施 (11)

6 结语 (12)

1 引言

在建筑工程的建设中，防水是必不可少的一项重要施工，建筑的防水性能决定建筑的耐久性，可靠性与实用性，相对于整个建筑工程体系，防水工程作为辅助工程是不可替代的一项。

2 建筑结构的分类

建筑结构是人类在大自然中建造的人工空间，稳固的人工空间能够保证人类得正常活动。为了使建筑物在各种自然的和人为的作用下，保持其自身的工作状态，必须有相应的受力、传力体系，这个体系构成建筑物的承重骨架，称为建筑结构，简称结构。结构必须是安全的，在各种作用下保持其基本强度要求——不破坏；基本刚度要求——不发生大的变形；基本稳定要求——不出现整体和局部的倾覆。

2.1按材料种类分类

建筑结构按承重结构所用的材料不同，可分为以下4种结构。

（1）钢筋混凝土结构：这是目前应用最广泛的结构形式，主要用于大型公共建筑、工业建筑和高层住宅。它具有承载力高、耐火性能和耐久性能好、抗震性能好的特点，但结构自重大，抗裂性能差，工期长。

（2）砌体结构：因其强度较低，故在建筑物中适宜于将砌体做成承重墙、柱、过梁等受压构件。砌体结构具有造价低廉，施工简便，具有较好的保温、隔热和耐火性能的优点。缺点是自重大，抗震性能差，砌筑劳动强度大。一半多用于民用建筑。

（3）钢结构：自重轻，能建超高摩天大楼；又能支撑大跨度、高净高的空间，具有广阔的发展前景，特别适合大型公共建筑和工业建筑。但钢结构建筑材料价格昂贵，装配施工组织要求高，钢材易腐蚀、耐火性能差。

（4）木结构：易于就地取材，制作简单，但易燃、易腐蚀、易变形。由于木材资源匮乏，大量地砍伐树木会引起环境问题，目前很少将木材作为建筑结构材料。

2.2 按承重结构类型分类

（1）砖混结构：因其强度较低，故砖混结构主要用于多层民用建筑，如住宅、办公楼等。

（2）框架结构：强度较高，具有较好的整体性和延展性，抗震性能较好。但在高层建筑中，框架结构属于柔性结构，抗侧刚度较小，多用于6～15层的工业与民用建筑。

（3）剪力墙结构：现浇钢筋混凝土剪力墙的刚度很大，整体性好，抗侧刚度大。但剪力墙间距不能太大，平面布置不灵活，且自重大。适用于15～20层的高层建筑。

（4）框架-剪力墙结构：它结合了框架、剪力墙结构的各自的特点，使框架-剪力墙结构的刚度介于两者之间，多用于15～20层的工业与民用建筑。

（5）排架结构：排架结构可采用混凝土结构、钢结构。单层排架结构的跨度一般为12～36 m，可以是单跨和多跨，应用于单层工业厂房。

（6）筒体结构：它主要是有若干片剪力墙围成的封闭筒式结构。整体性强，抗侧力刚度很大，适用于较高的高层建筑。根据筒体的不同组成方式，筒体结构可分为框筒、框架-核心筒、筒中筒和束筒等多种形式。

3 建筑结构震害

建筑的结构体系是随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展的。二十世纪以来，全球频频发生的里氏8级以上的大地震，这不仅给人类造成了极大的经济损失，还带来了一系列的人员伤亡、安全稳定等严重问题。历次地震震害调查分析表明，地震造成的直接经济损失和人员伤亡，主要是因为房屋建筑物的倒塌破坏造成的。地震对房屋建筑的破坏随结构类型的不同而有较大的差别，下面仅对在我们生活工作中几种常用的建筑结构类型进行分析。

3.1 多层砌体结构的震害

砌体房屋的震害可概括为两类：一类是倒塌。倒塌又有全部倒塌、上部倒塌和局部倒塌三种情况。当房屋的整体性好底部强度差或整体性差且上层墙体过于薄弱时，容易发生整体倒塌。当房屋的上层自重很大、刚度差，或上层砌体强度很小整体性又差时，房屋可能发生上部倒塌。当房屋个别部位的整体性特别差，纵横墙间联系不好；平面或立面上有显著的局部突出；抗震缝预留位置不当或宽度不足时，都有可能产生局部倒塌。另一类是墙体出现不同程度的裂缝而使房屋发生损坏。水平裂缝一般发生在外纵墙的窗口上、下皮处；而竖向裂缝则大多出现在纵横墙交界处或变化较大的两

种体系交接处。砌体结构中常见的一些破坏还有墙脚破坏、纵横墙连接破坏、楼梯间破坏、楼盖与屋盖的破坏、附属构件的破坏等。

3.2 单层钢筋混凝土厂房的震害

单层厂房的震害主要表现为屋盖系统、排架柱、支撑系统、围护墙体等的破坏。

3.2.1 屋盖系统

单层钢筋混凝土柱厂房大部分采用无檩屋盖，即大型屋面板；少量采用有檩屋盖。

在地震作用下，无檩屋盖的破坏较严重。钢筋混凝土无檩屋盖的大型屋面板在地震作用下，与屋架上弦的连接发生破坏，从而错动移位，常因移位较大而引起屋面板从屋架上坠落，而导致整体倒塌。在地震作用下屋架的震害主要表现为：屋架发生部分杆件的局部破坏或屋架的整榀倒塌。其主要原因是屋盖整体刚度不足，支撑布置不完整或不合理等。

钢筋混凝土有檩屋盖的震害较无檩屋盖轻，主要表现为屋面檩条的移位、下落和塌落。产生此震害的主要原因屋架与檩条之间的连接不好，尤其在屋面坡度较大情况下，更容易造成移位和下滑。

3.2.2 排架柱

排架柱是单层钢筋混凝土厂房的主要抗侧力构件。排架柱具有一定的承载能力和抗侧刚度。排架柱的震害特点为：在上柱根部和起重机梁标高处出现水平裂缝；下柱靠近地面处开裂，严重者混凝土剥落，纵向钢筋压曲；不等高厂房高低跨交界处中柱支承低跨屋盖牛腿上截面部位的柱截面出现水平裂缝；平腹双肢柱和薄壁开孔预制腹板工字型柱发生剪切破坏；大柱网厂房中部、根部破坏等。

3.2.3 支撑系统

地震时破坏最多最严重的凸出屋面的天窗架支撑和厂房纵向柱列的柱间支撑，屋盖支撑的震害不多。天窗支撑的破坏主要是两侧竖向支撑杆失稳。柱间支撑是厂房纵向抗震的主要抗侧力构件，具有较大的抗侧刚度，其破坏主要特征是支撑斜杆的压屈与柱的连接节点的拉脱。