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低层房屋建筑框架结构抗震性能探析

发表时间：2021/8/10 来源：《城市建设》2021年8月上15期作者：明航

[导读] 框架因为自重轻且布置灵活的特点而被我国房屋建筑广泛采用，然后对于多震地区则更需要考虑整体性与安全性。但是多次地震灾害调研发现，我国房屋建筑破坏严重，框架很难实现“强柱弱梁”破坏机制。因此研究如何减小结构的损伤程度，控制结构的损伤部位，减轻结构的破坏程度为本文论证的热点。

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摘要：框架因为自重轻且布置灵活的特点而被我国房屋建筑广泛采用，然后对于多震地区则更需要考虑整体性与安全性。但是多次地震灾害调研发现，我国房屋建筑破坏严重，框架很难实现“强柱弱梁”破坏机制。因此研究如何减小结构的损伤程度，控制结构的损伤部位，减轻结构的破坏程度为本文论证的热点。
关键词：低层；房屋建筑；框架结构
        引言
        在设计房屋建筑结构体系的过程中，设计人员需要综合考虑各方面因素。不同房屋建筑结构体系具有不同的施工要求，同时关系到房屋建设效果。因此，需要重视房屋建筑结构体系选型工作，保障整体施工进度和施工质量。在选型工作中，综合考虑各方面因素，提高选型工作的专业性。此外，需要注重房屋建筑结构抗震设计，优化整体建筑结构抗震性，提高建筑施工质量，保障建筑企业的经济效益。
        一、低层建筑的框架结构定义
        低层框架建筑最重要的就是“框架”这个词。由梁和柱组成的框架称为框架结构。承重砖墙因为自身性质不能满足承担大荷载的要求，因此对于高层民用建筑和具有多层的工业厂房来说，框架结构是最好的选择。房屋荷载包括人的重量、家具、货物、机械设备、地板、墙壁和自重。框架内的墙只起围护和分隔作用，除自身重量外不承受其他荷载。为了减轻框架的荷载，应尽量采用轻质墙体，如泡沫混凝土砌块（墙板）或空心砖砌体。为加快工程进度，节约模板和顶撑，也可采用局部预制（如柱）、局部现浇（梁）或柱梁预制接头的施工方法。
        二、建筑抗震设计的意义
        面对着地震灾害所造成的巨大损失，建筑的抗震性为越来越多的人所关注。为减小地震灾害，国家在建筑工程的相关规定中明确要求，建筑设计过程中，务必根据抗震设防烈度进行相关设计。为保证遇到地震灾害时，建筑物不会因为抗震设防不到位，而导致意外损失。因此，建筑设计往往是以最不利设计作为重要考量，而其中抗震设计是建筑安全的决定因素之一，同时决定着建筑的经济性。
        三、抗震的有效解决措施
        3.1采用新型先进的技术
        新型底层装配式剪力墙通过水泥砂浆层和墙体两侧边缘构件与基础连接，能够保证竖向贯通筋的强度充分发挥，且水泥砂浆层不会剪切滑移，整体性和抗震性能较好，达到适用于低层建筑的抗震要求（2）局部剪刀法适用于多层结构尤其是刚度分布较为均匀的多层工业厂房等，而对于低层框架砖房，尤其是具有薄弱底层的砖房，则应该考虑塑性变形的集中影响。3.3加强设计人员的工作能力，保证设计工作的开展设计人员的积极程度和素质的高低程度对于建筑有着不可分割的关系，因此对内部设计师实行统一管理，定期开展广泛培训，建立相应的薪酬和处罚制度。在一定程度上，可以提高设计师的报酬，相应的激励机制可以用来调动设计师的积极性，在这样的机制下优秀的设计师得到报酬，相对较弱的设计师也会努力工作来寻求改善，激励机制用来调动设计师的积极性是十分正确的，确保设计工作顺利开展，推动更多工程建设。
        3.2设计重点
        房屋建筑结构体系设计水平关系到整体建设效果，因此抗震设计的基础房屋建筑结构体系设计，优化房屋建筑结构体系受力效果。评判结构体系，需要综合衡量结构的延展性、刚度及能耗等方面，选择的结构体系要符合质量标准，优化整体施工条件。

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施工单位需要深入贯彻落实建筑结构布置体系，保障结构布置符合规范要求，避免因为受力不均导致结构重心不稳定，从而影响建筑抗震性。验收结构布置情况，发现不符合标准，将会影响整体受力的均匀性，结构稳定性因此被破坏。为了合理布置整体结构，需要根据实际情况协调结构各部位，严格控制抗震墙间距。设计人员需要明确建筑结构中核心抗震部位，优化细节设计工作，提高整体房屋建筑结构体系的抗震性。核心抗震部位可以有效防御地震冲击力，保障整体建筑质量。在建筑结构设计阶段，需要利用先进的设计理念，充分体现出剪力墙结构的作用，避免出现倾斜和扭曲等问题，同时需要加大力度监督和管理地基结构，合理布局竖向构件。
        3.3科学选取计算参考图纸和相关结构模式
        工程设计人员合理选取计算参考图纸是确保高层建筑主体结构设计结果安全的基础。在建设方案选取时需要使用和计算参考图纸相对应的方案，在进行构件的结构节点的规划设计时，必须保证计算参考图纸的误差值控制在规定的范围之内。另外在选取建筑物主体结构的设计方案时不但需要参考其外观形状，还要参考相关设计方案的可行程度及经济指标是否合理，选取的设计方案需要符合建筑主体结构外观及内部结构的相关规定和需求。特别是对于荷载及其受力情况进行设计的时候，需要遵照传力系统简明、受力状态均匀清晰的设计准则，防止出现受力集中导致建筑物的主体结构刚度受到影响的情况。
        3.4建筑构造保障抗震性能
        在进行建筑的抗震结构设计时，需对抗震不利的地方进行有效加强处理，并且进行多层次抗震设防，以保证建筑能满足抗震设计要求。建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之，建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业，需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误，而设计中则是更多注重对结构主体的把控，忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑，特别是医疗教育建筑，发生地震时除了结构不应被破坏，还应该考虑项目的整体安全，保证项目能为抢险救灾所用［1］。所以，建筑设计时首先应选择合适的墙体材料，尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造，此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏不利于抗震；其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件，使用合理的方法进行有效连接，才能使构件与建筑主体协同工作，避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节，这样才能够达到国家的抗震设计要求。建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势，设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待，需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系，这样才能保证建筑物的安全，避免人祸与天灾同行。
        结束语：
        综上所述，框架结构作为具有多种性能优势的优良结构，在工程中更加需要展现更多的应用空间。尤其是在对框架结构进行具体设计时，在不对整体进行巨大影响的前提下，相关的设计人员应该在谨遵剪力墙分散布置的原则的前提下，对各个设计节点进一步细化，将先进科学的防震以及抗震技术和措施落实，进一步的消除各处的抗震薄弱的地方，将该结构的优势发挥到极致。
参考文献：
[1]张景盼.浅析房屋建筑装配式混凝土框架结构及节点连接技术[A].《建筑科技与管理》组委会.2020年9月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:北京恒盛博雅国际文化交流中心,2020:3.
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[4]杨树标,冯孟超,贾剑辉,言杰,李厚杰.摇摆填充墙-框架结构抗震性能研究[J].工程抗震与加固改造,2017,39(04):81-86.
[5]解飞.基于ETABS低层混凝土框架结构房屋抗震性能Pushover分析[D].山东农业大学,2012.