农村抗震结构设计分析

 摘要：在经济发展的过程中乡镇建设速度加快，农村居民房屋结构也从原来的单层毛坯、土木结构过渡到砌体结构和框架结构。房屋自重和体量的增加也意味着房屋的抗震要求也应当提升。但是，因为没有技术指导，大多数农村建筑都是在为进行规范设计、施工的情况下建起来，存在较多的安全隐患。房屋抗震能力较低，一旦发生地震，风险也会加大。对此，如何保障农村房屋抗震性能的提升，保障居民人身和财产安全，还需做好房屋抗震结构的设计。本文基于建筑抗震结构设计的基本原则探究农村建筑抗震结构设计的路径以及实施步骤，提出几点建议，以供参考。

关键词：抗震结构；结构设计；路径选择；实施步骤

我国农村房屋建设是房屋主人自己出钱，在自有土地产权的范围来建设，通常没有统一、正规的设计标准，多是按照自己的需求，根据自己定的尺寸、层高和功能等要求建造。大多农村房屋追求宽敞、明亮，外表装饰较多，但是在抗震结构上则花费较少，不愿花钱，甚至有的不考虑房屋的抗震问题。而且地基选择也不合理，处理简单。可以说，农村地区是防震减灾的薄弱部分，在近几年虽国家有在农村地区推行地震安全工程。然而，对于并没有发生地震或者说没有受到过地震影响的农村地区，地震安全工程的推行效果并不好，防震问题也没有得到改善。因此，加强农村房屋建筑抗震结构设计是保障人们人生、财产安全的一个重要保障，做好相关工作势在必行。

1农村抗震结构设计的基本原则

1.1结构简单性。结构的简单性主要是指建筑的结构在抗震的作用下有明确、直接的传力途径，建筑结构的计算模型、位内力以及限制薄弱部位等出现都容易把握，对于抗震性能的估计也较为可靠[1]。

1.2结构规则性、均匀性。顺着建筑的竖向:建筑结构和造型的布置较为均匀，以免承载能力和刚度图片，这样就可以限制结构在竖向某一个楼层或者几个楼层产生敏感薄弱部位。这些敏感薄弱部位会产生较大的应力集中或者是变形，这样就容易导致结构过早倒塌.建筑平面规则：建筑平面内的结构布置均匀就会使得建筑物分布质量所产生的地震惯性的力能通过较短、直接的途径传递，并且使得建筑质量分布同结构刚度协调，以限制质量同行刚度之间的偏心[2]。建筑平面比较规则，结构布置比较均匀对于防止薄弱分子结构过早的被破坏以及倒塌有作用，而且还能使地震的作用分布在各子结构间重分布，使得结构的自由度数量增加，让整个结构的耗散地震能量得到发挥。

1.3结构刚度和抗震性。我们知道，水平地震作用是双向的，所以，对于建筑的结构布置来说一定要让其结构可承受任何一个方向所产生的地震作用。一般可以通过让结构沿平面主轴方向设计一定的抗震性和刚度。可以说，建筑结构的抗震性就是结构承载力以及延性的综合反映。在选择刚度的时候，虽然要考虑场地的特征，但是也要对结构控制变形是否增大加以考虑，避免过大的变形导致P-△效应过大而结构遭到破坏，使得地震作用的效应增加而加大风险[3]。结构除了要满足水平方向的抗震、刚度外，还要具备一定的抗扭刚度以及抵抗扭转震动的能力。一般在计算中不会把地震地面运动扭转分量考虑在内。但是在结构概念设计中会把结构抗扭转力以及抵抗扭转震动力加以重视。

1.4结构整体性。建筑中的楼盖对于整个建筑来说也是十分重要的。建筑的楼盖就好比是水平的隔板，不仅聚集、传递着惯性力，而且还要使子结构也可以承载一定的地震作用。特别是竖向的抗侧力子结构要是布置的不均匀或者各个抗侧子结构的水平变形特征不一时，整个建筑结构就需要依赖楼盖来使各个抗侧力的子结构协同工作[4]。楼盖体系最为重要的一个作用就是可以提供足够的平面内的抗力和刚度，同竖向子结构可有效的连接。如果结构空旷，平面狭长或者是凹凸不规则的时，楼盖开大洞口的时候就更要加强注意了。在设计的过程中不能误认为，在多遇地震作用计算把楼板平面弹性变形影响考虑以后就能消弱楼盖体系，这是不能忽视的。因此，建筑结构基础的整体性尤其是高层建筑以及基础同上部结构的有效、可靠连接是结构整体性的重要保障。

2农村抗震建筑结构设计的路径选择

农村民居抗震结构设计的路径应当从场地选择、结构选型、材料选择以及结构整体性和控制变形等严格把控。

2.1场地的选择。对于不同场地的建筑震害不同在建筑选址，应选择利于抗震的地段，避开危险地段。抗震危险地段一般是指容易或者可能发生崩塌、地陷、滑坡等震中烈度为八度及以上的发生地震时可能出现地表错误的地方[5]。有利的抗震地带一般就是选择开阔平坦而且坚硬密实的硬土场地。像软弱土、河道、半挖地基等地段都是对建筑抗震不利的地段。对于建筑地基的设计，在抗震规范中有这样的规定：第一，建筑地基基础应该避开危险地带；第二，对于同一个结构单元的基础设计禁止设置性质不同的地基。如果没办法避开，就应把土层差异运动影响考虑在内，还应该使建筑物基础通过局部深基础落在同一个上层；第三，同一个结构单元不可以局部使用天然地基为桩基，可设置沉降缝成2个单元；第四，如果建筑地基多为液化土或者是地基存在严重不均匀的情况，要考虑到地震发生时地基不均匀沉降等问题，因此要加强基础整体性和刚性。

2.2建筑结构的选型与结构材料。在设计建筑结构选型的时候，要依据其高度、场地、材料、以及设防烈度等内容考虑，经由实际技术以及经济条件加以确定。对于结构材料的选择，如果仅仅是从抗震角度来考虑，那么建筑结构形式要具备下面几个条件：建筑结构要具备高延性、结构强度同重力比值较大，正交各向同性、结构构件连接整体性以及延性好，材料强度能得到充分的发挥。在实际进行建筑结构选型时，根据抗震性能的好坏排序：钢结构—型钢混凝土—混凝土、刚混合—预应力—装配式钢筋混凝土—配筋砌体—砌体结构。具体来说，钢结构是最符合抗震材料要求的，从目前地震实例来看，这种结构表现较好，但是缺点是造价和维护费用高；现浇钢筋混凝土结构的整体性好，而且造价低，抗侧移刚度较大，经过好的设计可以确保而结构有好的延性。但是这种材料如果遇到地震时间较长，周期往复水平荷载时，构件的刚度就会因为裂缝开展递减；预应力混凝土结构在高烈度地区要采取措施提高延性才能采用此种方式；装配式钢筋混凝土结构的弱点在于整个结构没有连续性、整体性。框架节点等预制构件连接和接头强度要低于构件本身，因此，容易形成薄弱环节。同时，预制构件在装配的时候会产生次应力，因而不适合在高烈度地区使用。但如果可以采用整体装配式结构那么就可以改善这种情况。在实际设计之前，一定要对场地以及地基的卓越周期进行了解，结构的刚度要调整好，能够避开共振周期是最好的。选择结构体系的时候则要合理选择基础形式。对于软弱地基一定要选桩基或者箱型基础，高低起伏不均匀的岩层选择桩基。对建筑结构进行布置的时候要基于以下几个原则：第一，平面的布置要对称；第二，竖向的布置要均匀，尽可能保证竖向强度和刚度变化均匀，使得房屋的中心得以降低。

2.3加强结构整体性与控制结构变形。如果发生地震，在地震影响下，结构整体性是保证各部件在这种情况下协调工作的重要条件。若缺乏整体性，整个建筑结构就将会变为机动构架倒塌[6]。结构构件间的连接一般要符合这些要求：保证节点的强度、延性，要强于构件；预埋件的锚固破坏不能先于连接件；而装配式结构构件的连接要保证结构的整体性。对于结构构件的抗震要求，砌体结构要根据规定采用配筋砌体；混凝土结构要合理选择尺寸、配置纵向受力钢筋，避免剪切破坏先于强剪弱弯；钢结构构件要避免局部或整体失稳。

3实施步骤

（1）在农村地区推广建筑民居建设图集。对于经济条件不同的不同地区进行结构类型的选择，需要以当地人们经济情况来定，给予当地居民经济上可以接受的抗震技术指导建议。对编制地区性房屋建筑的抗震技术标准以及构造图集应以直观、易懂的方式来指导。在实际的推广的时候还应该做好图集的分类，不仅要考虑到是否可以就地取材、房屋主人的经济能力，当地的地形和气候等，还要考虑到当地的文化背景、人们的生活习惯、人口的结构等等，然后实现图集和农户的互动关系。在确定家庭的需求以及结构选择元素以后，在统一框架下，实现自主性需求，然后通过互联网技术来实现实时互动图集推广

（2建造全过程严格把关。选址这关是要严格把控的。实现统一规划选址，分栋分户自检，严格根据建筑程序进行审批，选址的时候要避免选择泥石流、风景区、地下采空区、风口、山洪以及高压输电线路等这种危险地段。同时还要满足基本的水源和交通等便于群众生产和生活条件。施工时也要做好严控，施工企业以及工匠应当选择有资质的，杜绝使用无证施工单位和工匠，做好施工安全的管理。严格把控工程的质量，聘请专业人员来对房屋进行监督。或者可以通过组成由组织技术人员和村干部的监督小组对建设的房屋进行监理。做好材料选择的监督，建造房屋选择的建筑材料要符合国家的标准，对于无法满足条件的材料禁止施工现场使用的。

（3）加强农村居民的宣传引导。从实际来看，农村地区防震知识缺乏，对建筑质量认识更是不足。因此，通过灵活科学、有效的宣传，或者借助媒体来进行宣传，把农村房屋建筑抗震知识传播给农村居民，把农民安全民居的建设变为保护人身、财产安全的行动，提升农村居民的抗震防灾意识。另外，可以通过地震安全示范工程的建立，依托旧村改造等建设项目，对房屋选择抗震设防要求、施工管理等提供技术指导，使得抗震技术的成果能够在农村得到推广，发挥其示范作用。

（4）做好监督管理工作，保证农村房屋抗震性能的提升。将抗震设防纳入到工程审查直至验收等环节是必要的，因此要做好监督管理工作，确保农村房屋建筑抗震设防的质量能够有所保证。不仅要给予房屋建造监管和技术指导，还要针对地震发生风险比较大的农村地区推广采取构造柱、配筋砂浆带、加设剪刀撑等抗震加固措施的宣传。

4结论

社会经济发展不断发展，乡镇建设也越来越快，农村民居结构也从单层土坯或土木结构改为砌体结构或框架结构；而且，房屋的体量和自重也在增加，这就意味着房屋要有更高的抗震要求，然而因为缺乏没有专业的技术指导，大多数农村建筑基本都没有规范设计下建成，留下诸多安全隐患。因此，提升农村房屋建筑抗震结构设计是保障人们人生、财产安全的一个重要保障。本文通过抗震结构设计基本原则的阐述对农村民居抗震结构设计的路径和实施提供了建议，认为应当做好选址、监管、抗震知识宣传等工作，提升农村民居抗震性。

参考文献

[1]王丰.建筑工程抗震结构设计[J].城市建设理论研究(电子版),2017(05):115.

[2]李国强.抗震结构设计问题探讨[J].建材与装饰,2017(01):84-85.

[3]曾团铭.人防结构设计与抗震结构设计的比较研究[J].建材与装饰,2016(42):72-73.

[4]李玉宏.刍议建筑结构设计中的抗震设计[J].建材与装饰,2015(49):110-111.

[5]姜桂荣.浅析高层建筑抗震结构设计现状与优化方法[J].科技经济市场,2015(06):208.

[6]杜玉昆.关于建筑抗震结构设计的相关研究[J].江西建材,2014(14):9+8.