论工业与民用建筑结构抗震设计的相关研究

【摘 要】 地震作为破坏力最强的自然灾害，其对于人们的生活及建筑物损坏的程度是毁灭性的，为了防止地震对人类生活及建筑物的过度破坏，实现对人类生命及财产安全的保护，建筑工程必须要在结构设计环节中做好抗震设计。近年来，在专家、学者的共同专研和努力下，我国建筑工程结构的抗震设计水平得到了显著提升，这帮助我国建筑工程结构的抗震安全性实现了突破，我国的建筑结构抗震设计水平正在逐步完善。

【关键词】 工业与民用建筑；结构抗震设计；措施

地震对于建筑结构的破坏往往是毁灭性的，因此，进行建筑结构设计之初，人们都会充分考虑其抗震性，尤其是对于处在地震带的城市和地区而言，加强抗震性能的设计就是对业主人身安全的主要保障。我国的建筑历史悠久，历经了几次大的地震灾害，人们越发加强了建筑结构抗震性能的认识。传统的建筑施工抗震措施主要的墙体加固，希望通过稳固的墙体来增强建筑的稳定性，进而降低安全隐患。但就目前的结果来看，效果不是很明显，反而加固墙体会增加建筑施工的成本，随着科学技术的不断完善，一些新型的建筑材料得以出现，高科技的建筑手段也得以应用，这是建筑结构抗震设计的一个重大突破，必将推动建筑事业的蓬勃发展。

一、当前工业与民用建筑结构设计现状分析

抗震度不够。近几年发生的几起大地震造成的损失足以说明我国一些地方的建筑抗震性很差，未达到我国规定的标准。因此保证建筑物的抗震性能是减少地震发生时人员伤亡及财产损失的重要问题。在建筑结构设计中提高抗震设计水平是提高建筑结构设计水平的一个重要方面。目前大多数工程设计施工人员尚未完全掌握隔震减震技术，一些工程采用的设计施工方案不尽合理，可能影响工程质量安全；由于专业配合不到位，建筑水、暖、电等专业设计没有考虑隔震减震技术要求，震后可能产生不必要的非结构性破坏；由于业主、物业公司缺乏相关专业知识，使用管理不当，可能导致隔震减震设施失效带来安全隐患。

关于建筑物的抗震性能设计，我国颁布了《建筑抗震设计规范》，为我国的建筑抗震设计提供了依据。《规范》中规定：“小震（超越概率63%）不坏、中震（超越概率10%）可修、大震（超越概率2%）不倒”。而一些建筑公司领导对建筑物的抗震性能的重视程度不够，导致了公司员工也不重视抗震性，尤其是建筑结构设计人员。有些建筑结构设计人员对抗震设计的认识不透，设计过程中个别忽略抗震性原则，造成了建筑物施工过程仅仅是一个表面工程，而实质是建筑物并不具有真正的抗震性能。这种现象在我国不少地区屡见不鲜。当然我国地域辽阔，各个地区的情况不同，地震几率与地震级别各有不同。不能恪守规则，不了解实际情况进行设计。建筑结构设计者要根据地区的实际状况，选择不同的抗震规范，以免造成不必要的浪费。

二、工民建结构中的抗震设计方法

（一）以结构中的基本构造为依据

通常我们如果以钢筋混凝土框架作为建筑主要的结构，那么对工民建结构进行设计时，就需要充分的考虑影响钢筋混凝土的构建因素，如钢筋截面尺寸大小、最小配筋率等，通过对这些进行充分的计算，从而对抗震性能进行有效的设计。大多数情况下，如果我们选择对房屋高度、楼层以及整个建筑的高度进行限制的构造方法，这种方法一般用于对工民建筑的砖混结构构造的设计。另外，设计工民建筑的横纵墙结构时，通常情况下主要针对钢筋混凝土的构造柱以及防震缝进行设置。随着我国经济的发展，建筑行业的发展也日益迅速，建筑行业中建筑结构抗震设计规范得到不断的完善，例如建筑屋顶的电梯、楼构造的设计等。

（二）以建筑规划和场地为依据

稳定性较强的建筑场地，是在进行工民建筑结构良好的抗震性能设计时需要充分考虑的问题。抗震层的设置是建筑物抗震性能设计优劣的重要因素之一。建筑结构的外部空间进行设计时，要对与相邻楼栋间的距离、建筑物外观、楼栋之间的舒适度以及建筑物的安全性能进行充分的考虑。建筑结构场地进行规划时，主要需要考虑的因素有建筑物结构上部位移特点、位移性能、结构整体移动范围内无障碍物等。因为建筑物的使用年限较长，因此如果出现障碍物，可以在建筑物可移动范围内设置出入口。但是出入口的设置也存在一定的问题，如有时会对人们的生命安全造成威胁，因此，我们可以采取设置门墙或是标志的方式，提高过往人群和车辆的安全。

（三）以建筑结构性能目标为依据

工民结构的抗震设计主要的目的就是在遇到地震时，能够有效的保证建筑物的安全。因此，建筑物结构抗震设计需要考虑的设计标准是遵循建筑区域内可能出现的大地震烈度机构性。抗震性能指标是以建筑物受到地震影响时其内部结构和外部结构不会受到破坏。同时，还要保证建筑结构中没有抗震性能的结构以及建筑物结构的重要基础部位也具有较强的抗震能力。除了对建筑物抗震性能的考虑之外，我们还要充分考虑建筑物的抗风性能。在大风或者台风的影响下，建筑物的结构会发生水平振动从而导致建筑物安全性能的降低，同时还会影响建筑物本身的抗震构造的耐久性。因此，建筑物抗震设计的要求得到满足就需要将建筑结构的性能指标达到制定的标准。

三、提高工民建筑抗震设计质量的措施

（一）合理的选址

在建筑结构抗震水平设计中，合理的选址是最基本的先决条件。为了保证选址的正确、合理性，我国政府部门已经出台了《中华人民共和国减灾抗震法》等法律条文，其中明确规定“对于有可能发生的重大建设性工程以及次生灾害进行严格的地震安全指标评价，按照地震安全评价结果，明确相关建筑物的抗震设防要求，并对其进行分别设防”。建筑结构的设防标准根据其实际质量可分为四个标准，其中：甲类：地震时间或大型建筑工程可能发生的次生建筑类灾害；乙类：地震中不能中断使用功能，且必须要逐步恢复的建筑类型；丙类：除甲、乙两类建筑外的其他普通建筑类型；丁类：抗震级别相对较低的建筑。根据对相关法规的分析，在进行建筑物结构设计时，必须要选择对建筑有利的场地，避免在不利地段建设大型民用建筑，以防止地震破坏隐患的出现。对于一些软基地段，也必须要进行充分的处理，才能够进行合适的建筑设计。另外对于地震可能引起的次生灾害问题，也必须要予以正确的处理，进一步保证选址的正确性。

（二）采用合理的结构形式

目前我国建筑常用结构形式有砖混结构、钢筋混凝土结构、钢筋——混凝土组合结构、钢结构。可根据不同的地区，不同设防烈度选择不同的结构形式。钢筋混凝土本身具有柔性，因而这种结构的建筑物变形能力好，承载能力高，一般来说抗震能力也强。在确定结构方案时，应根据建筑使用功能要求和抗震要求进行合理选择。从抗震角度来说，结构的侧移度是选择结构体系时要考虑的重要因素，特别是对于高层建筑的设计，这一点起控制作用，随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。而不同类型的钢筋混凝土结构体系，由于构件及其组成方式的不同和受力特点的不同，在抗侧移刚度方面有很大差别，他们具有各自不同的合理使用高度。

（三）切实提高设计质量

地震尤其是震级和烈度高地震，危害性非常大，建筑物的抗震性能就显得尤为重要。目前我国抗震设计的目标是“小震不坏，大震不倒”。目前我国建筑结构设计水平还很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，导致结构方案无法合理布置，增加材料用量，带来两个恶果：—是造价升高；二是自重增加，导致地震作用加大，从而布置更多材料。其实，从建筑设计的角度出发，在正确的抗震理论指导下，依据合理的设计原则，同样可提高甚至保证建筑结构的安全可靠性。其原则包括：结构构件应具备足够大的承载能力；结构应具有足够大的刚度以减小地震作用下的扭转和位移；结构应具有足够大的延性和耗能能力，这一点对结构在强震作用下的安全性尤为重要。延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低且有足够塑性变形能力的一种性能。延性大，说明塑性变形能力大，强度或承载力的降低缓慢，从而有足够大的能力吸收和耗散地震能量，避免结构倒塌。综合运用抗震原则，以承载力、刚度和延性为主导目标，多道防线刚柔结合，同时保证结构体型简单，结构受力和传力途径直接，整体结构与结构构件共同作用，如此一来就可以从设计上确保建筑结构在地震作用下的安全性。

四、结语

综上所述，工业与民用建筑工程作为人类工作、学习和生活、生产的基本场所，其对于人类正常生活秩序的重要性是不言而喻的。为了实现对人类生活正常秩序的有效维持，保证人类的生命及财产安全，做好对建筑结构的抗震设计是对建筑设计、施工企业的基本要求。在实际设计过程中，为了能够将抗震设计的功能性最大限度发挥出来，设计人员应多分析此前的抗震设计经验，结合实际建筑的特点，来进行科学的抗震设计，为提升建筑结构的抗震水平打下良好而又坚实的基础。

参考文献：

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