基于抗震理念的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

尹 海 峰

(介休市建筑設(shè)計院，山西 介休　032000)

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基于抗震理念的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

尹 海 峰

(介休市建筑設(shè)計院，山西 介休032000)

介紹了民用建筑磚木結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，基于抗震理念的設(shè)計目標(biāo)，從整體設(shè)計與局部設(shè)計兩個角度，探討了提高民房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震能力的方法，從而保證居民的人身財產(chǎn)安全。

民用建筑，抗震理念，結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)形式

地震災(zāi)害能夠?qū)е潞車?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。而造成人員傷亡的主要原因就在于建筑物的倒塌。地震本身導(dǎo)致人傷亡的可能性很小，而建筑物的坍塌才是致命的原因。這一點(diǎn)在我國近年來發(fā)生的重大地震災(zāi)害中都能夠看出。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層住宅樓及建筑物現(xiàn)在已經(jīng)隨處可見了。如果這些建筑的抗震能力不強(qiáng)的話，一旦發(fā)生強(qiáng)烈的地震災(zāi)害，后果不堪設(shè)想。這也是在當(dāng)前的建筑工程施工中如此強(qiáng)調(diào)抗震理念應(yīng)用的重要原因。

1　抗震理念應(yīng)用的目標(biāo)

我國對于建筑工程的抗震設(shè)計具體要求是做到發(fā)生小型地震災(zāi)害時不會被破壞，中型地震災(zāi)害時能夠進(jìn)行修補(bǔ)，大型地震災(zāi)害時不倒塌。也就是說，在發(fā)生震感較小、地震強(qiáng)度小的地震災(zāi)害時，建筑物能夠不被損壞，還能夠滿足正常的工作和生活需要。在地震強(qiáng)度較大、震感強(qiáng)時，建筑物可能會出現(xiàn)一些破壞，但這些破壞都是能夠修補(bǔ)的，修補(bǔ)之后還能夠繼續(xù)進(jìn)行使用，也就是說建筑物是可修復(fù)的。而當(dāng)發(fā)生震級很大、強(qiáng)度非常高的地震時，很顯然地震災(zāi)害的強(qiáng)度是大于建筑物的抗震設(shè)計的，這時候建筑物雖然會被破壞，但還不致于坍塌，不會殃及到生命的安全。

2　民用建筑的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)

為了保證建筑和人們的安全，在建筑工程的設(shè)計中，抗震理念逐漸得到了越來越廣泛的應(yīng)用?？拐鹄砟畹膽?yīng)用就是在對建筑工程進(jìn)行設(shè)計時，要結(jié)合建筑自身的重量和可能會受到的地震的影響等多方面來設(shè)計。相對來說，在建筑的結(jié)構(gòu)方面也與以往的不同。抗震設(shè)計可以應(yīng)用的材料多種多樣，合理的材料應(yīng)用和結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠讓建筑的結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，進(jìn)而能夠有抗震的作用。在民用建筑中，最常見的結(jié)構(gòu)形式有磚木、框架、鋼、砌體等。

2.1磚木結(jié)構(gòu)

磚木結(jié)構(gòu)是民用建筑中最常見、也是最傳統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)形式，磚木也是最常見的材料。木材是支撐建筑的，而磚則是用來堆砌承重墻的。磚木結(jié)構(gòu)由于其取材比較方便，而且價格相對來說比較低，應(yīng)用特別廣泛。但缺點(diǎn)是磚木結(jié)構(gòu)并不能表現(xiàn)出現(xiàn)代的工藝技術(shù)水平。磚木結(jié)構(gòu)的建筑物通常都比較矮，大多是平房中使用的較多。一旦發(fā)生地震災(zāi)害，磚木結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)比較低，很容易出現(xiàn)倒塌的情況，造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。磚木結(jié)構(gòu)在現(xiàn)在的農(nóng)村中應(yīng)用的比較多。因?yàn)檫@種磚木結(jié)構(gòu)的房屋在施工上來說比較簡單，所需要的材料也比較常見，相應(yīng)的施工費(fèi)用也不高，但這種磚木結(jié)構(gòu)的房屋，在抗震設(shè)計上不強(qiáng)，墻體之間的連接并不緊密，由此致使房屋的抗震性能不足，在發(fā)生地震災(zāi)害時極易倒塌。

2.2框架結(jié)構(gòu)

隨著人口的不斷增多，民用住宅的需求量也逐漸增加，使得民用建筑在形式上也出現(xiàn)了很多變化，比如從平房向多層甚至高層建筑發(fā)展。磚木結(jié)構(gòu)的單一性和不穩(wěn)定性已經(jīng)滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的對房屋的要求了?？蚣芙Y(jié)構(gòu)隨之出現(xiàn)。設(shè)計人員對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算后發(fā)現(xiàn)，框架結(jié)構(gòu)在受力形式上發(fā)生了明顯的改變，已經(jīng)能夠均衡建筑物受到的剪力，而且能夠相互抵消，保證建筑的穩(wěn)固。在建筑施工上所使用的材料上也有所改變。鋼筋混凝土成為了承重框架的主要材料，對房屋的地基也能夠起到加固的作用?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的使用，滿足了越來越多的人口對房屋的要求，同時也增強(qiáng)了房屋的抗震性能。

2.3鋼結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)自身的重量是影響建筑抗震性能的重要原因之一。所以，在建筑的抗震設(shè)計上，怎樣改變建筑物本身的重量，成為了提高抗震性能的重要環(huán)節(jié)。隨著人們的不斷探索和研究，鋼結(jié)構(gòu)的建筑被發(fā)現(xiàn)。鋼材料本身就具有很強(qiáng)的抗剪能力，在受到外力影響時也不會輕易變形，對其進(jìn)行施工也比較方便。所以，在鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑施工中之后，很快就被人們所接受并廣泛應(yīng)用。因?yàn)殇摬牧媳旧砭哂锌伤苄?，所以抗震能力比較強(qiáng)。在發(fā)生不是特大地震災(zāi)害時，一般不會發(fā)生坍塌的情況，給建筑物的安全性提供了保證。但是鋼結(jié)構(gòu)的價格相對來說比較高，這也成為了制約鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個原因。

2.4砌體結(jié)構(gòu)

砌塊在制作上，有很多種不同的技術(shù)，因此，其重量和體積也是不同的。砌塊在建筑物的抗震設(shè)計中也是比較常見的一種材料。如果建筑工程的跨度很大的話，只用鋼材進(jìn)行施工是有一定困難的，這時，就要與砌塊相結(jié)合使用了。這樣的結(jié)合，不僅僅是對建筑的形式進(jìn)行了創(chuàng)新，還能夠更好的進(jìn)行抗震設(shè)計，保證建筑的安全性。在我國的民用建筑中，大部分都是采用砌體結(jié)構(gòu)的。砌體結(jié)構(gòu)的民用房屋內(nèi)墻相對更多，這樣就能夠提高建筑的抗震能力。但砌體結(jié)構(gòu)也存在一定的缺點(diǎn)。砌塊相對來說比較脆弱，并且無法像鋼材一樣變形，這就極易出現(xiàn)裂縫問題，甚至在發(fā)生地震時出現(xiàn)坍塌情況。

3　提高民房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計抗震能力的方法

3.1整體設(shè)計

想要保證民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在發(fā)生強(qiáng)烈地震時也能夠輕松應(yīng)對，在對建筑物進(jìn)行設(shè)計時就要把抗震理念結(jié)合進(jìn)去。要對整體建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和考慮，設(shè)計出相對來說更簡單、承受力強(qiáng)、抗震性能好的建筑。

3.2局部設(shè)計

整體設(shè)計之后，對建筑的局部也要進(jìn)行抗震性能的設(shè)計。

1)場地的選擇。在建筑工程施工之前，首先要對施工場地的地質(zhì)、地形等條件進(jìn)行評估。保證場地適合建筑物施工，能夠從根本上降低地震災(zāi)害對建筑物帶來的危害。建筑施工的場地要有利于抗震的地質(zhì)，防止把建筑建立在一些不利于避震的地區(qū)，例如土質(zhì)比較軟等情況。而建筑施工設(shè)計時，除了對建筑的基礎(chǔ)常規(guī)抗震設(shè)計之外，還要增加鋼筋混凝土的使用，利用鋼筋混凝土的剛性來增強(qiáng)抗震的能力。此外，還可以在建筑的底部設(shè)置一些彈性比較強(qiáng)的橡膠墊，用此來進(jìn)行緩沖設(shè)計，提高建筑的抗震能力。

2)建筑局部的設(shè)計。地震對建筑物的破壞，主要是由于地震波傳送到地表，繼而影響到整座建筑物，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)震動的情況。建筑本身的重量所帶有的慣性力與地震波之間的慣性力相互作用，會使建筑物的基礎(chǔ)與其他的部位之間變得很脆弱。當(dāng)?shù)卣鸩▊鬟f到建筑物時，地震縱波傳遞到地表，而地震橫波就會直接作用到建筑物上面，建筑物出現(xiàn)晃動則會造成坍塌情況，破壞建筑物。根據(jù)近年來發(fā)生過的大型地震的數(shù)據(jù)顯示，建筑物容易出現(xiàn)毀壞的部位是樓板和后砌墻，通常情況下建筑的主體不會受到較大的損壞。所以，對于建筑物的主體結(jié)構(gòu)，務(wù)必要保證其質(zhì)量，橫截面的形式也要進(jìn)行合理的規(guī)劃。主體部位和其他部位之間的連接也要保證牢靠。為了防止在強(qiáng)烈的地震災(zāi)害中發(fā)生坍塌事故，在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)想中就要提起高度重視，在施工之前要對建筑主體與其他容易出現(xiàn)毀壞的部位之間的連接進(jìn)行研究與思考，增強(qiáng)建筑物的質(zhì)量與安全系數(shù)，由此才能降低強(qiáng)烈地震災(zāi)害對建筑物的破壞，減少經(jīng)濟(jì)上的損失和人員的傷亡，提高建筑物的抗震能力。

4　結(jié)語

通過上文的分析可知，當(dāng)前大部分的民用建筑也已經(jīng)具備了一定的抗震能力，但是從實(shí)際情況中來看，民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震理念應(yīng)用的尚且有待完全，在出現(xiàn)強(qiáng)烈地震時還是會發(fā)生倒塌的情況。民用建筑關(guān)系到居民的生命安全問題，如果在抗震設(shè)計上沒有很好的保證，就會造成很嚴(yán)重的安全隱患，對人的安全造成威脅。所以，在民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要充分融入抗震理念，把抗震措施應(yīng)用到設(shè)計中，提高民用建筑的抗震能力，從而保證居民的生命安全和財產(chǎn)安全。

[1]唱小強(qiáng),李小妮.基于抗震理念談民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建材發(fā)展導(dǎo)向(上),2015(9):157-159.

[2]劉娟娟,王玲.基于抗震理念談民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].江西建材,2014(15):795-796.

[3]陳達(dá)明.基于抗震理念的民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].地球,2013(1):222-232.

Oncivilarchitecturaldesignbasedonseismicidea

YinHaifeng

(Jiexiu Architectural Design Institute, Jiexiu 032000, China)

Thepaperintroducesthefeaturesforbrick-woodstructure,frameworkstructure,steelstructureandmasonrystructureofcivilbuildings,andexploresthemethodstoimprovetheseismicperformanceofthestructuralofthebuildingsfromtheoverallandpartialdesignsaccordingtothedesignaimsoftheseismicaims,soastoensurethelifeandpropertysafetyoftheresidents.

civilbuilding,seismicidea,structuraldesign,structuralform

1009-6825(2016)23-0057-02

2016-06-08

尹海峰(1976- )，男，工程師

TU352

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