基于抗震理念的民用建筑结构设计

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[摘 要]随着城市化进程的不断加快,建筑行业也获得了空前的发展契机,各种民用建筑如雨后春笋,出现在人们的视野中,成为城市化的重要标志.而我国是世界上重要的地震多发国,地质条件复杂,地震活动频繁且分布广泛.因此,在建筑设计中,对民用建筑结构的抗震性能有着更高的要求.本文主要我国的民用建筑结构形式设计中存在的问题,抗震设计基本要求和抗震设计要点进行了分析.

[关键字]抗震设计民用建筑结构分析

[中图分类号]TU3[文献码]B[文章编号]1000-405X（2013）-1-222-2

在我国,建筑的形式主要是民用建筑,其中包括公共建筑和非生产功用的民用建筑.衣食住行是我国老百姓生活的基本,所以建设优质民用建筑,提高建筑的抗震性能就成为建筑设计的重要目标.

1民用建筑的抗震结构设计分析的目标和内涵概述

我国的现行民用与工用建筑抗震设计准则在开头就提出,"大震不倒""小震不坏"的设计准则.详细的说,"小震不坏"就是要求建筑满足一定规格的截面承载力；"大震不倒"通过建筑结构的非线性反应的相关计算以进行有关变形条件的基本验算来得以实现.但是,由于地震的复杂性、随机性要实现这一目标并非易事,需要在结构设计中详细谨慎地依据当地环境、地质、地形等综合因素做出合理的设计.

何为结构设计,简而言之就是通过结构语言将建筑师及其它工程师的内在想法表达出来.而结构师从专业图纸或者实体建筑中简化提炼出的结构元素,比如墙,柱,础,梁,楼梯,板,大样细部等,我们称之为结构元素.建筑设计师用相应的结构元素构成构筑物或建筑物的结构体系.将建筑的水平和竖向的承重能力及抗力体系用结构元素直观的反映出来.当然,民用建筑的抗震结构分析就是要求建筑设计师在结构设计过程中,充分考虑到建筑的抗震性能,将建筑结构的抗震性能提高到一般的低级地震不会倾倒的程度,将地震对人民的危害减轻到最小.

2民用建筑在结构设计中普遍存在的问题

（1）建筑结构设计违规,存在众多安全隐患.

有些设计师在设计民用建筑时,单纯追求投资方的经济利益,而全然不顾住户的安全,为了减少投资而减少建筑的抗震墙,把建筑底层的空间扩大,大大降低了建筑的抗震性能.此外,我国建筑设计的相关规范有强制性条文明确指出,在抗震墙和底部框架设计时,底部框架梁和上部抗震墙应基本对齐甚至严格对齐.但是很多建筑设计时无视这一强制性规定,底部框架和抗震墙没有对齐,导致建筑的传力体系不明确,建筑结构不合理.按照这样的设计建造出来的民用建筑,也自然不能抵挡地震的强烈冲击.

（2）某些建筑设计师在设计中降低要求,导致建筑抗震系数下降.

某些建筑在设计过程中,忽视了对建筑部分构件的质量问题.混凝土构件特别是悬挑构件设计不过关,最小配筋率低于建筑设计的要求,严重时可能相差一半甚至一大半.有些建筑设计师在设计中未按要求确定荷载值,或者粗心大意,漏算错算荷载值,致使建筑的负荷能力达不到要求.这样,一旦地震发生,建筑无法无法承担冲击,引发灾难.

（3）设计人员不负责任,设计深度未达到规定要求.一些不负责任的设计人员在制作图纸时"偷工减料",粗制滥造.导致施工图中本来应有的大样图、系统图和相关剖视图信息漏缺.一些非常重要的、需要用图纸详细反映的内容标注不够详细,甚至只标注个简单的"见图集""具体内容由设备厂家自由确定"等.这样的设计图细部大样不详、表述不全,自然无法描述工程的全貌.重要的设计参数、设计依据、安全等级、工程类别、防火消防处理、耐火等级等数据在设计说明中交代不全.还有些设计人员未对住宅,尤其是多层住宅充分重视,忽视设计规范,未详细计算数据而是盲目照搬或者套用别的建筑设计的数据.这样的错误数据会对建筑的的建造做出错误引导.依据这样的设计图建造的建筑,不仅建筑的抗震系数无法保障,建筑的质量,日常居住也会出现种种不安全隐患.

3不同结构的民用建筑的抗震结构设计要点

不同材料、不同结构形式的民用建筑抗震设计各有特点.目前,我国民用建筑的结构形式主要有砖木结构、砌体结构、框架结构和钢结构.设计师要按照不同结构特点,针对不同地质,地形,以及本地区的温度变化,作出分析,以提高建筑的抗震性能.

（1）不同的结构形式的建筑各有特点,需要建筑师充分结合建筑的特点,提高抗震性能.砖木结构的建筑,抗震性能比较低,主要存在比较偏僻的广大农村.这种建筑材料费用低、结构简单,整体性差.已经逐渐被淘汰.多层砌体结构主要有一定数量的钢筋混凝土梁、柱和墙体构成,形成内部框架形式的房屋.这种建筑主要使用脆弱性材料,容易开裂,变形能力差.抗震性能也相对较差.框架结构结构是现今比较常见的建筑结构之一.它是将柱和梁以较接或者刚接的连接方式构成体系承重的结构.具有自重轻、节省材料、空间分割较灵活、抗侧力良好等诸多优点.民用建筑使用这种结构,建筑的抗震系数会有很大提升.设计师在设计时,可以充分利用这种建筑的优点,增强其对地震产生的水平荷载的抵抗力.钢结构也是现代建筑中比较普遍的一种结构,具有强度高、重量轻、延展性好等优点.设计师在设计中,可以充分利用钢结构建筑的延展性好的特点,使之避免在地震时的强烈的冲击,提高住宅的可靠性.当然,钢结构的建筑造价成本较高,会提高建筑的投资.所以,设计师在确保建筑抗震性能的同时,还应注意节约成.

（2）结合地区地形、地质特点,提民用建筑的抗震性能

地震作为一种地质灾害,其发生与本地区的地形、地质有着密切关系.首先,地基的选择与建筑的抗震性能有很大关系.在不同的地质条件下,应适当调整设计、结构框架,使建筑更适应本地区的地质特点.比如,在云南、贵州等喀斯特地貌地区,地底下多岩洞,地质结构极其不稳定、小型地震多发.在这样的条件下建造民房,需要设计师充分勘探本地区地质,在设计时仔细计算建筑的稳定系数,最大程度上提高建筑的纵向受力能力,提高建筑的抗震性能.其次,地形与建筑的地基设计有密切关系.在广袤的平原地区和崎岖的山地上,地基的结构设计需要有所区别.我国房屋结构设计的相关规定指出,在选择场地建造民用建筑时,应根据不同工程需要,准确掌握本区地震的活动情况、地形地质的相关资料,做出综合判断,以应对特殊的地质灾害.

（3）充分考虑虑建筑材料对的温度变化的反应.

由于季节变化,温度差异等原因,建筑材料需要有一定的抗拉应力.我国南北温差大,气候差异也较大.这对建筑设计来说也是应该考虑的因素.所以,在结构设计时,也应充分考虑到建筑的热胀冷缩效应.提高建筑结构的伸缩能力.在钢筋的链接方式的选择、钢筋型号的选择方面,做好准确的计算,提高建筑的稳固性.在进行建筑结构设计时,充分考虑当地温度变化差异,依据本地环境,选择合适的建筑结构,也是设计师必须做到的.

4结束语

综上所述,民用建筑的设计中,需要深入贯彻抗震理念,提高建筑的抗震系数,才能当地震发生时,将危害降到最低.稳固的建筑结构是提高建筑的抗震性能的关键.所以,建筑结构设计是一项重要的、系统的、复杂的工作.建筑结构设计人员应充分考虑个方面因素,保证民用建筑的结构设计符合各方面规范,抗震性能过关,使老百姓住的放心.