建筑结构设计中考虑工民建特点与抗震性能的研究

建筑结构设计中考虑工民建特点与抗震性能的研究

徐亚明

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摘要：近些年来，我国的城市化进程不断加快，城市人口数量也在不断增加，城市建设速度逐渐加快，使得人们对建筑质量要求也越来越高。建筑工程项目是我国社会经济发展的重要组成部分，对国家的经济发展和社会稳定有着重要作用。因此，为了保证我国建筑工程项目的质量，就需要在进行建筑结构设计时充分考虑工民建的特点与抗震性能，将这两者有效结合起来，从而有效提高我国工民建项目的质量和安全性。

关键词：工民建结构；抗震性能；框架结构；

引言

在工民建设计中，设计人员要想达到预期的工程目标，就必须充分地了解工民建的特点，将其特点与工程目标相结合，对设计方案进行综合的分析和研究，从而提升工程建设的质量。在我国社会经济高速发展的今天，人们对于生活环境的要求也越来越高，因此为了满足人们对生活环境的需求，在工民建设计中必须充分考虑到建筑结构的特点，从而提升建筑结构在地震发生时的抗震性能。对于建筑结构来说，其结构体系较为复杂，对于建筑物而言，在地震发生时会产生较大程度的破坏。因此在实际建设过程中必须保证建筑结构具有较强的抗震性能。

一、工民建结构的特点

1.1 工民建结构的特点分析

1.1.1 结构形式

结构形式是指建筑物的组成单元，根据其建筑的用途、使用功能等的不同，可以把它分为三类：独立基础：这种基础在平面上可以自由布置，是建筑结构中最简单的基础。条形基础：这种基础平面上只能布置两排或两排以上的钢筋混凝土柱，柱间距不等，一般为1—3m，是应用最广的基础。板柱基础：这种基础是由两排或两排以上钢筋混凝土梁、柱组成一个单元，由这些单元组成的整体称为板柱结构。这种结构既可单独使用，也可与其他形式的结构结合使用。工民建结构是由钢筋混凝土构件（梁、板、柱）及这些构件间的连接和支撑组成的结构。

1.1.2 结构施工

工民建结构施工需要大量的模板、脚手架等，所以，工民建结构施工机械化程度不高。工民建结构施工现场大部分是露天的，而且多数情况下需要在露天堆放大量的材料和构件。在这种情况下，对施工机械的可靠性、安全性要求较高。工民建结构施工受自然条件影响大，且对工期、材料、安全、环保等方面的要求较高。工民建结构施工对专业技术要求高，工程质量不易控制。工民建结构施工工期长、劳动强度大，安全风险较高。工民建结构施工易受自然灾害影响，如地震、洪水等。

1.1.3 结构维护

工民建结构的维护一般有两种方式：定期维护。定期维护的目的是使结构能够正常使用，使结构的承载力保持在一个较高水平上。而不定期维护，则是为了使结构在使用过程中，即使发生了轻微的损坏，也能满足正常使用的要求。一般情况下，工民建结构不需要经常维护。当然，由于使用条件的不同，对结构的要求也不一样。工民建结构是一个既有刚度又有强度的组合体，其破坏方式是多方面、多层次的。因此，对工民建结构进行合理有效地加固和改造是十分重要的。为了保证工民建结构在正常使用状态下的安全可靠，在设计时必须充分考虑可能发生的各种破坏形式。

二、建筑结构设计中的抗震性能要求

2.1 抗震性能的指标

抗震性能是指建筑结构在遭受地震动荷载作用下，结构构件能否保持正常工作的能力。抗震性能包括三方面的含义：指建筑物在遭受地震作用时，其结构构件和整体是否保持正常工作；指建筑物在遭受地震作用时，是否能够保证人员的安全；指建筑物在遭受地震作用时，其是否有足够的能力来抵抗这种破坏。抗震性能指标可以分为三个等级：一级是最基本的安全标准，任何建筑如果达到一级的抗震性能要求，那么在地震发生时，它可以维持结构的完整性，确保没有倒塌或者倾覆的风险。在这个级别上，建筑结构必须能够承受住地震产生的巨大力量，并在地震结束后迅速恢复功能。二级则意味着在更高的强度下，建筑物仍需具备一定的抵抗力。虽然与一级相比，二级建筑可能需要更多的加固措施来维持其完整性，但它们仍然能够在较强的地震作用下保持正常运作，防止结构性损伤和倒塌。三级等级则更为严格，它要求建筑物在面对极端地震事件时表现出极高的坚韧性和恢复力。这样的建筑物能够在地震之后快速修复，并且几乎不会对周边环境造成显著影响。然而，由于这类建筑物通常成本较高，因此仅适用于特殊用途或具有重要社会价值的建筑。

2.2 抗震设计的基本原则

建筑抗震设防的基本目标：提高建筑结构的抗震能力，减轻地震灾害，减少人员伤亡和经济损失。尽可能地避免或减少震害，减轻震害损失必须进行抗震设防。具有足够的刚度和强度，保证在各种不同的地震作用下，不发生严重破坏或倒塌；具有合理的布局和正确的结构体系，以使结构中各种构件在地震作用下不会发生严重破坏或倒塌；具有合理的刚度和强度分布，使结构各部位刚度和强度设计值相互匹配；具有良好的传力路线和受力状态，使各结构部位具有可靠地连接；具有必要的设施和储备能力。

三、工民建结构抗震性能的改进措施

3.1 结构形式的改进

在框架结构中，通过改变柱的截面，增加柱距或采用大直径柱等方法来提高柱的抗震能力。采用多道防线的抗震设计方法，即在地震作用下，尽可能多地消耗地震能量，保证建筑物各构件在不同地震作用下都能达到最大强度。增加结构的刚度。房屋建筑结构刚度不够，将降低结构抵抗地震力的能力。采用大震不倒的设计方法，即在设计时根据设防烈度和场地条件，尽量避免建筑物在高度和层数上的较大差别。采用消能减震技术、隔震技术及设置防震缝等措施来改善建筑物的抗震性能。利用消能减震技术、隔震技术来减少地震造成的损失。

3.2 结构连接的改进

地震对结构的破坏主要是由连接破坏造成的，因此，必须改进连接方式，采用高强度螺栓、焊接、套筒灌浆等方法，使连接可靠，以提高结构的抗震性能。在一些重要节点处应采用刚性节点，并使节点具备足够的刚度和强度。在连接处设置销子，当梁与柱节点发生相对位移时，销子能使柱顶的摩擦力传递给梁，同时使梁端与柱相连的截面产生较大的拉应力。抗震结构设计中应使柱子在纵向上有足够的承载力，可以采用短柱或柱间支撑来提高结构的延性。在一些重要位置采用高强度螺栓或套筒灌浆连接等方法来解决柱端与梁之间的连接问题。

3.3 结构抗震设防的改进

调整结构体系的抗震设防目标，在小震不坏的前提下，适当提高结构的抗震能力，以减轻结构的损坏程度。提高结构的延性抗震设计。根据地震作用下结构损伤的情况，适当调整结构延性系数，使之在较大水平地震作用下保持一定程度的韧性。合理设计剪力墙和框架柱等强结构体系。为增强结构的整体性和提高抗震性能，在高层建筑中可以增加剪力墙或框架柱来提高其抗倒塌能力。加强对关键部位构件的抗震性能设计，如在大震时能发挥延性变形能力的重要部位，如柱、墙、梁、板等构件，这些部位往往是易损构件，对抗震特别重要。

四、结语

随着经济的快速发展，我国建筑行业发展速度也在不断地加快，工程建设项目逐渐增多。在当前建筑结构设计中，应该充分考虑到工民建的特点与抗震性能，在设计过程中充分地考虑到这两点，这样才能够更好的确保工民建建设质量，促进建筑行业健康可持续发展。

参考文献

• [1]我国工民建结构抗震模式的发展现状分析[J]. 胡薇.黑龙江科技信息,2011(12)

[2] 工民建结构抗震探索与研究[J]. 胡逢秀；刘春刚.,2010(34)