淺析工民建結構設計中的抗震設計

王梓屹

摘要：伴隨著人們物質生活水平的不斷提升，對于建筑的質量和結構的性能提出了新的發展要求，其中最為典型的就是工民建的施工設計，因為關系到人們的切身利益，因此必須進行優化設計，當下，人們評價建筑的整體結構，首先關心抗震性能是否達標。因而在建筑結構設計中，重點問題之一就是抗震設計。本文主要結合筆者多年工作經驗，闡述了建筑結構設計中的抗震設計。

關鍵詞：工民建；結構設計；抗震設計

1導言

隨著地震災害的頻發，對震中區域及震中附近區域的房屋、道路、橋梁等都造成了極大的破壞，尤其是房屋出現大面積的開裂、倒塌等情況。為了盡可能地滿足人們的安全需求，必須通過合理的地基選擇、科學的建筑設計以及堅實的質量保證來做好建筑工程的抗震工作，進而保護使用者的人力財力安全。

2地震的危害

地震是一種危及人民生命財產安全、破壞性極大的突發性自然災害，地震造成生命、財產損失的直接原因是建筑物的劇烈震動、破壞倒塌。目前預測工作沒有發展到準確預報的程度。隨著我國城市化的發展，人口和財富向城市高度集中，基礎設施高度發達，地震造成的后果將日益嚴重。我國長期以來同樣飽受地震災害之痛?？拐鸱罏氖且豁椞厥獾纳鐣媸聵I，它關系著經濟發展和社會穩定。建筑結構抗震設防是減輕地震災害的重要途徑。目前國內普遍存在的傳統土木、混凝土結構建筑遇強震極易倒塌，是地震災難造成傷亡的首要因素。

3建筑結構抗震設計存在的問題

3.1不夠重視建筑抗震的問題

從2008年汶川發生特大地震以來，我們國家的其他區域也相繼發生了不同等級的地震情況，地震的發生給人民的生命和財產造成了不可挽回的損失，追根溯源，導致出現這種嚴重情況發生的主要原因就是我們的建筑物對于抗震方面做得不夠好。因為，現在大多數的建筑設計工作者，在設計圖紙的時候，過多的考慮其美觀性、適用性，卻很少注重抗震性能，甚至很多方案中，根本沒有把抗震性能考慮其中，特別容易發生在一些改建，擴建工程中，如此一來，一旦突發地震情況，其帶來的危害是致命的。

3.2選材不科學

建筑材料的適合與否，與建筑的整體性能起到至關重要的作用，特別是在那些容易發生地震的區域，選擇正確的搭配材料更是重中之重。目前，我國大多數的建筑結構都采用混凝土進行施工，同時以結構位移量為主要的參考依據。如果選用的建筑材料在性能方面不符合標準要求，就會引發建筑物內部結構發生大幅度的變形和位移，特別是如果框架的剛度過小，無法承受變形和位移產生的應力，會對建筑結構整體產生負荷，還影響抗震效果。

3.3施工單位素質較低

一些建筑施工單位在建筑項目施工過程中，為了節約建筑成本以獲得不正當的利益。在具體的施工過程中偷工減料，使用劣質的建筑材料或是不按標準使用足量的材料，惡意的扣減施工材料的投入使用。這些都會對建筑房屋的質量造成極大的負面效應，建筑物的抗震效果也會隨之下降。例如，在建筑物的抗震結構設計中，在支柱的位置應該使用五根鋼筋才能最大限度的確保建筑物良好的抗震效果，但是一些無良的施工單位就會心存僥幸地只使用三根鋼筋。毋庸置疑，建筑物的抗震的效果肯定達不到國家建筑行業的標準也無法應對地震的沖擊。

4工民建結構設計中的抗震設計

4.1選擇合理的建筑結構形式

目前建筑結構形式主要包括框架結構、磚混結構、鋼結構、框架剪力墻、剪力墻結構以及整體承載式鋼結構等?？梢哉f不管是選擇哪一種建筑結構形式，只要是合理的并且高度與其結構形式是相匹配的，那么就是具有抗震性能的。此外，同等條件下進行比較，由于磚混結構的主要承重材料為磚砌體，為脆性材料，抗震性能較差，框架結構稍好，框架剪力墻及整體承載式輕鋼結構抗震性能優于前兩種。鋼結構是當前發達國家住宅建設的主流，據統計，在歐美國家，鋼結構住宅建筑已占到全部建筑總量的65%左右，在日本占到了三分之一左右。為什么要選擇鋼結構呢？除了鋼結構易于生產、施工，可重復利用、極好的環保節能性之外，它顯著的抗震防災能力也是最主要的原因。由于鋼結構材質延展性極佳，抗壓、抗拉、抗剪強度很高，使用壽命達百年以上，被認為是目前最適用的抗震建材，在地震多發地區的應用尤為廣泛。

4.2設置多道抗震防線

在建筑結構抗震設計中，設置多道抗震防線是十分必要的。假如建筑物應用的是多重抗側力體系，在強烈的地震作用下第一道防線的抗側移構件產生破壞之后，之后的第二道、第三道等防線的抗側力構件立即接替，繼續對之后的地震的沖擊力進行抵擋，這樣能夠最大限度的保證建筑物的安全和穩定，避免建筑物出現倒塌的情況。對于純框架結構，應采用“強柱弱梁”型結構，梁充當第一道防線，柱充當第二道防線。雙重抗側力體系在抗御地震時，具有兩道防線，一道是支撐或墻體，一道是框架。

4.3可靠的建筑質量

地震是發生頻率較低但是具有極強破壞的、超出人力控制范圍的自然災害。鑒于其巨大的破壞力，建筑結構設計過程中必須將其考慮在內，并且根據地震可能的等級采取不同的設計策略。無論采取何種設計策略都不可能離開可靠的建筑質量，因此我們可以將可靠的建筑質量視作抗震設計的關鍵要素之一。確?？煽康慕ㄖ|量，首先要保證建筑材料的可靠，即采購建筑材料的時候要進行嚴格的質量把關，避免混入殘次產品或者不合格產品，影響整個建筑工程的總體水平；其次，可靠的建筑質量需要扎實的理論支持，在建筑結構設計中要以相關設計原則作為理論支撐，盡可能地提高抗震設計的合理性和科學性；最后，可靠的建筑質量需要專業的建筑人才來保證，建筑工程是一項門檻較低的行業，但是抗震結構設計與實施卻具有一定的操作難度，因此抗震結構設計部分必須交由專門的設計部門進行。

4.4結構抗震計算的原則及方法

結構抗震的過程中，在驗算水平地震作用效應時，在我們設計的建筑結構的兩個主軸方向要分別考慮這兩個主軸的水平地震作用，并且我們應該進行抗震驗算，我們的結構建筑不同方向的水平地震作用需要各個方向抗側力構件來進行承擔。而一些斜交抗側力構件的結構，當它們的相交角度大于15°這時我們需要分別計算出它們的每個抗側力構件方向的水平地震作用的情況，特別是一些結構質量剛度的分布明顯不對稱，那么我們就要考慮雙向水平作用下的扭轉，我們需要調整地震作用效應的方法；8、9度的大跨度、長懸臂結構，9度的高層建筑，我們要考慮豎向地震作用。計算方法則是高度不超過40m的情況，結構是要以剪切變形為主的，質量剛度分布的較為均勻等為主，采用底部剪力法等簡化方法。而其他的一般都運用振型分解反應譜法。而對于那些特別不規則的、超高度范圍的高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算。

4.5加強薄弱部位的抗震能力

考慮優化設計建筑抗震性能的環節，首先應該重點把握的部位就是建筑的薄弱層面。在進行建筑結構設計的時候，建筑薄弱部位的承載能力會直接受到構件承重的影響，所以，提升建筑薄弱部位抗震性能的前提就是精準計算構件的具體承載能力。與此同時，在對抗震薄弱部位進行設計的時候，要特別注意不能把眼光都放在增強局部的強度和承載力方面，要保持建筑的整體協調性，站在整體的角度對建筑的抗震性能做好合理的加強措施，才能收到良好的效果。

結束語：

綜上所述，地震的產生會對人們的生命以及財產安全產生巨大的影響。在建筑結構設計中進行抗震設計是十分重要的和必要的。在建筑物機構設計中加入抗震設計是勢在必行的，不僅有助于提高建筑物整體的穩定性，還對人們人身財產安全和社會穩定起到了巨大的積極作用。

參考文獻：

[1]周開.高層住宅建筑結構抗震優化設計研究[J].建筑工程技術與設計.2016（6）：539.

[2]任霖龍.高層民用建筑結構抗震的優化設計研究[J].城市建筑.2015（3）：58.endprint