抗震性在工程結構設計中的應用

摘要：我國由于幅員遼闊，許多地方都非常容易發生地震，因此，在工程建設當中，加強工程結構的抗震性設計是工程師在設計時主要考慮的問題之一。特別是近年來我國的工程建設腳步逐漸加快，為了應付日益頻繁的地震災害，必須要使建筑結構具有非常高的震能力，減少地震帶來的損失。本文從抗震性在工程結構設計中應用的背景及表現等方面，探討加強工程結構抗震性能的相關措施。

關鍵字：抗震性；工程結構；結構設計

近年來我國飽受地震災難所帶來的傷害，不管是多年前的唐山大地震還是近年來的汶川地震、玉樹地震以及雅安地震，都對我國的經濟發展以及人民的正常生活帶來了難以磨滅的惡劣影響。因此，在當今的工程建設當中，更要加大建筑結構防震能力的提升力度，使我國的地震災害所帶來的影響能夠控制在一個很小的范圍之內。

一、我國抗震性在工程結構設計中的應用現狀

一直以來，我國就比較重視工程結構的抗震性能，在工程建設過程中最首要考慮的要求就是要保持建筑結構的牢固，只有牢固的結構才能抵抗高強度的地震影響。為了減小地震帶來的危害，我國的許多建筑在修建之前，施工人員都會對地基進行仔細的勘察，查看建筑區域是否適合抗震，能否起到很好的抗震效果。并且隨著科技的發展，我國在工程建設時加大了鋼筋混凝土結構的使用范圍，在現代的建筑當中，已經形成了以鋼筋混凝土結構為主，以鋼結構以及砌體結構為輔的建筑結構組成，在很大程度上提升了我國建筑的整體抗震性能。

但從橫向的角度來看，我國工程結構中的抗震性設計應用依然處在較為落后的水平，與日本等有著豐富抗震設計經驗的國家相比，我國在抗震設計上還存在著許多的不足。一些設計師在設計時考慮到了建筑的抗震性，但卻沒有根據實際情況進行合理的結構設計，比如抗震墻的質量不合格以及分布不合理造成建筑抗震系數降低，或者建筑地形的高低不平情況沒有得到妥善處理從而造成了建筑承重能力的減弱。

二、幾種常見的工程結構中的抗震性特點

目前城市中主要的建筑類型按照建筑材料來劃分可以分為三類，分別是磚混建筑結構、鋼筋混凝土建筑結構以及鋼建筑結構三種類型，其中數量最多，占據城市建筑的主導地位的結構類型為鋼筋混凝土結構，而鋼結構則是加強建筑穩定與牢固性的一種結構類型。這三種工程結構類型具有各自不同的抗震性特點，需要在行抗震設計的時候區別對待。

（一）磚混建筑結構中的抗震性設計應用

磚混結構是我國比較傳統的一種結構類型，擁有較為深厚的建筑底蘊，是我國城市邊緣地帶以及鄉村地區應用得最為廣泛的一種結構類型。磚混建筑結構主要用在建筑高度較低的情況下，對建筑的承重能力要求并不是很高，并且建筑材料廉價，施工過程較為簡單，得到了許多小型建筑設計的廣泛使用。但磚混結構由于本身的建筑材料所影響，其抗震性能一般很難達到非常高的水平，是在遭遇強烈地震的時候最容易倒塌的一種工程結構。

（二）鋼筋混凝土結構中的抗震設計應用

作為城市建筑中最主要的一種結構類型，鋼筋混凝土結構具有非常多的優點，比如說空間布局設計靈活、容易節省材料、建筑重量較小、承壓能力較強，能夠降低沖擊力等特點都使得鋼筋混凝土結構成為了許多設計師的工程結構設計首選。鋼筋混凝土結構的抗震性設計主要體現在框架結構以及混凝土剪力墻體上面，當發生地震時，建筑所受到的主要沖擊力都是依靠框架結構以及混凝土剪力墻體來承受。因此，在建筑的設計階段，要尤其注意對鋼筋混凝土的質量的要求，保證框架結構和剪力墻結構能夠具有非常強的承壓及抗剪能力，能夠抵抗一定等級地震的沖擊力。目前我國采用鋼筋混凝土結構進行合理設計的建筑，幾乎都具有六級以上地震強度的承受能力，在一定程度上防范了地震帶來的危害。

（三）鋼建筑結構中的抗震性設計應用

隨著現代建筑行業的發展進步，鋼結構的應用越來越普遍，許多建筑為了達到較高的強度要求，就會選擇鋼結構。鋼建筑結構的主要建筑材料就是鋼筋以及不同類型的鋼材料，這種結構在承壓方面表現得非常出色。因此，通常情況下，鋼建筑結構所能承受的地震強度要遠遠高于傳統的磚混結構以及鋼筋混凝土結構，是一些水平跨度大的超高建筑設計首選的結構類型。同時，要保證鋼建筑結構的抗震性能，就必須要增強鉚接、焊接等部位的穩定性，平衡節點的應力強度，使建筑不會出現由平面外彎曲造成的結構破壞情況。

三、加強工程結構抗震性設計的幾點建議

從不同建筑結構類型的抗震性設計表現可以看出，要保證工程結構的抗震性能，就必須要從建筑的承壓部位入手，增強承壓部位的承受能力，才能夠在最大程度上使建筑達到預期的抗震要求。因此，要加強工程結構的抗震性設計，可以從建筑中主要的承壓部位入手，增加承壓部位的抗震強度。

（一）抗震柱的強度設計

抗震柱是很多建筑中影響其抗震能力最關鍵的因素，抗震柱的設計不合理往往會影響到整個建筑的抗震性能。增加抗震柱的強度的設計思路有許多種，但最可行的設計思路主要有兩種類型，一種是直接增加抗震柱的抗剪承載力，一種是通過減弱抗震柱的抗彎承載力來降低地震的影響。抗剪承載力的提高主要可以從建筑材料的強度等級入手，使材料的強度等級達到相應的抗震標準。而抗彎承載力的減弱則是為了通過較小的抗彎承載力來達到降低地震對建筑的破壞程度的目的。

（二）承重墻的強度設計

承重墻是建筑中進行抗震設計的又一決定性因素，對建筑的抗震性能具有非常明顯的影響作用。增加承重墻強度的設計除了從建筑材料的高規格角度入手，還可以通過增加墻體占地面積來達到增加承壓能力的目的，通常建筑越高，就應該設計越厚的承重墻，當厚度達到一定標準之后，則改變墻體的材料類型，比如磚混結構應用于低層建筑，鋼筋混凝土結構應用于高層建筑。

（三）抗震墊的應用

抗震墊是建筑上部結構與底部之間設置的隔震層，可以減少地震來襲時對地面建筑物的破壞。這就相當于給這個建筑加了一個彈簧，可以把地震波大量的能量消減掉，減少破壞力度與水平地震力，隔離地震能量，達到地動房不動。一般采用隔震技術的建筑，地震反應和震害明顯降低，能夠有效提高建筑物及其內部設施和人員的地震安全性，減輕地震災害損失。實驗數據顯示，加了“抗震層”的建筑地震反應僅為常規抗震結構地震反應的8%～15%。

四、結束語

抗震性在工程結構設計中的應用是當今建筑工程著重討論的話題，隨著我國工程建筑行業的飛速發展，人們對建筑的使用需求的提升，其抗震性能要求也會更高。以高強度、高規格的建筑材料，用合理的結構設計來增強建筑的抗震性能，可以讓人們生活得更放心，也是我國工程建筑行業騰飛的標志。

參考文獻

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