工民建结构设计中的抗震设计

摘要：随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，人们对建筑的要求也更加全面和丰富。除了传统的对于建筑物安全性、实用性和环保性的要求，针对当前我国建筑抗震性较差的现状，对于建筑的抗震性的考量已经成为当前我们判断建筑物整体状况的一个重要的参考标准。抗震设计的理念应该成为建筑过程中不可忽视的一部分理论基础，我们在实践中应该不断吸取以往抗震建筑的经验的同时结合具体的实际情况进行综合的创新和考量，在实际应用的过程中，选择一种最符合实际情况的方法，解决在抗震中存在的问题，达到未雨绸缪，提高建筑物抗震的能力，本文就重点探讨建筑结构设计中的抗震设计。

关键词：工民建；结构设计；抗震设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

引言

城市化的发展中，也在悄然改变着建筑业的发展方向，如今建筑业主要的研究方向就是建筑结构的抗震设计。概念设计是目前的建筑结构抗震设计的主要应用模式，这与发达国家有着巨大的差距，并且设计中还存在诸多不完善的地方，直接影响建筑的抗震效果。所以，在先进的设计理念的引导下，不断进行技术更新，才能稳步推进我国建筑业的发展。

一、建筑结构抗震设计的理论内涵

建筑结构的抗震设计通过地震时对建筑结构的破坏，结合建筑结构工程长期实践所积累的经验，总结形成的一种基本的设计方法与设计思想，也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。由于地震本身具有复杂性、不确定性和不可预测性，单就目前的科学技术发展程度来讲，人们还不能准确预测地震的发生。建筑结构的空间作用、性质、材料，还有周围环境所产生的变化等多种因素混合在一起将直接导致建筑结构的抗震设计的不稳定和不确定性。因此，建筑结构的抗震设计除了要以计算结果为依据外，必要的理论基础和经验总结出的方式方法也是设计的根本支撑，这样才能有效增加建筑结构的抗震效果。

二、工民建结构抗震性能所存在的问题

地震所造成的损害主要来源于地震发生时所产生的地震波，地震波具有较强的穿透力，可以在非常短的时间内，通过土壤、岩层和低级，使建筑物发生外部的裂变和挤压，当结构内部的力量超过了建筑物的承受能力，就会发生建筑物的变形、损坏甚至倒塌。现阶段，工民建的抗震技术主要采用等效斜撑的方法，该方法具有一定的有效性，但是由于其精确度较低，所以在实际的应用的过程中具有一定的局限性。也有些学者企图从非线有限元的角度进行模型的填充，但是施工过程过于复杂，实际效应并不高。在抗震设计的过程中，我们应该对其有理论上的把握。影响建筑物抗震能力主要在于建筑物的刚度，所谓抗震的刚度，按照相关理论的规定，与在按空框架分析的基础上乘以小于1的周期修正系数体现填充墙对结构的刚度贡献，而不去计算填充墙的刚度。周期修正系数与地震作用下混凝土框架的反应密切相关。所以在抗震设计中对于周期修正系数的确定是确定框架填充墙结构是否合理的一个重要的因素。如果我们没有进行精确的计算，那么该范围将直接导致在建筑施工过程中稳定性和抗震性的不精确。另外，对于框架周期系数的合理性，现阶段也存在一定的疑问，并没有十分肯定的理论依据和学界认可。

三、工民建结构中的抗震设计方法

1、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。

2、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。

3、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。

四、实现建筑结构抗震水平设计的措施

1、基础性防震措施应用

基础性防震措施根据建筑的结构的不同位置有着不同的措施：

（1）地基隔震

地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层，以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞，实现对震能的有效吸收和反射作用，减小地震对建筑物的破坏。目前，我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。

（2）基础隔震

基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键，想要降低地震对建筑物的破坏，就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时，为了减小地震对上部结构的破坏，需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层，防止地震力由地基处向上部结构传播，降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。

（3）间层隔震

间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的，间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减，以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上，我国最早使用的抗震措施，具有施工操作简单的优势。

（4）悬挂隔震

悬挂隔震是通过悬挂的方式，将建筑物全部或部分结构脱离地面，从而在地震出现时，降低地面震动与建筑物之间的震力作用。目前，此种抗震措施多用于大型钢结构建筑当中，收到了较为不错的抗震效果。

2、机敏减震支撑体系

机敏减震支撑体系是集成现代科技技术的防震系统，其利用活塞运动的原理，对建筑结构进行设计。在地震灾害发生时，保证建筑结构中的内、外能够通过不断的滑动来消减地震的破坏力，减轻震力破坏和消耗地震作用力的传导。目前，这项技术还在不断的研究和完善当中，相信其很快就能够实现有效的应用，为建筑抗震设计水平的提升做出贡献。

3、效能减震技术应用

效能减震是实现对地震所产生动能的消耗，来减轻地震能的传导大小，从而降低其对建筑物的破坏程度。目前，在此技术方面一般采用消能器和阻尼器，两种器械都能够实现地震能量的有效消耗和吸收，减小震力对建筑主体的破坏，以达到对建筑主体结构安全、稳性定的保护。目前，效能减震技术在我国建筑防震设计中得到了有效的应用，其在新建筑的防震设计和旧建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

结束语

综上所述，工民建筑的抗震设计是判断整个建筑质量的重要依据，也是保证人们安全生活的重要保障，甚至可以在一定程度上，对于整个社会的稳定都具有一定的影响。所以在抗震设计的过程中，首先我们应该认识到抗震意识应该成为建筑设计的重要理念之一，并且在设计的过程中，对于该理念进行严格的执行和操控。