工民建结构抗震问题分析

陈庆维

摘 要：工民建结构抗震一直是建筑工程设计中的重要课题。地震对于建筑结构会造成十分严重的影响，一旦有地震发生，建筑结构内部会出现非常大的应力和变形，当这种应力和变形超过了材料构件的极限值，就会有不同程度的破坏情况出现，最后导致建筑结构的整体倒塌。 因此，现代建筑特别是工民建结构，必须要做好结构抗震，增加建筑的安全性。

关键词：工民建；结构；抗震性能；措施

地震是一种常见的自然灾害。强烈地震常常会危害社会经济发展、人类生存安全和社会稳定。由以往的经验可知，防御和减轻地震灾害的最有效、最根本措施是做好抗震设计。然而，我国工民建的抗震设计还不够完善，防御和减轻地震灾害是我国一项长期而艰巨的任务。当前，在建筑结构设计过程中，考虑抗震要求，严格遵守抗震规范，已经成为特别重要的环节，因为它关系着人民群众的生命财产安全。只有深入了解建筑结构的设计要点，熟悉抗震设计要求，采用合理的结构形式，切实提高设计质量，才能保证建筑结构设计抗震要求，保证建筑的质量和安全。

一、工民建结构抗震性能产生影响的因素

1、 地基因素。对于工民建工程来说，如果地基选址不当，则会对其抗震能力产生直接影响。比如地基如果选在软弱冲积土层比较厚的场地，就会大大增强建筑的破坏率，因为地基土液化会导致地基发生不均匀沉降，直接影响到上部结构的稳定性，严重的可能会导致建筑整体倾斜。所以工民建工程最好选在密实均匀的硬土场地，或者开阔平坦地带的坚硬土场地，不得跨在两类土壤上，并且尽量与河岸保持较远距离，尤其是要避开抗震危险地段，比如断层、滑坡等。

2、 材料及结构体系的影响。在工民建工程抗震设计中要注意材料的选择及结构体系的合理性，建筑结构不同，其抗震设计的重点也不同。比如填墙框架的房屋结构，这种结构最大的特点就是钢筋混凝土框架结构的平面内柱上端会遭剪切破坏，并且窗下墙会对窗洞处的外墙框架产生约束作用，发生短柱型、剪切型破坏；对于底框结构的房屋而言，如果底层刚度不足则会产生严重破坏；房屋结构选择填墙框架体系，如果底层设计为敞开式框架，并且未砌砖墙，则对底层的破坏也会很严重。

3、建筑体的高度因素。根据我国相关技术规程的相关规定，在设防烈度及结构形式特定的情况下，钢筋混凝土工民建工程的高度是有一定范围要求的。受到地震力的作用后，工民建工程的形态受到破坏，变化也非常大。因为建筑体高度越高，一些参数就越会超出规范中要求的适宜范围，包括安全指标、延性要求、材料性能、力学模型的选择等等，这些因素发生质变后会导致工民建的抗震性能大幅下降。

4、 抗震设防烈度。现阶段我国的抗震设防标准相对较低，中震与设计基准期内超越概率10%的地震烈度相等；并且在保证建筑抗震延性要求方面，相关参数要求也不够严格，比如配筋率、轴压比、梁柱承载力匹配等等。随着社会经济的不断发展，由于结构失效而导致的经济损失也越来越大，而在整个建筑项目投资中结构造价所占的比例越来越低。所以建议在设防烈度下可以采用弹性设计结构，并且也要对相关规范中提出的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则重新进行修订。

二、加强建筑工程抗震措施

1、 选址要科学合理。《中华人民共和国防震减灾法》规定，必须对有可能发生严重次生灾害和重大的建设工程进行地震安全性评价，并根据地震安全性评价的结果，确定抗震设防的要求，进行抗震设防，设防分类如表1所示。新设计建筑物时，要选择对抗震有利的地段，避开对建筑不利的地段，不应在危险地段建造各类工业与民用建筑。尤其是软弱地基或可液化的场地，地震对场地的液化作用会导致地基失效，建筑物倾斜而易于倒塌。此外，必须重视社会经济系统的安全，规划时应注意避免导致地震次生灾害或使次生灾害限于局部。

2、 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、钢一混凝土组合结构、钢结构。地区不同以及设防烈度不同都是影响结构形式选择的因素。一般来说钢筋混凝土结构的抗震能力较强，主要是因为其本身的柔性较好，钢筋混凝土结构的建筑物变形能力好，承载能力高。应根据建筑的功能要求和抗震要求选择合理的结构方案。在选择结构体系时，结构的侧移度也是要考虑的重要因素，尤其是高层建筑的设计。高层房屋高度的增加，会使得结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移不断增大，这就要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。对于不同的钢筋混凝土结构体系，构件及其组成方式和受力特点的不同，在抗侧移刚度方面有很大差别，他们各自的合理使用高度也不同。

3、 切实提高设计质量。由于地震的危害性非常大，因此对建筑物进行抗震设计非常重要。目前我国建筑结构设计水平相对比较低，许多建筑所采用的建筑方案并不合理，导致无法合理布置结构方案，增加了施工的成本及建筑物自身的重量，加大了地震作用的危害。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。其原则主要包括：结构构件的承载能力要足够大；为了减小地震作用下结构的扭转和位移，结构应具有足够大的刚度；结构还应具有足够大的延性和耗能能力。延性大，说明塑性变形能力强，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。

三、建筑抗震体系结构的发展展望

从我国几次的地震的经历中可以发现，传统的通過加强材料质量，或者加固地震薄弱区与地震硬抗的设计理念已经不能抵抗震级大的地震，所以应该转化设计理念，采用柔性抗震设计方法。所谓的柔性抗震方法，就是充分利用建筑物内部的结构力量来和地震产生的震力相互抵消，或者疏导地震产生的震力，这样来降低地震对建筑物的破坏性。在将来的工民建结构设计中应该多多采用这种柔性抗震方法。

结束语：由于建筑物的抗震问题关系到人类生命财产安全的重要问题，因此，我们在对建筑物进行结构设计时，必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置，并采取适当的措施，尽量避免地震对建筑物的损坏。目前的技术水平对未来发生地震的地点、时间和大小还无法进行准确的预报，人们对地震作用的特性和地震破坏机理的认识还很不够，加强建筑物的抗震设防问题很有必要。综合运用抗震原则，以提高承载力、刚度和延性为主导目标，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，从设计上确保建筑结构在地震作用下的安全性，为保障人民的生命及财产作出应有贡献。

参考文献：

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[3]张敬书，潘宝玉.现行抗震加固方法及发展趋势[J].