芻議工民建結構中抗震結構優化設計策略

朱 宇

中國瑞林工程技術有限公司

一、工民建結構抗震設計的概念

在工民建建設過程中，結構抗震設計是一種基本的設計方法和設計思想，這種設計是在進行工民建設計及進行內部細致構造研究的一系列過程，這個過程通常都是通過地震對某些建筑的摧毀，結合長期的探索和在建筑工程實踐中得來的一個探索結果。

同時，從自然災害角度講，地震具有一定的隨機性和不確定性，地震發生的范圍也是不可精確的。因此，要想很精準的找到或者預測某一建筑可能遭遇的地震摧毀，就目前的科技水平還很難做到。只有在進行工民建的結構抗震設計中加強建筑結構的牢固性，只有在總結經驗的基礎上根據現實情況進行摸索，設計出更有效的設計方法，才能更好地提升工民建建筑結構的抗震性。

二、工民建結構中的抗震設計方法

1、以建筑規劃和場地為依據

抗震層的設置是建筑物抗震性能設計優劣的重要因素之一。建筑結構的外部空間進行設計時，要對與相鄰樓棟間的距離、建筑物外觀、樓棟之間的舒適度以及建筑物的安全性能進行充分的考慮。建筑結構場地進行規劃時，主要需要考慮的因素有建筑物結構上部位移特點、位移性能、結構整體移動范圍內無障礙物等。

2、以結構中的基本構造為依據

以鋼筋混凝土框架作為建筑主要的結構時，那么對工民建結構進行設計時，就需充分考慮影響鋼筋混凝土的構建因素，如鋼筋截面尺寸大小、最小配筋率等，通過對這些進行充分的計算，從而對抗震性能進行有效的設計。通常，如果我們選擇對房屋高度、樓層以及整個建筑的高度進行限制的構造方法，這種方法一般用于對工民建筑的磚混結構構造的設計。

3、以建筑結構性能目標為依據

工民結構的抗震設計主要的目的就是在遇到地震時，能夠有效的保證建筑物的安全。因此，建筑物結構抗震設計需要考慮的設計標準是遵循建筑區域內可能出現的大地震烈度機構性。 同時，還要保證建筑結構中沒有抗震性能的結構以及建筑物結構的重要基礎部位也具有較強的抗震能力。 因此，建筑物抗震設計的要求得到滿足就需要將建筑結構的性能指標達到制定的標準。

三、工民建結構中抗震設計的優化策略

1、在基礎設計以及選址方面優先考慮防震

通常，建筑自身的抗震能力與場地的選擇有著不可分割的聯系，而通過大量的實踐分析和綜合試驗，也可以從中發現在不同的場地之內同樣的建筑設計形式，其抗震性和建筑實際的破損程度有著巨大的差別。所以，應當盡可能的選擇平原地帶進行施工建設，選擇沒有斷層交匯或者是斷層通過的地帶，這樣可以保證最佳的房屋建筑結構抗震性，不能夠在泥石流容易出現的路段或者是斷層活動較為頻繁的地帶選擇施工場地。合理的把控基礎設計當中的每一個細小的環節，增強設計的規范性和原則性。

2、優化結構的延性抗震能力

目前對于我國來說，現有的絕大多數工民建筑中的結構都是鋼筋混凝土結構，雖然鋼筋混凝土結構具有優秀的抗震性能，但是如果設計的不合理，鋼筋混凝土結構在地震的作用下就會造成巨大的破壞。所以，通過一些抗震的措施來保證結構具有抗震所需的延性抗震能力十分重要，這種做法也是是為了在大強度的地震中保證工民建筑物體的結構不被改變和破壞，從而實現工民建筑抗震設計這一目標，使工民建筑結構的完整與安全得到有效地保障，目前工民建筑行業采用較為普遍的抗震措施主要包括強剪弱彎和強柱弱梁兩種。

3、選擇合理的抗震結構體系

1)應有多道抗震防線。多道抗震防線，是指在地震作用下，一個抗震結構體系中的一部分延性好的構件最大限度發揮其耗散、吸收地震能量的作用，首先達到屈服，起到第一道抗震防線的作用，其它構件則在其后依次屈服，從而形成第二、第三或更多道抗震防線。所以，結構設計須考慮設置多道抗震防線。

2)應具備良好的耗能、變形能力和必要的強度。一個沒有足夠延性，只有較高的抗側力強度的抗震結構體系，在地震時很容易遭到破壞。但如果其抗側力強度不高，而有較大的延性，在地震作用不大情況下，建筑結構就不會受到破壞，只會產生較大的變形。如果抗震墻設置在框架中，就可增加其抗剪力強度；如果屆邊約束構件加在砌體結構上，能提高其變形能力。這樣就增大了兩種結構的抗震潛力。

3)結構剛度和強度分布須合理。如結構剛度和強度分布不合理，會產生塑性變形集中或過大的應力，結構就會突變或其局部受到削弱而形成薄弱部位。對結構上可能出現的薄弱部位，應采取相應措施提升其抗震能力。在強烈地震下，強度安全儲備在結構上并不存在，而判斷結構薄弱層的基礎就在于構件的實際強度分布。

4、正確選擇抗震建筑平面及立面

1)建筑形態應簡潔且平立面布置適宜。對于體型簡潔規則的建筑，其受力性能的確定較為簡單，同時對其在地震過程中的內力及反應也能夠進行準確的分析。針對體型與平面都不規則的建筑來說，其立面高低不同，所以建筑物的剛度與強度在地震發生時極容易產生突變，出現薄弱位置，而薄弱位置的產生在地震發生時易產生極大的危害。

2)建筑質量與剛度變化均勻。在建筑質量與剛度方面，其豎向的分布一般是不均勻的。所以，在進行建筑結構抗震設計時應對豎向分布進行嚴格的監督，并采取相應的構造方式。

3)防震縫的設置。根據建筑的不同類型、體型及不同的結構體系應采取適當的防震縫設置。針對建筑體型較為復雜的情況，若選擇不設置防震縫，則應采用對其進行實際結構計算模型的抗震分析方法，對建筑物的局部應力及集中形變進行合理估算，并對其薄弱部位進行相應的防震設計。對于設置防震縫的建筑，應將其以結構單元形式進行劃分，并根據場地的性質、房屋的類型預留相應的寬度。

四、結束語

總之，在工民建項目建設過程中，抗震結構設計作為保障工民建結構安全與耐久性的有力控制途徑，因此就需要設計團隊能夠綜合考慮項目承載能力、選址地點等設計因素的綜合考慮，以保障人們財產安全，使項目創造出豐厚的社會效益，促進建筑產業徜徉發展。

[1]李建平.建筑設計在建筑抗震設計中的作用[J].安徽建筑.2012(05)：90-92