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多層砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設計
砌體結(jié)構(gòu)是以砌體為主制作的結(jié)構(gòu)，它包括磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和其它材料的砌塊結(jié)構(gòu)。
多層砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設計【1】
摘要：文章論述了多層砌體結(jié)構(gòu)房屋發(fā)生震害的現(xiàn)狀、原因和規(guī)律，最終分析了多層砌體房屋結(jié)構(gòu)抗震的設計要點。
通過合理的抗震措施，達到抗震設防目標。
關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu) 房屋 抗震
0引言
砌體結(jié)構(gòu)是以砌體為主制作的結(jié)構(gòu)，它包括磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和其它材料的砌塊結(jié)構(gòu)。
分為無筋砌體結(jié)構(gòu)和配筋砌體結(jié)構(gòu)。
砌體結(jié)構(gòu)可以就地取材，具有很好的耐久性及較好的化學穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性，有較好的保溫隔熱性能。
但是自重大、體積大，砌筑工作繁重。
1宏觀震害統(tǒng)計
最近統(tǒng)計分析表明，未經(jīng)抗震設防的多層磚房在6度區(qū)內(nèi)，主體結(jié)構(gòu)一般處于基本完好狀態(tài);7度區(qū)內(nèi)主體結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)輕微破壞，小部分達到中等破壞;8度區(qū)內(nèi)，多數(shù)房屋達到中等破壞程度;9度區(qū)內(nèi)，多數(shù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重破壞。
上述事實說明：未經(jīng)抗震設防的多層磚房的抗地震破壞能力較低。
若能針對砌體結(jié)構(gòu)的弱點進行合理的設計，采用適當?shù)臉?gòu)造措施，確保施工質(zhì)量，砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能是能夠得到改善的。
2震害發(fā)生的現(xiàn)象
震害的發(fā)生是由外部條件(地震動)和內(nèi)在因素(結(jié)構(gòu)特征)兩方面的原因促成的。
從地震動的角度考察，地震波包括有水平、垂直、扭轉(zhuǎn)等方向的分量。
與水平地震力作用方向大體一致的墻體會產(chǎn)生斜裂縫，因地震力的反復作用形成交叉裂縫;與水平地震力作用方向基本垂直的墻體，尤其是房屋的縱墻則會因出平面的彎曲破壞造成大面積的墻體甩落;受垂直方向地震力會使房屋的端部尤其是墻角易于產(chǎn)生嚴重的震害。
從結(jié)構(gòu)特征方面考察可以發(fā)現(xiàn)：在受力復雜、約束減弱、附屬結(jié)構(gòu)等部位，往往是震害易于發(fā)生的地方。
例如：縱橫墻連接處、樓梯間、預制鋼筋混凝土樓屋蓋、女兒墻、突出頂面的屋頂間地震容易發(fā)生破壞。
3震害發(fā)生的規(guī)律
�、賱傂詷巧w房屋、柔性樓蓋房屋：上層破壞輕，下層破壞重;②橫墻承重房屋的震害輕于縱墻承重房屋;③堅實地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的震害;④預制樓板結(jié)構(gòu)比現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)破壞重;⑤外廊式房屋往往地震破壞嚴重;⑥房屋兩端、轉(zhuǎn)角、樓梯間、附屬結(jié)構(gòu)震害嚴重。
4砌體房屋抗震設計要點
4.1科學布局建筑平面和立面抗震設計中，建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。
對于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則的房屋質(zhì)心與剛度中心往往不容易重合，在地震作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應，大大加劇地震的破壞力度;對體型不規(guī)則的房屋應注意偏離結(jié)構(gòu)剛心遠端墻段的抗震驗算。
建筑立面應避免頭重腳輕，房屋重心盡可能降低，避免采用錯落的立面，突出屋面建筑部分的高度不應過高，以免地震時發(fā)生鞭梢效應，同時應控制好結(jié)構(gòu)豎向強度和剛度的均勻性。
4.2嚴格限制砌體房屋的總層數(shù)及總高度歷次震害證明，砌體房屋的層數(shù)越多，高度越高，它的地震破壞程度越大，所以控制磚砌體房屋的總高度及總層數(shù)對減少地震時帶來的震害有很大的作用。
現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范(GB50011―2010)對多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強制性規(guī)定。
4.3合理控制抗震橫墻的最大間距多層砌體房屋中的墻體是抗震中的主要受力構(gòu)件，對于多層砌體房屋而言，墻體數(shù)量越多、間距越小，則抗倒塌能力越強，因此抗震性能也就越好。
歷次地震調(diào)查也證明：橫墻間距小，橫墻數(shù)量多的多層砌體房屋的震害較輕。
汶川地震中我們再一次看到大開間多層砌體房屋的倒塌破壞比例普遍偏高的規(guī)律。
結(jié)合汶川地震震害及考慮多層房屋實際設計的情況現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范(GB50011―2010)對多層砌體房屋抗震墻的最大間距普遍減少2―4米，以提高多層砌體房屋的抗震性能。
4.4嚴格控制多層砌體房屋的總高度與總寬度比值為了避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲破壞的情形，甚至整體傾覆的出現(xiàn)，所以對高寬比進行控制是必要的。
4.5采取多種抗震構(gòu)造措施①在砌體中設置構(gòu)造柱。
砌體中構(gòu)造柱的設置在構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的時候，作用發(fā)揮的更為明顯，盡管它不能防止裂縫在砌體中的出現(xiàn)，但卻大大地減少了砌體房屋在大地震中的倒塌比例。
②設置抗震圈梁。
圈梁的作用是多方面的，在歷次地震中早已證實是一項重要的抗震構(gòu)造措施，其對加強多層砌體房屋墻體間的連接、樓蓋與墻體間的連接，以及房屋整體性都有直接而有效地作用。
�、奂訌娊Y(jié)構(gòu)各個部分的相互連接。
構(gòu)筑物的整體性，對于結(jié)構(gòu)抗震是尤為重要的;而這種整體性正是從結(jié)構(gòu)各個部分的相互連接來實現(xiàn)的。
④加強樓梯間的結(jié)構(gòu)設置。
歷次地震震害表明，樓梯間由于比較空曠且缺乏樓蓋的側(cè)向支撐而易遭破壞。
因此增設了休息板處構(gòu)造柱的設置將大大加強了樓梯間墻體的抗震性能;另外樓梯間墻體內(nèi)的水平配筋也將增加墻體抗裂能力和抗震性能，避免樓梯間在多層砌體房屋中不致于出現(xiàn)在地震中首先破壞的不利局面，也便于地震時人員疏散中不遭受到傷害。
5結(jié)束語
汶川地震又一次為我們提供了寶貴的經(jīng)驗和教訓，對于各類砌體結(jié)構(gòu)而言，無疑又經(jīng)歷了一次實際地震的考驗。
包括多層砌體結(jié)構(gòu)的住宅、辦公樓、醫(yī)院以及教學樓等建筑，實現(xiàn)了“大震不倒”，有的甚至在震后經(jīng)過維修或加固，仍可繼續(xù)使用。
雖然砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能與其它結(jié)構(gòu)相比相對較差，但是通過合理的抗震措施，仍能達到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的總體抗震設防目標。
參考文獻：
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多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震【2】
[摘 要]去年在四川發(fā)生的汶川8級地震造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。
使得人們對日常生活和居住的建筑的安全性有了更高的關(guān)注。
據(jù)統(tǒng)計,砌體結(jié)構(gòu)在整個建筑工程中,占80%以上。
由于砌體結(jié)構(gòu)材料的脆性性質(zhì),其抗剪、抗拉和抗彎強度很低,所以砌體房屋的抗震能力較差。
在國內(nèi)外歷次強烈地震中,砌體結(jié)構(gòu)破壞率是相當高的。
如何提高砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力,將是建筑抗震設計中一個重要課題。
[關(guān)鍵詞]砌體結(jié)構(gòu);抗震設計;震害
砌體房屋是指用普通黏土磚、承重黏土空心磚、混凝土中小型砌塊、粉煤灰中小型砌塊和毛石等塊材,通過砂漿砌筑而成的房屋。
砌體結(jié)構(gòu)在我國建筑工程中,特別是在住宅、辦公樓、學校、醫(yī)院、商店等建筑中,獲得了廣泛的應用。
據(jù)統(tǒng)計,砌體結(jié)構(gòu)在整個建筑工程中,占80%以上。
由于砌體結(jié)構(gòu)材料的脆性性質(zhì),其抗剪、抗拉和抗彎強度很低,所以砌體房屋的抗震能力較差。
在國內(nèi)外歷次強烈地震中,砌體結(jié)構(gòu)破壞率是相當高的。
1923年日本關(guān)東大地震,東京約有7 000幢磚石房屋,大部分遭到嚴重破壞,其中僅有1 000余幢平房可修復使用。
又如,1948年蘇聯(lián)阿什哈巴地震,磚石房屋破壞率達70%～80%。
我國近年來發(fā)生的一些破壞性地震,特別是1976年的唐山大地震,磚石結(jié)構(gòu)的破壞率也是相當高的。
據(jù)對唐山烈度為10度及11度區(qū)123幢2～8層的磚石結(jié)構(gòu)房屋的調(diào)查,倒塌率為63.2%;嚴重破壞的為23.6%,尚可修復使用的為4.2%,實際破壞率,高達91%。
另外根據(jù)調(diào)查,該次唐山地震9度區(qū)的漢沽和寧河,住宅的破壞率分別為93.8%和83.5%;8度區(qū)的天津市區(qū)及塘沽區(qū),僅市房管局管理的住宅中,受到不同程度損壞占62.5%;6～7度區(qū)的北京,磚混結(jié)構(gòu)也遭到不同程度的損壞。
另去年在我國四川汶川發(fā)生的歷史罕見的大地震,震級達到里氏8級,最大烈度達到11度。
據(jù)報道,受災特別嚴重的北川縣老縣城的80%、新縣城60%以上建筑垮塌,北川縣城基本已經(jīng)被夷為平地。
在此次地震災區(qū)完全垮塌的房屋中,砌體結(jié)構(gòu)占了絕大多數(shù)。
從我國國情出發(fā),在今后一定時間,砌體結(jié)構(gòu)仍然將是城鄉(xiāng)建筑中的主要結(jié)構(gòu)形式之一。
因此,如何提高砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力,將是建筑抗震設計中一個重要課題。
一、震害及其分析
人們常說,地震來襲時地動山搖,房屋隨之倒塌。
確實,由于建筑物依附在地球表面,建筑物受地震破壞的方式主要受地震波的傳播方式影響。
地震波傳播方式有縱波、橫波、面波。
縱波使建筑物上下顛簸,力量非常大,建筑物來不及跟著運動,使底層柱子和墻突然增加很大的動荷載,疊加建筑物上部的自重壓力,若超出底層柱、墻的承載能力,柱、墻就會垮掉。
底層垮掉后,上面幾層建筑的重量就像錘子砸下來一樣,又使第二層壓壞,發(fā)生連續(xù)倒塌,整個建筑直接“坐”下來,原來的第三層瞬間變?yōu)?ldquo;第一層”。
橫波使建筑物水平搖擺,相當于對建筑物沿水平方向施加了一個來回反復的作用力,若底部柱、墻的強度或變形能力不夠,就會使整棟建筑物向同一方向歪斜或傾倒,在震區(qū)常�？吹竭@種現(xiàn)象。
面波使建筑物扭轉(zhuǎn)。
引起扭轉(zhuǎn)的原因是有的地震波本身就是打著“旋兒”過來的,也有的情況是因為面波到達建筑物兩端早晚的時間差引起的。
這種情況引起建筑物扭動。
建筑物一般抗扭能力較差,很容易扭壞。
震區(qū)有的房子角部坍塌,多屬這種情況。
一旦碰到上下顛、左右搖、扭轉(zhuǎn),三種方式共同發(fā)生,破壞力就更加可怕。
在離震中較近的范圍,往往三種方式交織作用,所以破壞力很大。
此外,每個建筑物都有自己特定的自振頻率,如果這個頻率與地震作用的頻率接近,還會引起類似共振的效應,那樣帶來的破壞力就更可怕了。
在強烈地震作用下,多層砌體房屋的破壞部位,主要是墻身和構(gòu)件的連接處,樓蓋、屋蓋結(jié)構(gòu)本身的破壞較少。
下面根據(jù)歷次地震的宏觀調(diào)查結(jié)果,對多層房屋的破壞規(guī)律及其原因作一簡要說明。
1.墻體的破壞。
在砌體房屋中,與水平地震作用方向平行的墻體是主要承擔地震作用的構(gòu)建。
這類墻體往往因為主拉應力強度不足而引起斜裂縫破壞。
由于水平地震反復作用,兩個方向的斜裂縫組成交叉型裂縫。
這種裂縫在多層砌體房屋中一般規(guī)律是下重上輕。
這是因為多層房屋墻體下部地震剪力大的緣故。
2.墻體轉(zhuǎn)角處的破壞。
由于墻角位于房屋近端,房屋對它的約束作用減弱,使該處抗震能力相對降低,因此較易破壞。
此外,在地震過程中當房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時,墻角處位移反應較房屋其它部位大,這也是造成墻角破壞的原因。
3.樓梯間墻角的破壞。
樓梯間除頂層外,一般層墻體計算高度較房屋其他部位墻體小,其剛度較大,因而該處分配的地震剪力大,故容易造成震害。
而頂層墻體的計算高度又較其他部位大,其穩(wěn)定性差,所以也易發(fā)生破壞。
4.內(nèi)外墻連接處的破壞。
內(nèi)外墻連接處是房屋的薄弱部位,特別是有些建筑內(nèi)外墻分別砌筑,以直槎或馬牙槎連接,這些部位在地震中極易拉開。
造成外縱墻和山墻外閃、倒塌等現(xiàn)象。
5.樓蓋預制板的破壞。
由于預制板整體性差,擋板的搭接長度不足或無可靠拉結(jié)時,在強烈地震過程中極易塌落,并常造成墻體倒塌。
6.突出屋面的屋頂間等附屬結(jié)構(gòu)的破壞。
在房屋中,突出屋面的屋頂間(電梯機房、水箱間等)、煙囪、女兒墻等附屬結(jié)構(gòu),由于地震“鞭端效應”的影響,所以一般較下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴重,幾乎在6度區(qū)就發(fā)現(xiàn)有所破壞。
特別是較高的女兒墻、出屋面的煙囪,在7度區(qū)普遍破壞,8～9度區(qū)幾乎全部損壞或倒塌。
二、抗震設計
砌體結(jié)構(gòu)就其材料性能而言,確實有它的劣勢,但是多層房屋并非砌體結(jié)構(gòu)就不能抗震。
在此次地震災區(qū)完全垮塌的房屋中,砌體結(jié)構(gòu)占了絕大多數(shù),但是未倒塌且在地震作用下表現(xiàn)優(yōu)秀的砌體結(jié)構(gòu)房屋也不在少數(shù),如在去年的汶川大地震中北川縣城、漢旺鎮(zhèn)內(nèi)不少五、六層的砌體結(jié)構(gòu)房屋并未坍塌,有些表現(xiàn)良好,只是不同程度地出現(xiàn)了一些裂縫。
如北川縣城內(nèi)一棟60年代修建的老建設局辦公樓,共4層,震后墻面竟未發(fā)現(xiàn)裂縫;漢旺鎮(zhèn)近幾年修建的一個6層樓家屬住宅區(qū),震后無一棟出現(xiàn)嚴重破壞。
這是因為,凡是嚴格按照我國現(xiàn)行“抗震設計規(guī)范”設計、砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范、施工保證質(zhì)量的砌體結(jié)構(gòu)房屋,就能經(jīng)受住本次罕遇地震的考驗。
因此筆者認為,在多層磚混房屋抗震設計上應注重以下幾方面。
1.砌體房屋的層數(shù)及高度的限制。
歷次震害證明,砌體房屋的層數(shù)越多,高度越高,它的地震破壞程度(下轉(zhuǎn)93頁)(上接91頁)越大,所以控制磚砌體房屋的總高度及總層數(shù)對減少地震時帶來的震害有很大的作用。
現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范(GB50011―2001)對多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強制性規(guī)定,在設計中房屋總高度及總層數(shù)應滿足上標的限值,因為樓蓋重量占房屋總重的一半左右,房屋總高度相同,多一層樓蓋就意味著增加半層樓的側(cè)向地震作用,同時加大對底部的傾覆力矩。
在中、強地震作用下,因傾覆力矩過大,使得底部墻體產(chǎn)生過大的壓力或剪刀而被破壞,故此減輕自重、減少層數(shù)、降低層高是削弱地震影響的有效途徑之一。
2.砌體房屋的的體形限制。
體形規(guī)則、均勻、對稱的房子抗震能力強。
上大下小頭重腳輕的房屋體形叫豎向不規(guī)則,平面局部凸出的L形、“丁”字形體形叫平面不規(guī)則,一頭沉一頭輕的叫扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,不規(guī)則建筑抗震能力都較差。
3.增強砌體結(jié)構(gòu)的整體性及剛度。
在地震中多層砌體結(jié)構(gòu)的縱、橫向地震作用主要由相應墻體承擔。
因此,縱、橫墻的合理布置且控制橫墻的間距,可控制縱、橫墻的側(cè)向變形,增強了空間剛度和整體性,對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。
墻體布置時,應盡量采用縱墻貫通的平面布置,而當縱墻不能貫通布置時,則應在墻體交接處采取加強措施。
而橫墻最大間距就是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震所需的剛度要求。
其中,在8度設防時,現(xiàn)澆或裝配整體鋼筋混凝土樓蓋板的多層砌體建筑的橫墻最大間距為15米。
如橫墻間距過大時,縱墻會因過大的層間變形而產(chǎn)生平面的彎曲破壞。
有效增強砌體結(jié)構(gòu)的整體性及剛度的措施有縱、橫墻的合理布置,建筑的樓蓋為現(xiàn)澆,增加墻體面積及提高砂漿的強度,設置圈梁及構(gòu)造柱等。
在多層砌體建筑中設置水平圈梁,可加強內(nèi)外墻的連接,增強建筑的整體性。
特別是屋蓋和基礎(chǔ)頂兩處的圈梁的設置具有提高建筑的豎向剛度和抗御不均勻的沉降能力。
由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱、橫墻構(gòu)成箱形結(jié)構(gòu),能有效地約束裝配板材的散落,使磚墻發(fā)生平面倒塌可能性大為降低,以充分發(fā)揮各片墻體的抗震能力。
還有,為了提高墻體的抗震能力,可在抗震力不夠的承重墻段內(nèi)配置水平鋼筋,使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔。
一些試驗表明,配筋多孔磚墻體可以有效地提高墻段的抗震性能,減少脆性,增加延性,增強磚混房屋的抗震性能。
4.房子的建筑材料和施工質(zhì)量。
對建筑物的防震抗震,我國在相應的法律法規(guī)中都有著明確的規(guī)定。
但是,在具體執(zhí)行上,建筑物的防震抗震很難全部落實到位。
不少建筑設計、施工部門缺乏防震意識,一些建筑物等工程建設項目不按防震抗災標準設計建設,甚至存在著降低抗震設計標準的現(xiàn)象,施工中也缺乏質(zhì)量監(jiān)督。
這是很多建筑物在地震面前不堪一擊的最主要原因。
因此,混凝土標號夠不夠,鋼筋是否合格,有沒有偷工減料等,是否照圖施工、技術(shù)是否到位等,規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)理四大環(huán)節(jié)都很重要,都要嚴格把關(guān),這一切符合要求了,房屋質(zhì)量就會好。
多層砌體結(jié)構(gòu)房屋可以通過建筑上的合理布局,結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造措施等多種方法來彌補砌體房屋脆性材料在抗震方面的不足,從而滿足抗震要求,達到“小震不壞,中震可修,大震不倒”的設防目標。
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多層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計【3】
摘要：隨著我國建筑業(yè)和鋼材的發(fā)展，多層鋼結(jié)構(gòu)房屋也越來越多。
近幾年來我國地震頻發(fā)，做好鋼結(jié)構(gòu)的抗震設計變得越來越重要。
對于多層鋼結(jié)構(gòu)房屋而言抗震設計是其設計的關(guān)鍵一環(huán)，本文就多層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震結(jié)構(gòu)體系、震害、鋼結(jié)構(gòu)房屋的破壞形式、以及設計的一般規(guī)定做了簡要的說明，希望能為以后類似的多層鋼結(jié)構(gòu)房屋設計提供參考。
關(guān)鍵字：多層;鋼結(jié)構(gòu);抗震;結(jié)構(gòu)體系;破壞形式
1 前言
鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，便于運輸、抗震性能高、施工周期短、延展性好、施工速度快等，而且與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的強度、韌性高，節(jié)能環(huán)保，特別是鋼結(jié)構(gòu)具有良好的延展性可以衰減地震波，減少地震時地震波的影響，因此在工業(yè)化生產(chǎn)中鋼結(jié)構(gòu)廣泛應用于多層房屋建筑中。
但是，如果多層鋼結(jié)構(gòu)房屋在材料選用、設計以及施工維護和制作上稍有不妥，就難以發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)自身所具有的優(yōu)越性，在地震作用下就難以減輕地震對房屋的破壞性。
如今，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)普遍應用于各種類型的民用建筑、工業(yè)建筑中，如果不合理正確應用鋼結(jié)構(gòu)，會造成建筑物結(jié)構(gòu)局部破壞甚至整體倒塌等更嚴重的后果。
基于鋼結(jié)構(gòu)建筑的突出優(yōu)點，美國、韓國等國的鋼結(jié)構(gòu)建筑已占到總量的50%左右。
日本是多地震的國家，鋼結(jié)構(gòu)建筑在日本的占有率更是達到了65%左右，據(jù)日本阪神地震后資料顯示，鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震中的受損率遠低于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。
無獨有偶，四川汶川地震，同樣是鋼結(jié)構(gòu)建筑的綿陽體育館受到損壞極小，成為了安置災民的主要地點。
2 多層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震結(jié)構(gòu)體系
鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)類型直接影響著多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能，因此在進行實際工程設計時，必須綜合考慮幾種因素，對方案進行優(yōu)化設計，然后在優(yōu)化過程中確定最適合本房屋的結(jié)構(gòu)體系。
多層鋼結(jié)構(gòu)體系有純鋼框架體系、鋼框架剪力墻體系、鋼框架支撐體系等，它們各有特點，在鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域中被廣泛的應用。
3 鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式
多層鋼結(jié)構(gòu)房屋具有很多優(yōu)點，它受到震害的影響要比混凝土結(jié)構(gòu)的房屋要小很多，但設計和施工的要求卻同樣重要，如果連接、冷加工、焊接不合理，后期維護不當以及受到外部環(huán)境、工藝技術(shù)的不良影響，很可能會造成鋼結(jié)構(gòu)的破壞。
根據(jù)多層鋼結(jié)構(gòu)房屋在歷次地震中的破壞形式可以歸納為以下幾類。
1、框架節(jié)點區(qū)的梁柱焊接連接破壞：豎向支撐的整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，柱腳焊縫破壞及錨栓失效。
2、構(gòu)件的破壞：翼緣的屈曲、拼接處的裂縫、節(jié)點焊縫處裂縫引起的柱翼緣層狀撕裂、框架柱的脆性斷裂、腹板屈曲和截面扭轉(zhuǎn)屈曲。
3、構(gòu)件的局部屈曲破壞：框架梁或柱的局部屈曲是因為梁或柱在地震作用下反復受彎，以及構(gòu)件的截面尺寸和局部構(gòu)造如細長比、板件寬厚比設計不合理造成的，柱的水平斷裂是因為地震造成的傾覆拉力較大、動應變速率較高、材性變脆引起的。
4、支撐的破壞：支撐構(gòu)件為鋼結(jié)構(gòu)提供了較大的側(cè)向剛度，當?shù)卣饛姸容^大時，承受的軸向力(反復拉壓)增加，如果支撐的長度、局部加勁板構(gòu)造與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造等出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的破壞或失穩(wěn)。
5、節(jié)點破壞：由于節(jié)點傳力集中、施工難度大、構(gòu)造復雜，容易造成應力集中、強度不均衡現(xiàn)象，再加上可能出現(xiàn)的構(gòu)造缺陷、焊縫缺陷，就更容易出現(xiàn)節(jié)點破壞。
節(jié)點域的破壞形式比較復雜，主要有加勁板的屈曲和開裂、加勁板焊縫出現(xiàn)裂縫、腹板的屈曲和裂縫。
4 設計的一般規(guī)定
盡管多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能較好，但是在強烈地震的作用下，也會出現(xiàn)不同程度的損害。
在地震作用下，建筑物的破壞過程和破壞機理十分復雜，所以需要對多層鋼結(jié)構(gòu)房屋進行嚴密的抗震設計，從而減輕地震災害帶來的損失。
1、多層鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)布置的一般原則。
多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)體系的選擇關(guān)系到整個建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性、適用性以及安全性。
這和其他類型的建筑結(jié)構(gòu)是一樣，多層鋼結(jié)構(gòu)房屋應該盡量采用規(guī)則的建筑方案，當平立面不規(guī)則和結(jié)構(gòu)體型復雜時，可以根據(jù)實際情況在適當部位設置抗震縫，從而形成多個規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。
當混凝土和鋼結(jié)構(gòu)并用時，由于混凝土結(jié)構(gòu)的變形小于鋼結(jié)構(gòu)，一般來說是不宜設抗震縫，如果是必須設置時，就應該將建筑物分割成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。
2、鋼結(jié)構(gòu)平面的布置應該遵循對稱、規(guī)則和簡單的原則，使結(jié)構(gòu)能具有良好的整體性。
這樣可以防止在遭遇地震的情況下多層鋼結(jié)構(gòu)房屋由于應力集中和發(fā)生鋼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、突變或者因局部削弱和塑性變形使得應力集中在薄弱部位，破壞鋼結(jié)構(gòu)。
為了有效地減小扭轉(zhuǎn)作用對建筑物的影響，還應該使各層的質(zhì)心和剛心盡可能處于同一豎直線上。
另外，還需要注意多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋應該采用非組合樓板或者是壓型鋼板現(xiàn)澆混凝土組合樓板。
有效地提高多層鋼結(jié)構(gòu)的房屋的穩(wěn)定性，增加結(jié)構(gòu)下部整體性以及增強其抗傾覆能力，減小沉降，提升整個多層房屋的抗震性能。
3、多層鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的高寬比和最大高度。
房屋總高度與平面較小寬度之比就是高寬比。
在抗震結(jié)構(gòu)體系中，最大適用高度和結(jié)構(gòu)類型是根據(jù)抗震設防烈度和結(jié)構(gòu)總體高度確定的。
影響鋼結(jié)構(gòu)抗震性能和整體穩(wěn)定性重要參數(shù)是鋼結(jié)構(gòu)的高寬比，它直接影響著鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)移、振動形式以及結(jié)構(gòu)剛度。
如果要使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的水平位移，就增大高寬比值，并且傾覆力矩使支撐柱產(chǎn)生很大的軸向力。
因此，鋼結(jié)構(gòu)房屋的最大高寬比必須要限定，使其保持在一個合理范圍內(nèi)，超過時應該進行專項研究，采取必要的抗震措施。
4、在多層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設計中必須體現(xiàn)強柱弱梁的原則，因為這樣可以有效地避免了在地震作用下支撐柱先進入塑性區(qū)破壞鋼結(jié)構(gòu)導致整個房屋的倒塌。
這就要求我們通過不同構(gòu)件的內(nèi)力設計值或者調(diào)整剛結(jié)構(gòu)中不同部位受到的地震效應，使整體框架和鋼結(jié)構(gòu)具有消耗地震能量和較大的內(nèi)力重分布能力。
5、多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的設計應遵照專門設計規(guī)程“高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程”進行，應嚴格要求合理的結(jié)構(gòu)布置與結(jié)構(gòu)體系的選用，以及合理的技術(shù)經(jīng)濟性能。
鋼結(jié)構(gòu)的抗震設計應進行兩階段設計：第一階段按多遇地震計算地震作用設計;第二階段按罕遇地震作用設計，并分別驗算其位移限值及層間側(cè)移延性比等限值的要求。
5 結(jié)束語
隨著近幾年來自然災害的頻發(fā)，尤其是不斷地發(fā)生地震災害。
為了盡可能的減小地震造成的經(jīng)濟損失以及人員傷亡，多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能的要求就更高了。
我國的多層鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震的技術(shù)與發(fā)達國家的水平還有一定的差距，我們應該積極努力的學習國外的多層鋼結(jié)構(gòu)知識，借鑒國外在多層鋼結(jié)構(gòu)上運用的經(jīng)驗，對多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震進行優(yōu)化設計，從設計理念入手對多層鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)抗震的具體要求，制定科學合理的設計方案，從而確保實現(xiàn)多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設計目標。
參考文獻
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