刍议工民建结构中抗震结构优化设计策略

2017-03-09朱宇

环球市场 2017年33期

朱宇

中国瑞林工程技术有限公司

一、工民建结构抗震设计的概念

在工民建建设过程中，结构抗震设计是一种基本的设计方法和设计思想，这种设计是在进行工民建设计及进行内部细致构造研究的一系列过程，这个过程通常都是通过地震对某些建筑的摧毁，结合长期的探索和在建筑工程实践中得来的一个探索结果。

同时，从自然灾害角度讲，地震具有一定的随机性和不确定性，地震发生的范围也是不可精确的。因此，要想很精准的找到或者预测某一建筑可能遭遇的地震摧毁，就目前的科技水平还很难做到。只有在进行工民建的结构抗震设计中加强建筑结构的牢固性，只有在总结经验的基础上根据现实情况进行摸索，设计出更有效的设计方法，才能更好地提升工民建建筑结构的抗震性。

二、工民建结构中的抗震设计方法

1、以建筑规划和场地为依据

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。

2、以结构中的基本构造为依据

以钢筋混凝土框架作为建筑主要的结构时，那么对工民建结构进行设计时，就需充分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。通常，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。

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。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。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、工民建结构中抗震设计的优化策略

1、在基础设计以及选址方面优先考虑防震

通常，建筑自身的抗震能力与场地的选择有着不可分割的联系，而通过大量的实践分析和综合试验，也可以从中发现在不同的场地之内同样的建筑设计形式，其抗震性和建筑实际的破损程度有着巨大的差别。所以，应当尽可能的选择平原地带进行施工建设，选择没有断层交汇或者是断层通过的地带，这样可以保证最佳的房屋建筑结构抗震性，不能够在泥石流容易出现的路段或者是断层活动较为频繁的地带选择施工场地。合理的把控基础设计当中的每一个细小的环节，增强设计的规范性和原则性。

2、优化结构的延性抗震能力

目前对于我国来说，现有的绝大多数工民建筑中的结构都是钢筋混凝土结构，虽然钢筋混凝土结构具有优秀的抗震性能，但是如果设计的不合理，钢筋混凝土结构在地震的作用下就会造成巨大的破坏。所以，通过一些抗震的措施来保证结构具有抗震所需的延性抗震能力十分重要，这种做法也是是为了在大强度的地震中保证工民建筑物体的结构不被改变和破坏，从而实现工民建筑抗震设计这一目标，使工民建筑结构的完整与安全得到有效地保障，目前工民建筑行业采用较为普遍的抗震措施主要包括强剪弱弯和强柱弱梁两种。

3、选择合理的抗震结构体系

1)应有多道抗震防线。多道抗震防线，是指在地震作用下，一个抗震结构体系中的一部分延性好的构件最大限度发挥其耗散、吸收地震能量的作用，首先达到屈服，起到第一道抗震防线的作用，其它构件则在其后依次屈服，从而形成第二、第三或更多道抗震防线。所以，结构设计须考虑设置多道抗震防线。

2)应具备良好的耗能、变形能力和必要的强度。一个没有足够延性，只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系，在地震时很容易遭到破坏。但如果其抗侧力强度不高，而有较大的延性，在地震作用不大情况下，建筑结构就不会受到破坏，只会产生较大的变形。如果抗震墙设置在框架中，就可增加其抗剪力强度；如果届边约束构件加在砌体结构上，能提高其变形能力。这样就增大了两种结构的抗震潜力。

3)结构刚度和强度分布须合理。如结构刚度和强度分布不合理，会产生塑性变形集中或过大的应力，结构就会突变或其局部受到削弱而形成薄弱部位。对结构上可能出现的薄弱部位，应采取相应措施提升其抗震能力。在强烈地震下，强度安全储备在结构上并不存在，而判断结构薄弱层的基础就在于构件的实际强度分布。

4、正确选择抗震建筑平面及立面

1)建筑形态应简洁且平立面布置适宜。对于体型简洁规则的建筑，其受力性能的确定较为简单，同时对其在地震过程中的内力及反应也能够进行准确的分析。针对体型与平面都不规则的建筑来说，其立面高低不同，所以建筑物的刚度与强度在地震发生时极容易产生突变，出现薄弱位置，而薄弱位置的产生在地震发生时易产生极大的危害。

2)建筑质量与刚度变化均匀。在建筑质量与刚度方面，其竖向的分布一般是不均匀的。所以，在进行建筑结构抗震设计时应对竖向分布进行严格的监督，并采取相应的构造方式。

3)防震缝的设置。根据建筑的不同类型、体型及不同的结构体系应采取适当的防震缝设置。针对建筑体型较为复杂的情况，若选择不设置防震缝，则应采用对其进行实际结构计算模型的抗震分析方法，对建筑物的局部应力及集中形变进行合理估算，并对其薄弱部位进行相应的防震设计。对于设置防震缝的建筑，应将其以结构单元形式进行划分，并根据场地的性质、房屋的类型预留相应的宽度。