基于抗震理念的民用建筑结构设计
摘 要：地震灾害具有突发性、高危害性等特征，会导致房屋建筑出现坍塌现象，对人们的生命安全以及财产安全造成严重的损害。因此针对地震灾害的预防至关重要，需将抗震理念和建筑结构设计有机的结合起来，促进民用建筑结构抗震性能的提升。因此探究抗震理念在民用建筑结构设计中的应用具有较强实践意义。
关键词：抗震理念;民用建筑;结构设计
1 抗震理念的内容分析
1.1 合理的地基基础
地基是建筑物的基础结构，其稳定性直接影响着建筑整体的稳定性。在进行建筑地基基础设计的过程中，应该对建筑工程所在地的地质条件、水文条件、气候条件以及建筑物的结构类型等因素进行综合分析，遵循因地制宜的设计原则。
1.2 对建筑平立面结构进行优化
建筑抗震理念涉及到了建筑物平立面结构的考量，在具体设计中应该遵循以下原则：首先，建筑结构必须具备规则性，保障刚度变化的均匀;其次，建筑物的结构应该尽量追求简单，根据不同的地理环境设计出最适宜的建筑结构。
2 民用建筑结构形式与抗震设计目标
2.1 民用建筑中较为普遍的结构形式
（1）砌体结构。砌体结构是我国建筑工程项目应用最普遍的结构形式，尤其是在民用建筑中。其在民用建筑的中的应用通常为小开间的形式，同时在建筑内部设置大量的隔墙。砌体结构具有良好的抗侧移性能，但是由于其一般采用脆性材料进行施工，因此抗变形能力有所不足，很容易在地震作用力的影响发生结构开裂现象。为了保障建筑结构的抗震性，要做好墙体跨度的控制。整体上来讲，采用砌体结构的民用建筑在抗震性能上依旧存在一定的不足，必须采用其它强化措施进行辅助，如此才能最大程度的降低地震作用力对建筑的破坏。（2）框架结构。框架结构是由梁、柱通过刚接或是铰接等方法构建而成的建筑结构形式。在这种结构模式下，梁和柱共同承担荷载应力。这种结构形式的应用优势在于灵活性较高、重量较低，相应的成本相较于其他结构形式也有所降低，同时其抗震性能也十分优异。框架结构通常和剪力墙共同使用，形成框架剪力墙结构，综合了二者的优点，大幅度的提升了水平荷载承载性能以及抗震性能。（3）钢结构。和其它建筑结构形式相比，钢结构具有显著的适应性，因此广泛应用于地基承载性能较差和地震频发的地区。钢筋混凝土结构在传统民用建筑工程项目建设中的应用十分普遍。这种建筑结构模式虽然在性能方面具有较强的优势，但是其施工周期较长，且尺寸较大，会占用一部分建筑内部使用空间。同时其造价较高，这也是其很难在民用建筑结构设计中广泛推广的原因之一。
2.2 民用建筑结构抗震设计的目标
民用建筑结构抗震设计的总体目标如下：按照建筑工程所在地的小震效应对主要结构构件的承载力进行科学计算，以此实现对该条件下建筑弹性形变情况的了解掌握;其次，对大震情况下建筑结构的弹性形变进行计算，保障结构设计能够达到第三水准的抗震要求。需要注意的是，在民用建筑结构抗震设计中，设计目标为相关设计的工作开展指明了方向，因此所有设计工作都应该围绕目标展开，如此才能保障建筑结构抗震性能达到标准要求，具备小震不坏、大震不倒的特性。
3 提高民用建筑结构抗震能力的措施
3.1 整体设计
民用建筑结构设计思路、设计质量直接决定后续建设项目的安全性。为有效的抵抗地震灾害，保证建筑在地震中的安全性，建筑结构设计过程应该将抗震理念融入到设计之中。设计人员应从建筑整体进行考虑与分析，从而制定出抗震能力好、承载力强、结构形式简单的设计方案。
3.2 局部设计
设计人员对建筑整体设计完成后，应将建筑抗震的重点部位进行局部细化设计。第一，场地的选择。设计人员应该对建设项目进行实地的勘察，详细了解项目周围情况、地形、场地地质等。保证所设计的建筑方案能够在项目现场施工完成，拟建项目所在场地发生地震灾害时，建筑不会由于地震而遭受破坏。所选择的项目建设地点应该避开不利于避震的场地。设计人员在建筑结构设计过程中，不仅应该加强对建筑基础常规的抗震设计，还应适当增加钢筋混凝土在基础中的应用，从而提高建筑地基的刚性。同时，设计人员还可以考虑在建筑底部布置弹性性能较好的橡胶垫，当地震灾害发生时，能够有效的起到缓冲作用，从而提高建筑的抗震性能。第二，建筑局部设计。通常情况下，建筑物受地震灾害的影响主要是由于受到地震波的作用，使得建筑物整体荷载超过设计考虑的范围，使得建筑整体发生震动，形成破坏。由于地震波之间的惯性力与建筑本身的惯性力之间相互影响，导致作用于建筑上的荷载增加。地震波分为纵波与横波，地震灾害中主要是由于横波直接作用于建筑上，使得建筑发生摇晃，导致建筑倒塌。根据有关调查数据显示，建筑物中后砌墙以及楼板在地震过程中破坏较为严重，而通常主体结构一般受损较小。因此，在进行建筑结构抗震设计时，主体结构应该保证其满足相应的规范要求，横截面形式设计合理即可，但对于与主体机构相连接的部位应该保证其连接的质量，确保连接牢靠。为了确保建筑在强地震作用下不发生倒塌，设计过程中必须对地震中容易发生破坏的局部位置进行重点考虑，增加后砌墙以及楼板的安全系数，从而提高建筑的抗震能力。
4 案例分析
以某综合服务大楼建设项目为例，如图1为该项目大楼平面图。该项目为框架结构，结构总高度为38.4m，首层层高5.1m，2～7层层高 3.6m，顶层层高 5.1m，上部还有2个附加层，附加层层高分别为4.0m、6.5m。附加层是项目建成后增加，因此，在施工前，对项目整体抗震性能进行分析，并对局部进行抗震加固处理。本次计算中，楼面活荷载取值为2.0kN/m2，屋面活荷载取值为0.7kN/m2，基本风压取为0.35kN/m2，结构抗震设防烈度是8度，Ⅱ类场地。本次选取的地震波是 El-contro 波，El-contro波的卓越周期是0.55s，峰值加速度是3.417m/s2，持续时间是20s。本次计算参考GB50011—2010《建筑结构抗震规范》中8度罕遇地震时的地震加速度时程曲线的要求，把地震波的峰值加速度调整为 400cm/s2，计算过程中，取结构的阻尼比为0.05。根据强度设计理论及延性原则，对附加层抗震性能利用ETABS 软件进行动力和静力分析，分析加层前后结构自振周期和荷载内力情况变化。依据建筑结构抗震设计规范的相关规定，框架结构弹塑性层间位移的限值必须满足规范要求。加层前最大层间位移角是 1/365，加层后最大层间位移角是是1/335，均满足限值要求。同时可以看出，结构的层间位移最大处并没有在层间位移转角最大的地方，结构没有明显的薄弱层，层间位移转角较为均匀。
5 结束语
尽管各种结构形式都具有一定的抗震能力，但随着人口密度的增大，建筑安全性能要求不断提高，对建筑的抗震要求也进一步提升。尤其是民用建筑在设计过程中抗震理念的融入并不完善，很多建筑在設计过程中没有对抗震性能进行全面的考虑，使得地震灾害发生时建筑发生倒塌情况造成大量人员伤亡、财产损失。民用建筑直接关系到人们的生命安全，建筑抗震安全性无法得到有效保障时，将给人们生产、生活造成严重影响。因此，在民用建筑设计过程中，必须有针对性的进行抗震设计，提高建筑抗震能力。
参考文献：
[1] 王娟.建筑结构设计中常见问题及解决策略[J].工程技术研究，2018（2）.
[2] 车申.建筑结构设计中的抗震设计探讨[J].工程技术研究，2018（2）.