中小学建筑抗震设计策略

李国明

【摘要】自从经历了唐山大地震、汶川大地震，我国对建筑抗震设计以给予了高度关注，尤其对中小学建筑提出了较高要求，在抗震设计方面要进行计算，对结构体系、建筑形体等进行优化设计，保证建筑物的抗震效果。本文针对中小学建筑，分析了相应的抗震设计策略。

【关键词】中小学;建筑;抗震设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.037

一直以来，在建筑结构设计中抗震设计是重点内容，针对中小学校进行抗震设计时，需要适当提升抗震设防标准，设置多道防线，以此来保证建筑物自身的抵御地震灾害的能力。在出现地震的情况下，校园建筑能够为师生提供避难场所，保证师生的人身安全。

1、抗震设防标准要满足相应的规范要求

在地震多发地区中，需要对中小学建筑做好抗震设计，保证未成年人的安全，不管是小学，还是中学，均要对其教学楼、宿舍、食堂等进行抗震设计，类别不能低于乙类。与标准设防类相比较，中小学建筑的抗震设防烈度应提高一度，抗震设防烈度为9度时应按比9度更高时，采取有效的抗震措施，在抗震设计中，要调整地震作用效应系数，设计人员应掌握最新的设计要求，已废止的标准规范不能使用在抗震设计中，设防标准要高于现行的规范标准，在此基础上，如果经济条件允许的情况下，可以适当提升抗震设防标准。

2、合理设计结构体系

在现阶段来看，大部分中小学教学楼在1-6层之间，层高不超过3.5m，常见的框架结构为混凝土框架，而农村中小学则以砌体结构为主，然而，现行的抗震设计规范对建筑层数及高度提出了较高要求，尤其是横墙较少、多层砌体加柱需要严格控制，多层砌体建筑层高不能超过3.6m，教室的净高度应该控制在3.0-3.05m之间，舞蹈教室控制在4.5m，对于教室来说，如果层高超过3.6米的情况下，不能够使用砌体结构，尤其是新建的教学楼需要合理应用课程设计理念，对结构体系进行设置多道抗震防线[1]。如果不能够使用砌体墙作为承重结构的情况下需要根据抗震规范明确建筑物的总高度层高以及层数等等。在使用现浇钢筋混凝土时，需要根据相关的要求设置钢筋混凝土圈梁以及构造柱，保证砂浆强度能够达到相应的等级要求，针对薄弱部位需要进行重点关注，采取有效的抗震措施，在整体上保证结构安全。对于体育馆以及礼堂来说，这种房屋的空间结构相对较大，需要在抗震设计中注意屋面结构形式，如果采用混凝土屋面板的情况下需要考虑地震情况下造成的水平惯性力，防止发生屋面塌陷，避免出现人员伤亡事故，针对这样的房屋进行抗震设计时，一般可以考虑钢结构屋架使用轻型屋面，这样能够有效减少地震的惯性力，从而提升了结构的抗震效果。

3、合理设计建筑形体

对于中小学建筑进行抗震设计时，建筑形体以及结构布置十分关键，不管是平面又或者是立面都应该尽量规则，尽量不要采用不规则建筑形体，在日照、场地以及光线的影响下，建筑平面需要采用凹形异型等不规则形状的情况下，可以在适当的位置设置防震缝，并且，不能够影响建筑物的使用功能。对防震缝进行设置之后，还需要保证结构单元的规则性，不管是做功能教室、音乐教室又或者是阶梯教室都应该尽量规范。如果平面十分不规则，可以将其作为单独的结构单元。对于防震缝进行设置时，也应该结合抗震设防的相关要求，使用适合的结构材料，尽可能地减少地震扭转效应所带来的负面影响[2]。即使是出现中震的情况下，也能够防止结构单元发生碰撞，避免局部损坏。如果未能够进行防震缝的设置，应该针对平面形状以及结构布置进行合理调整，保证平面以及地面的规则性，不能够调整的建筑结构应该根据相关规定进行专项论证，一般可以使用计算机进行分析，根据不同地震等级的影响分析位移以及内力，可以使用刚性楼板进行模拟，使得界面以及承载力得到准确计算，在此基础上使用弹性楼板，又或者是局部弹性楼板加以补充。

4、结构计算模型的构建

对中小学建筑而言，一般会设置体育馆，这种建筑在功能上具有较多的要求，与普通教室存在很大差异性，一层往往会作为食堂，将二层作为体育馆。建筑物有夹层时，如果夹层面积超过了实际楼层面积的30%，需要将夹层作为结构计算层，在建设的模型中输入荷载，根据上层进行计算，在此基础上进行抗震分析，优化包络设计。除此之外，对于屋顶进行设计时，也需要分析其结构形式以及受力特点，尽量对空间计算程序进行深入分析，经过准确计算得以优化。

5、减少单跨框架结构体系

在抗震设计中，根据相关规范要求可知，单跨混凝土框架结构以及单跨钢框架结构需要设置多道抗震防线，如果是单跨框架结构体系受到地震的影响，很容易发生整体倒塌，尽量减少这种框架结构体系的应用。在中小学建筑设计中，针对单跨框架结构体系应该合理避免，如果无法避免的情况下，需要在局部采取有效的抗震措施，提升抗震等级[3]。若情况允许的情况下，应该将建筑方案进行合理优化，布置框架柱和相应的轴线设置框架柱，并且，将分隔墙改成抗震墙。对于框架抗震墙结构来说，在某些轴线上可以设置单跨框架，不过需要抗震墻进行双向布置，在具体分析时可以根据不同的结构模型进行计算。

结语：

综上所述，对于中小学建筑来说，在使用功能方面和建筑设计存在着较多的共同点。经过分析抗震设计存在的不足能够为中小学整体安全提供保障，在进行抗震设计时，设计人员需要应用抗震理念，不能够低于乙类标准，合理优化结构体系，规范建筑形体，还要根据现场实际情况进行结构设计，可以借助于计算模型进行抗震分析，从而判断中小学建筑物的设计合理性，在根本上保证建筑质量，保护师生人身安全。

参考文献：

[1]郭偕行.中小学校校舍抗震性能提升的建筑学应对策略探讨[D].西安建筑科技大学.

[2]刘仕锋.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].建材与装饰，2018，532（23）：88-89

[3]王磊.中小学校建筑抗震设计中存在的主要问题分析[J].建筑遗产，2013，000（023）：899-900.