工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計分析

馬毅 馬良

摘要：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是房屋設(shè)計中的關(guān)鍵內(nèi)容，如果設(shè)計不當(dāng)將會嚴(yán)重影響房屋的安全、質(zhì)量和使用壽命。所以，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮抗震技術(shù)的應(yīng)用，在各個環(huán)節(jié)體現(xiàn)出來，涵蓋梁、柱、墻體和地基等，房屋整體抗震質(zhì)量提升了，承受能力才會增強(qiáng)。在設(shè)計工民建結(jié)構(gòu)時，要著重考慮抗震設(shè)計，嚴(yán)格的遵守相關(guān)的抗震標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計出最為科學(xué)有效地抗震結(jié)構(gòu)，使得工民建筑的質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞：工民建;抗震設(shè)計;結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震的影響因素

（一）建筑抗震場地

建筑抗震場地對于建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力具有重要影響，是抗震設(shè)計的影響因素之一。地震具有不同程度的破壞性，在地震發(fā)生時，地表位置會產(chǎn)生變化，若是建筑場地選擇在土層較軟、土質(zhì)疏松的地段，建筑結(jié)構(gòu)會被嚴(yán)重破壞，造成不可估量的損失。

（二）建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系是與建筑物整體安全相聯(lián)系的。一方面，抗震設(shè)計要慎重處理整體和局部的關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)要有一定的余度，不能因為個體建筑而影響整體的效果，當(dāng)建筑物的局部被破壞時，需要保證建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能不受影響。另一方面，建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計的過程中，要保證建筑結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度和剛度的均衡。如果剛度和強(qiáng)度分配不合理，個別的建筑結(jié)構(gòu)部件剛度達(dá)不到要求，對于建筑物區(qū)域有影響時，就會嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。因此，必須注意建筑結(jié)構(gòu)體系在抗震中的設(shè)計。

二、建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計分析

（一）建筑物設(shè)計避免不規(guī)則

有些建筑物為突出美觀，往往在設(shè)計上追求標(biāo)新立異，但這往往會影響到建筑物受力不一，從而留下安全隱患。這是因為建筑物的外形不對稱，造型不規(guī)則，那么形心質(zhì)心偏心的尺度就會變大，從而造成的抗震能力減弱。這要求建筑物在進(jìn)行設(shè)計時，要以實用為主，不應(yīng)當(dāng)過分的追求造型奇特。

（二）保證強(qiáng)度和剛度的均勻設(shè)計

目前高層建筑最為普遍，這也增大了地震當(dāng)中造成破壞的程度。所以要對高層建筑進(jìn)行均勻剛度與強(qiáng)度的設(shè)計，以平衡各層之間的關(guān)系。例如薄弱樓層往往成為地震力破壞的集中區(qū)域，薄弱樓層一旦發(fā)生破壞，就會導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，依次殃及各個樓層發(fā)生損壞。

（三）采用強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計

框架前面已經(jīng)提到過，強(qiáng)梁弱柱往往不利于抗震，所以在建筑物的設(shè)計過程中要采取強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計方式。這里主要應(yīng)用的原理是在強(qiáng)地震力的作用下，如果框架柱發(fā)生損壞，梁的作用也就無法彰顯，通過強(qiáng)梁弱柱的設(shè)計，即使梁發(fā)生損壞，那么通過柱的支撐作用可以抵消一部分地震力，從而增加抗震的防線，起到增強(qiáng)抗震能力的作用。

（四）設(shè)置抗震多到防線

地震發(fā)生的規(guī)律在目前的技術(shù)水平下，很難準(zhǔn)確的掌握，所以地震力的不規(guī)則性、復(fù)雜性、不確定性加大了對建筑物抗震能力的考驗。在對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計中，應(yīng)該增加多道抗震防線，以來降低地震對建筑物的破壞程度。這是一種概念設(shè)計觀念，通過這種設(shè)計方式，可以將因地震造成的損失降到最低。

（五）采用優(yōu)質(zhì)建筑材料

很多在地震中破壞嚴(yán)重的建筑物在很大程度上是因為存在“豆腐渣”工程，這種偷工減料的建筑物很難經(jīng)受住地震的考驗。所以在建筑物的設(shè)計中，首先要選用優(yōu)質(zhì)的建筑材料，其次要選用合適的建筑材料。如耗能構(gòu)件的選用，以保證建筑物在遭受破壞后不至于坍塌;還有輕質(zhì)材料的選用，在房屋的隔離墻等一些不用受力的建筑時可以應(yīng)用，因為材料越輕，地震力的作用也就越小。

三、提高工民建筑工程抗震設(shè)計質(zhì)量的有效措施

（三）選擇恰當(dāng)?shù)慕ㄖ龅?/p>

通過對我國相關(guān)的防震減災(zāi)法進(jìn)行分析后，了解到要對可能會發(fā)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害的、重大的建筑工程來說，要注重對其進(jìn)行地震的安全性評價工作。在對其進(jìn)行評價后，要嚴(yán)格的按照地震安全性評價結(jié)果，設(shè)置抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)要求，然后來進(jìn)行抗震設(shè)防工作。其設(shè)防分類主要分為甲、乙、丙、丁四大類，其中，甲類是最重要的，其主要指的是重大的建筑工程且容易發(fā)生次生災(zāi)害的建筑。因此，在對建筑物場地進(jìn)行設(shè)計時，要選擇合適的、能夠有效降低地震帶來影響的地理位置，盡量防止在容易給建筑物帶來不利影響的區(qū)域進(jìn)行建設(shè)。特別是對于地基比較軟弱、能夠液化的建設(shè)場地來說，由于地震受到建設(shè)場地產(chǎn)生的液化作用，會降低地基能力，進(jìn)而容易導(dǎo)致建筑物輕則發(fā)生傾斜、重則倒塌的情況。除此之外，還要對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行安全規(guī)劃，防止地震產(chǎn)生的次生災(zāi)害會局限于某個區(qū)域。

（二）選擇科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)形式

在進(jìn)行建筑時，要選擇科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)形式。一般而言，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有很好的柔性、變形能力、很高的承載能力以及較強(qiáng)的抗震能力，所以要嚴(yán)格的依據(jù)建筑物自身的功能、抗震要求，來確定建筑結(jié)構(gòu)方案。另外，建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇，特別是對于高層建筑設(shè)計來說，要對建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移度進(jìn)行著重的考慮。除此之外，隨著房屋建筑層數(shù)的不斷增加，結(jié)構(gòu)受到地震作用和荷載作用所出現(xiàn)的水平位移也會不斷的增大，進(jìn)而建筑結(jié)構(gòu)所需的的抗側(cè)移剛度也會逐漸增大。建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)件、受力特點(diǎn)和組成方式的不同，會導(dǎo)致抗側(cè)移剛度也發(fā)生變化。

（二）提高抗震設(shè)計的質(zhì)量

眾所周知，地震產(chǎn)生的破壞力非常大，所以對工民建筑進(jìn)行抗震設(shè)計是十分有必要的。目前，我國建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計水平不夠高，建筑建設(shè)方案不夠合理，結(jié)構(gòu)方案也不夠合理，進(jìn)而增加了建筑工程的成本費(fèi)用、提高了建筑物的重量，并加劇了地震給建筑物產(chǎn)生的危害。所以，為了保證工民建筑設(shè)計的合理性，要遵循準(zhǔn)確、科學(xué)的抗震理論，堅持合理的設(shè)計原則，最終顯著的提高建筑結(jié)構(gòu)自身的安全性和可靠性。例如設(shè)計原則主要對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、剛度、耗能力以及延性進(jìn)行考慮，要具有足夠的承載力、很強(qiáng)的剛度以及延性能力。

四、結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是一項非常系統(tǒng)的工程，需要從整體來把握。從目前來看，抗震設(shè)計是評價一座建筑物質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，是檢驗建筑物質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。正因為如此，更加準(zhǔn)確、合理地采用各種不同的抗震設(shè)計思路和方法，才有利于很好地提升建筑物的質(zhì)量。

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（作者單位：大連市建筑設(shè)計研究院有限公司）