试析工业与民用建筑结构抗震设计

廖 严

（深圳市华蓝设计有限公司南宁分公司）

试析工业与民用建筑结构抗震设计

廖 严

（深圳市华蓝设计有限公司南宁分公司）

地震是一种破坏力极强的自然灾害，随着经济的发展，社会财富的高度集中，地震给人类社会造成的人员伤亡和经济损失越来越大，而降低地震灾害的有效手段就是对建筑物结构进行科学合理的抗震设计。本文从常见的工业与民用建筑结构抗震设计方案以及建筑结构的形式特点出发，分析并提出了提高工业与民用建筑结构抗震能力的有效措施。

工业与民用建筑；抗震设计；措施

地震是最常见的自然灾害之一，同时也是对人类生产生活破坏最严重的灾害之一，而我国处于环太平洋地震带、欧亚地震带，地震频发，1976年唐山7.8级地震，2008年汶川8.0级地震，2013年芦山7.0级地震，这些地震给我国造成了巨大的人员伤亡和经济损失。而我们的邻国日本每年发生的地震不计其数，但地震后的伤亡却远低于我国这几次地震，可以说日本建筑的抗震设计起到了重要作用。近年来，“楼倒倒”、“楼脆脆”现象在各地频现，这让社会各界更加关注建筑物的抗震效果以及建筑物质量。因此，必须充分重视工业和民用建筑的抗震设计，从而能够从总体上提高我国工业与民用建筑的抗震效果，有效避免不必要的伤亡和损失。

一、工业与民用建筑结构抗震设计方案

（一）柔性抗震设计方案

柔性抗震设计主要是通过消能减震技术以及隔震技术来实现的。柔性抗震设计主要适用于工业与民用建筑中的多层、底层建筑，主要通过附加阻尼器或者阻尼的非线性滞变能耗，来有效的降低地震对建筑物结构造成的损坏。柔性抗震设计能够不受建筑结构类型的限制，此外，消能部位还能够不承受结构重力，还能够降低建筑结构在风作用下的加速度和相应产生的位移。但是柔性抗震设计是一种比较新颖的建筑结构抗震设计方案，其仍处在理论研究阶段，对实际操作方面可能出现的问题还需要进一步研究，设计人员需要在长期的建筑实践过程中，提高柔性抗震设计的实用性、安全性。除此之外，柔性抗震技术需要投入更多的人力物力财力成本，这些方面都在不同程度上限制了这种设计方案在我国工业与民用建筑方面的推广。

（二）刚性抗震设计方案

刚性抗震设计是一种较为传统的结构抗震设计，是“通过强化设计结构强度，提高建筑抵抗地震破坏能力；通过强化塑性设计，提高建筑的延性以及抗倒塌能力；通过强化结构刚性设计，提高建筑的抗变形能力的抗震设计方式。”这种结构抗震设计方案也是目前国内乃至全世界采用最广泛的抗震设计方案。与柔性抗震设计不同，由于刚性抗震设计在实践中的广泛应用，所以积累了丰富的经验，并形成了一套相对完整、成熟的理论体系，因此，在工业与民用建筑施工时，选用刚性抗震设计能够最大程度上的降低资源消耗、施工时间，乃至施工难度。但刚性抗震技术本身仍然存在着巨大的问题。由于工业与民用建筑结构的刚度再大，其抗震能力都很有限，尤其是在遇到强烈地震时，反而会增加地震加速度，使得建筑物遭受的损失更大。

二、工业与民用建筑结构的形式特点

我国工业与民用建筑结构主要分为框架结构、钢结构、砖木结构和砌体结构四类。

（一）框架结构

框架结构是指建筑结构的承重系统是由梁、柱铰接而成，这种结构的自身重量较轻，并且空间分隔灵活，能够在保证抗震能力的同时，也节约了施工耗材。其缺点是自身刚度不够。

（二）钢结构

钢结构是我国建筑行业中应用较为广泛的一种建筑结构。钢结构能够保证良好的刚度和强度，还有很好的塑性和延性，同时其自身重量也比较轻还是较为广泛的，其强度和刚度都较高，并且自身的重量还较轻，同时由于钢材具有很好的塑性和延性，所以钢结构能够有效的提高建筑物的抗震能力，防止建筑物倒塌。但是钢结构的耐火性较差，建筑物发生火灾时容易出现安全问题，此外，成本也比较高。

（三）砖木结构

砖木结构是指工业和民用建筑的屋顶和楼板等部分采用木头作为搭建结构，这种结构最常出现在我国农村地区。砖木结构的优点是成本低廉，并且结构简单，容易施工。但砖木结构往往无法保证所砌筑砂浆质量，因此，应用砖木结构的建筑物往往抗震能力较差。

（四）砌体结构

在我国，砌体结构也是一种较为常用的工业与民用建筑结构。通常情况下，砌体结构的房屋多是小开间建筑，且建筑物内有很多的内墙，所以其抗侧力刚度较好。但是砌体结构的抗变形能力较差，易出现开裂问题，如若地震发生，砌体结构的建筑物较容易出现局部坍塌。

三、提高工业与民用建筑结构抗震设计的措施

在对工业与民用建筑结构进行设计的过程中，为了充分提升建筑物抗震能力，设计人员应该充分研究建筑物的构造，对比各种设计方案，选出抗震效果最好的方案。

我国处于环太平洋地震带、欧亚地震带，许多地方都有极大可能受到地震灾害影响，所以，对于某些容易发生地震灾害地区的工业与民用建筑，在选择建筑场地时，应该充分了解建筑物建设场地的地质条件、地形地貌等环境因素，并尽量选择能够有效降低以致消除地震影响的地理位置。设计人员应避免在软弱黏土区、非岩质陡坡区、采空区进行施工建筑，否则，如若发生地震，很容易出现地裂塌陷、楼房倒塌现象。如果建筑场地位于地基较软的地区或者土层不均匀的地区，则应该尽可能提高建筑结构的刚性，采用刚性抗震设计，并增加钢筋混凝土量，此外，还可以在建筑物的基础顶面和底部之间设置防震缓冲带，从而提高建筑物抗震能力。

地震发生时，地震纵波要比地震横波的传播速度更快，所以，当地震纵波先到达地面后，就会对建筑结构造成破坏，形成建筑结构主体部位和连接部位之间的一个薄弱环节，随后横波到达地面后就会进一步破坏这一薄弱环节，从而导致建筑物的倒塌。此外，通过以往地震资料可以发现，工业与民用建筑的后砌墙结构和楼板极其容易出现损坏、坍塌问题，所以，在工业与民用建筑结构抗震设计时，必须确保主体部位与连接部位之间的质量，科学合理的设计其截面形式，以及后砌墙结构和楼板之间的连接状况，从而有效提高工业与民用建筑结构的抗震能力。

工业与民用建筑结构的抗震设计对建筑物的抗震能力有着重要影响，但频频出现的“楼倒倒”、“楼脆脆”现象却不仅仅是因为抗震设计不充分造成的，我国工业与民用建筑的施工质量也存在巨大问题。在整个建筑结构的抗震设计中，设计人员必须以人民的财产安全为出发点，在实践中积累设计经验，并能够不断设计出抗震效果更好的建筑结构。此外，有些开发商为降低成本，往往会使用质量不过关的建筑材料，这对建筑物的抗震能力也有着致命的威胁。因此，不管是建筑设计人员，还是开发商、施工人员都应该从国家利益、人民利益出发，不断提高我国工业与民用建筑结构的抗震能力。

四、总结

工业与民用建筑结构的抗震设计是一项极其复杂的工程。在我国，面对地震等自然灾害的威胁，以及不够成熟的建筑设计系统，建筑物的抗震能力更是急需得到提高，因此，设计人员需要选择合适的建筑场地，在实践过程中不断总结设计经验，设计出科学合理的抗震设计方案。此外，开发商也应该充分重视建筑物的抗震能力，投入相应的人力物力财力资源，从而不断提高我国工业与民用建筑结构的抗震能力。

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1007-6344（2015）07-0104-01