民用建筑结构设计中抗震设计的探讨

杨震

摘 要： 在建筑工程项目中，结构抗震性能是评价其结构安全性的重要指标，在实际设计中应坚持以“大震不倒，中震可修，小震不裂”为设计目标，加强建筑结构中的薄弱环节，降低地震灾害对建筑结构造成的损伤，从而达到降低地震灾害引起损失的目的。本文对民用建筑结构设计中抗震设计的探讨进行分析，以供参考。

关键词： 民用建筑;结构设计;抗震探讨

【中图分类号】TU312 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.141

引言：建筑结构抗震设计是一个综合性较强的过程，需要设计人员考虑的因素较多，既需要综合分析地质勘查信息，又需要考虑后期实际施工因素等，然后在设计过程中对整体建筑结构作出优化，以此才能有效提升建筑结构的抗震性能。

1 民用建筑结构抗震设计的基本原则

（1）保证建筑结构的功能性，需要结合建筑物的具体情况进行功能方面的优化。在建筑结构设计的过程中，首先必须满足建筑的基本使用功能。（2）设防措施的系统性，指的是设计人员需要分体系进行结构的抗震分析，在此基础上选择延性较好的分体系进行组合，利用结构构件之间的协同作用来提高整个结构的抗震性能。

2 抗震设计的理念

抗震设计就是在抗震概念设计的基础上建立一个符合实际状况的建筑力学模型，进行抗震计算，采取合理、科学的抗震构造措施。通过三水准设防和两阶段设计，即实现小震不坏、中震不修、大震不倒的设计目标。第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影響时，建筑物一般不损坏或不修理可以继续使用;第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度地震时，建筑物可能损坏或一般维修即可恢复正常使用;第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时，建筑物不致倒塌或产生危及生命安全的严重破坏。第一阶段设计按多遇地震作用效应和其他荷载组合，验算结构构件承载力和结构的弹性变形（强度要求和弹性变形）;第二阶段设计是按罕遇地震烈度对应的地震作用效应，验算结构的弹塑性变形。

3 民用建筑结构抗震设计注意要点

3.1 建筑地质

在对于民用建筑的地址选择方面，应当尽量在地势较为平坦开阔的场地进行施工建设。一旦有地震等自然灾害发生，能够在一定程度上缓解地基在震动过程中所出现的沉陷现象，进而为民用建筑物的稳定性提供有力保障。除此之外，在建筑房屋的时候，应当远离地震灾害的频发区短，这样才能够最大程度的避免受地震影响而造成的严重损失。

3.2 结构的受力路径

抗震设计的本质是通过结构设计对地震力进行合理的分散。结构在承载过程中，地震力同样是以荷载的形式，从结构构件传递的。因此，从力学角度出发，对抗震结构进行设计，合理传导和分散地震作用力的影响，减小对建筑结构的影响是抗震设计的本质任务。

4 民用建筑结构抗震设计要素分析

4.1 高层建筑结构平面以及建筑竖向布局抗震设计

对于高层建筑来说，其结构设计在抗震性能方面的表现，主要受到墙体与柱子之间所存在的平面位置的影响。因此，设计人员在对于民用高层建筑结构进行设计时，应当充分解决这一关键因素所引发的问题，以更加科学的方式对于高层建筑的平面和竖向位置进行合理布局，这样便可以使建筑物的抗震性能得到大大提升。为了解决这一问题，要求相关设计工作人员首先要确保竖向与平面结构的构建是干净整洁的，其次则要求建筑物的刚度重心和质量重心能够紧密结合，使民用建筑结构以更加均匀分配的形式展现。这种设计方案不仅可以使建筑物的整体形状十分美观，同时还能够有效促进建筑结构的抗震性能提升。

4.2 建筑结构刚度设计要点

在开展民用建筑项目的结构设计过程中，刚度的设计是项目中的重点内容，相关工作人员在对于建筑用材料的选择上要加以重视，要求选择使用的材料能够更好的将钢筋混凝土以更紧密的方式结合，尤其是在利用相应的钢结构对民用建筑物进行双层加固的施工过程中，设计人员应当提前考虑好所需要采取的积极有效措施。其次，国家对于民用建筑结构设计中的抗震设计有着明确规定标准，设计人员在开展民用建筑项目结构设计的过程中，要充分控制好结构侧向刚度，只有控制好民用建筑结构的刚度，才能够有效降低地震灾害给建筑物所造成的巨大损失。除此之外，还能节省建筑施工过程中所应用的材料，使整个工程的施工成本有效降低。

5 民用建筑结构抗震设计应用及优化

5.1 结构设计优化

建筑的结构设计是满足建筑功能需求的核心，对于抗震设计也不例外。结构优化的主要目的是将建筑结构的功能和成本进行统一。过去的建筑结构优化讲求的是成本少一点、用料省一点、施工方便一点。但是从抗震角度而言，并不是一味节省，需要全方位考虑建筑的功能设计和安全运营。

5.2 施工质量的优化控制

质量监控在任何时候都应该被重视，对一些有防护需求的抗震建筑更是如此，这些结构的抗震性能在很大程度上取决于施工质量，如所投入材料设备的质量、施工人员的素质以及对施工技术活动所进行的质量监控。最后，对那些已经完成的工程进行质量检测，确保已完成工程符合建造标准和安全要求。

5.3 应用BIM技术构建建筑结构模型

对建筑结构受地震影响做动态模拟。应用BIM技术基于建筑结构所处的环境，依照已经完成的设计方案，构建出对应的建筑结构模型，然后通过软件模拟地震能量输入，观察对建筑结构模型造成的影响，分析各关键构件在地震能量作用下受到的侧向拉力，当超出其承受范围时，对相应的结构做出优化处理，同时考虑到整体结构的稳定性，通过此种方式来不断优化建筑结构的性能，使之达到对应的抗震等级能力。此外，在建筑结构抗震设计中，对于一些细节上的处理，在设计中应做出明确标注，以确保后期实际施工能够按照相应的标准来进行，使得建筑结构整体抗震性能与设计之间的差异降低，使施工完成的建筑结构能够切实达到对应的抗震等级要求。

结束语：在建筑结构抗震设计中，以场地选择、地基基础设计、平立面布置、建筑结构体系和构件连接等方面去分析研究。在抗震概念设计的基础上进行抗震计算、把握强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件内力系数调整原则，完善抗震构造措施。根据工程实际情况，结合已有的地质环境，在经济和安全的综合考量下，设计出科学合理的结构抗震设计方案，使建筑物符合当地相应的防震设计标准，确保建筑物的正常使用，进而保证人民群众的生命财产安全。

参考文献

[1] 周小燕.民用建筑抗震设计与分析[D].东南大学，2018.

[2] 陈世杰.民用建筑抗震分析与设计[D].深圳大学，2017.

[3] 刘斌.民用建筑基于性能的抗震设计与研究[D].南昌航空大学，2017.