農村抗震結構設計的路徑選擇與實施步驟分析

崔秀麗

（鄭州工業應用技術學院， 河南 鄭州 450000）

0 引言

我國農村房屋建設是房屋主人自己出錢，在自有土地產權的范圍來建設，通常沒有統一、正規的設計標準，多是按照自己的需求，根據自己定的尺寸、層高和功能等要求建造。大多農村房屋追求寬敞、明亮，外表裝飾較多，但是在抗震結構上則花費較少，不愿花錢，甚至有的不考慮房屋的抗震問題。而且地基選擇也不合理，處理簡單?？梢哉f，農村地區是防震減災的薄弱部分，在近幾年雖國家有在農村地區推行地震安全工程。然而，對于并沒有發生地震或者說沒有受到過地震影響的農村地區，地震安全工程的推行效果并不好，防震問題也沒有得到改善。因此，加強農村房屋建筑抗震結構設計是保障人們人生、財產安全的一個重要保障，做好相關工作勢在必行。

1 農村抗震結構設計的基本原則

1.1 結構簡單性

結構的簡單性主要是指建筑的結構在抗震的作用下有明確、直接的傳力途徑，建筑結構的計算模型、位內力以及限制薄弱部位等出現都容易把握，對于抗震性能的估計也較為可靠[1]。

1.2 結構規則性、均勻性

順著建筑的豎向:建筑結構和造型的布置較為均勻，以免承載能力和剛度圖片，這樣就可以限制結構在豎向某一個樓層或者幾個樓層產生敏感薄弱部位。這些敏感薄弱部位會產生較大的應力集中或者是變形，這樣就容易導致結構過早倒塌.

建筑平面規則：建筑平面內的結構布置均勻就會使得建筑物分布質量所產生的地震慣性的力能通過較短、直接的途徑傳遞，并且使得建筑質量分布同結構剛度協調，以限制質量同行剛度之間的偏心[2]。建筑平面比較規則，結構布置比較均勻對于防止薄弱分子結構過早的被破壞以及倒塌有作用，而且還能使地震的作用分布在各子結構間重分布，使得結構的自由度數量增加，讓整個結構的耗散地震能量得到發揮。

1.3 結構剛度和抗震性

我們知道，水平地震作用是雙向的，所以，對于建筑的結構布置來說一定要讓其結構可承受任何一個方向所產生的地震作用。一般可以通過讓結構沿平面主軸方向設計一定的抗震性和剛度?？梢哉f，建筑結構的抗震性就是結構承載力以及延性的綜合反映。

在選擇剛度的時候，雖然要考慮場地的特征，但是也要對結構控制變形是否增大加以考慮，避免過大的變形導致P-△效應過大而結構遭到破壞，使得地震作用的效應增加而加大風險[3]。

結構除了要滿足水平方向的抗震、剛度外，還要具備一定的抗扭剛度以及抵抗扭轉震動的能力。一般在計算中不會把地震地面運動扭轉分量考慮在內。但是在結構概念設計中會把結構抗扭轉力以及抵抗扭轉震動力加以重視。

1.4 結構整體性

建筑中的樓蓋對于整個建筑來說也是十分重要的。建筑的樓蓋就好比是水平的隔板，不僅聚集、傳遞著慣性力，而且還要使子結構也可以承載一定的地震作用。特別是豎向的抗側力子結構要是布置的不均勻或者各個抗側子結構的水平變形特征不一時，整個建筑結構就需要依賴樓蓋來使各個抗側力的子結構協同工作[4]。樓蓋體系最為重要的一個作用就是可以提供足夠的平面內的抗力和剛度，同豎向子結構可有效的連接。如果結構空曠，平面狹長或者是凹凸不規則的時，樓蓋開大洞口的時候就更要加強注意了。在設計的過程中不能誤認為，在多遇地震作用計算把樓板平面彈性變形影響考慮以后就能消弱樓蓋體系，這是不能忽視的。因此，建筑結構基礎的整體性尤其是高層建筑以及基礎同上部結構的有效、可靠連接是結構整體性的重要保障。

2 農村抗震建筑結構設計的路徑選擇

農村民居抗震結構設計的路徑應當從場地選擇、結構選型、材料選擇以及結構整體性和控制變形等嚴格把控。

2.1 場地的選擇

對于不同場地的建筑震害不同在建筑選址，應選擇利于抗震的地段，避開危險地段?？拐鹞ｋU地段一般是指容易或者可能發生崩塌、地陷、滑坡等震中烈度為八度及以上的發生地震時可能出現地表錯誤的地方[5]。有利的抗震地帶一般就是選擇開闊平坦而且堅硬密實的硬土場地。像軟弱土、河道、半挖地基等地段都是對建筑抗震不利的地段。

對于建筑地基的設計，在抗震規范中有這樣的規定：第一，建筑地基基礎應該避開危險地帶；第二，對于同一個結構單元的基礎設計禁止設置性質不同的地基。如果沒辦法避開，就應把土層差異運動影響考慮在內，還應該使建筑物基礎通過局部深基礎落在同一個上層；第三，同一個結構單元不可以局部使用天然地基為樁基，可設置沉降縫成 2個單元；第四，如果建筑地基多為液化土或者是地基存在嚴重不均勻的情況，要考慮到地震發生時地基不均勻沉降等問題，因此要加強基礎整體性和剛性。

2.2 建筑結構的選型與結構材料

在設計建筑結構選型的時候，要依據其高度、場地、材料、以及設防烈度等內容考慮，經由實際技術以及經濟條件加以確定。

對于結構材料的選擇，如果僅僅是從抗震角度來考慮，那么建筑結構形式要具備下面幾個條件：建筑結構要具備高延性、結構強度同重力比值較大，正交各向同性、結構構件連接整體性以及延性好，材料強度能得到充分的發揮。在實際進行建筑結構選型時，根據抗震性能的好壞排序：鋼結構—型鋼混凝土—混凝土、剛混合—預應力—裝配式鋼筋混凝土—配筋砌體—砌體結構。

具體來說，鋼結構是最符合抗震材料要求的，從目前地震實例來看，這種結構表現較好，但是缺點是造價和維護費用高；現澆鋼筋混凝土結構的整體性好，而且造價低，抗側移剛度較大，經過好的設計可以確保而結構有好的延性。但是這種材料如果遇到地震時間較長，周期往復水平荷載時，構件的剛度就會因為裂縫開展遞減；預應力混凝土結構在高烈度地區要采取措施提高延性才能采用此種方式；裝配式鋼筋混凝土結構的弱點在于整個結構沒有連續性、整體性?？蚣芄濣c等預制構件連接和接頭強度要低于構件本身，因此，容易形成薄弱環節。同時，預制構件在裝配的時候會產生次應力，因而不適合在高烈度地區使用。但如果可以采用整體裝配式結構那么就可以改善這種情況。

在實際設計之前，一定要對場地以及地基的卓越周期進行了解，結構的剛度要調整好，能夠避開共振周期是最好的。選擇結構體系的時候則要合理選擇基礎形式。對于軟弱地基一定要選樁基或者箱型基礎，高低起伏不均勻的巖層選擇樁基。對建筑結構進行布置的時候要基于以下幾個原則：第一，平面的布置要對稱；第二，豎向的布置要均勻，盡可能保證豎向強度和剛度變化均勻，使得房屋的中心得以降低。

2.3 加強結構整體性與控制結構變形

如果發生地震，在地震影響下，結構整體性是保證各部件在這種情況下協調工作的重要條件。若缺乏整體性，整個建筑結構就將會變為機動構架倒塌[6]。結構構件間的連接一般要符合這些要求：保證節點的強度、延性，要強于構件；預埋件的錨固破壞不能先于連接件；而裝配式結構構件的連接要保證結構的整體性。

對于結構構件的抗震要求，砌體結構要根據規定采用配筋砌體；混凝土結構要合理選擇尺寸、配置縱向受力鋼筋，避免剪切破壞先于強剪弱彎；鋼結構構件要避免局部或整體失穩。

3 實施步驟

（1） 在農村地區推廣建筑民居建設圖集。對于經濟條件不同的不同地區進行結構類型的選擇，需要以當地人們經濟情況來定，給予當地居民經濟上可以接受的抗震技術指導建議。對編制地區性房屋建筑的抗震技術標準以及構造圖集應以直觀、易懂的方式來指導。在實際的推廣的時候還應該做好圖集的分類，不僅要考慮到是否可以就地取材、房屋主人的經濟能力，當地的地形和氣候等，還要考慮到當地的文化背景、人們的生活習慣、人口的結構等等，然后實現圖集和農戶的互動關系。在確定家庭的需求以及結構選擇元素以后，在統一框架下，實現自主性需求，然后通過互聯網技術來實現實時互動圖集推廣。

（2建造全過程嚴格把關。選址這關是要嚴格把控的。實現統一規劃選址，分棟分戶自檢，嚴格根據建筑程序進行審批，選址的時候要避免選擇泥石流、風景區、地下采空區、風口、山洪以及高壓輸電線路等這種危險地段。同時還要滿足基本的水源和交通等便于群眾生產和生活條件。施工時也要做好嚴控，施工企業以及工匠應當選擇有資質的，杜絕使用無證施工單位和工匠，做好施工安全的管理。嚴格把控工程的質量，聘請專業人員來對房屋進行監督?；蛘呖梢酝ㄟ^組成由組織技術人員和村干部的監督小組對建設的房屋進行監理。做好材料選擇的監督，建造房屋選擇的建筑材料要符合國家的標準，對于無法滿足條件的材料禁止施工現場使用的。

（3）加強農村居民的宣傳引導。從實際來看，農村地區防震知識缺乏，對建筑質量認識更是不足。因此，通過靈活科學、有效的宣傳，或者借助媒體來進行宣傳，把農村房屋建筑抗震知識傳播給農村居民，把農民安全民居的建設變為保護人身、財產安全的行動，提升農村居民的抗震防災意識。

另外，可以通過地震安全示范工程的建立，依托舊村改造等建設項目，對房屋選擇抗震設防要求、施工管理等提供技術指導，使得抗震技術的成果能夠在農村得到推廣，發揮其示范作用。

（4）做好監督管理工作，保證農村房屋抗震性能的提升。將抗震設防納入到工程審查直至驗收等環節是必要的，因此要做好監督管理工作，確保農村房屋建筑抗震設防的質量能夠有所保證。不僅要給予房屋建造監管和技術指導，還要針對地震發生風險比較大的農村地區推廣采取構造柱、配筋砂漿帶、加設剪刀撐等抗震加固措施的宣傳。

4 結論

社會經濟發展不斷發展，鄉鎮建設也越來越快，農村民居結構也從單層土坯或土木結構改為砌體結構或框架結構；而且，房屋的體量和自重也在增加，這就意味著房屋要有更高的抗震要求，然而因為缺乏沒有專業的技術指導，大多數農村建筑基本都沒有規范設計下建成，留下諸多安全隱患。因此，提升農村房屋建筑抗震結構設計是保障人們人生、財產安全的一個重要保障。本文通過抗震結構設計基本原則的闡述對農村民居抗震結構設計的路徑和實施提供了建議，認為應當做好選址、監管、抗震知識宣傳等工作，提升農村民居抗震性。

[1]王豐.建筑工程抗震結構設計[J].城市建設理論研究(電子版),2017(05):115.

[2]李國強.抗震結構設計問題探討[J].建材與裝飾,2017(01):84-85.

[3]曾團銘.人防結構設計與抗震結構設計的比較研究[J].建材與裝飾,2016(42):72-73.

[4]李玉宏.芻議建筑結構設計中的抗震設計[J].建材與裝飾,2015(49):110-111.

[5]姜桂榮.淺析高層建筑抗震結構設計現狀與優化方法[J].科技經濟市場,2015(06):208.

[6]杜玉昆.關于建筑抗震結構設計的相關研究[J].江西建材,2014(14):9+8.