房屋建筑結構與抗震性能的關系探討

摘要：縱觀近幾年國內外發生的幾次震級較大的地震中，各個災難中的房屋損失程度卻不相同，本人認為這與當地的房屋結構有直接的關系，現在文中闡述一下我的觀點。

關鍵詞：房屋結構 抗震 性能

首先是我國的幾種情況，青海玉樹地震發生后，有關方面調查顯示，該地區住宅多為土木結構房屋，抗震能力很差，容易倒塌。但卻沒有水泥結構的房屋倒塌造成的死亡人數多，而受傷人數比較多。汶川地震中，大多的磚混結構，特別是采用預制樓板的住宅人員傷亡慘重。

反觀智利里氏8.8級特大地震造成的死亡人數卻僅有452名。究其原因就是智利第二大城市康塞普西翁市很多居民建筑都是鋼結構，抗震能力很強。因此盡管人口稠密，但造成的傷亡卻很少。日本是多地震的國家，鋼結構建筑在日本的占有率更是達到了65%左右。據日本阪神地震后資料顯示，鋼結構建筑在地震中的受損率遠低于混凝土結構建筑。無獨有偶，四川汶川地震，同樣是鋼結構建筑的綿陽體育館也未受到損壞，且成為安置災民的主要地點。玉樹的地震再次觸動人們的敏感神經，也越發凸顯出節能抗震性的鋼結構建筑在未來建筑發展中的重要地位和推廣的必要性。 地震頻發，引起人們對“什么建筑最抗震”的進一步關注。

現有的建筑結構形式主要有磚混結構、框架結構、框架剪力墻結構、鋼結構及整體承載式輕鋼結構等，無論哪一種結構，只要設計合理、高度與結構形式相匹配，就應該是抗震的。但在同等條件下進行比較，磚混結構的主要承重材料磚砌體為脆性材料，抗震性能較差，框架結構稍勝之。而框架剪力墻、鋼結構及整體承載式輕鋼結構，抗震性能優于前兩種。

所謂“建筑的抗震系數”的提法并不規范。結構設計中主要考慮抗震等級，抗震等級的確定與建筑物的類別相關，不同的建筑物類別在考慮抗震等級時取用的抗震烈度與建筑場地類別有關，也就是考慮抗震等級時取用烈度與抗震計算時的設防烈度不一定相同。建筑結構應根據其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁類四個抗震設防類別，一般住宅與寫字樓為丙類建筑。

房子的抗震性和戶型也有關系，從抗震的能力上來講，平層的房子抗震性最好。躍層、復式和錯層戶型的房子雖然在居住的舒適和美觀度上占優勢，但要達到與平房建筑相同的抗震標準，所要采取的措施就更多。從設計上看，無論是高層還是多層，只要嚴格按標準進行，均能達到抗震要求，高層建筑需采取更可靠的結構形式，如磚混結構只能建筑六層19米以下，高層則采用框架、框剪等結構。從震感上來講，越高震感越強烈。

決定建筑物遭受地震襲擊時造成破壞程度的主要因素有設防標準、結構設計和施工質量。在房屋的設計中，許多結構都是按照房屋的抗震需要建造的，因此在裝修中，有些地方是堅決不能改動的，否則將破壞房屋的整體防震設計，在遇到地震時就極為危險。特別是裝修中破壞承重墻，這是及其危險的做法。一般情況下，如果一樓居民將承重墻大面積拆除，發生八級地震時，樓體很可能會發生整體坍塌。另外，承重墻也不能隨意鑿洞，這也有損于房屋的抗震性。

實踐證明，經過良好抗震設計和施工的房子在抗震效果上會得到較大的提高，這就是地震后為什么在同一片相鄰區域，有的房子破損嚴重，有的則安然無恙的原因。抗震核心要點歸結起來無非是減輕地震力，提高房屋整體抗震能力這兩條。為了以防萬一，在挑選樓盤時還是應該多一個心眼，看看房屋的抗震能力如何。總的來講就是六看：一看房屋所在環境：房屋所在的周邊環境地形地貌是否為突出的嘴、高聳的山包、非巖質的陡坡，是否處于不穩定的沖溝以及可能發生滑波、地陷、崩塌、危巖滾落的地段，所處的場地是否有發震的斷層，有無古河道，地表下15米范圍內是否有可液化的飽和砂土和亞粘土層。一般位于以上位置更容易受到地震的影響。二看基礎：一般說來，深基礎比淺基礎好；筏式基礎比條形基礎好；條形基礎比單獨基礎好；沉箱和整體性地下室最好；三看平、立面：看看房屋的平面和立面形狀是簡單方正、自重布置勻稱，還是形狀復雜，剛度變化多，局部突出或外部輪廓曲折。其實對于抗震而言，越是設計簡單、方正的房子抗震能力越強。所以選房時不應過于追求小區造型的個性。而且對于立面而言，那些看上去顯得頭重腳輕的建筑（如底層架空為較小的柱）往往抗震效果較差；四看房型：建筑布局上，根據戶型圖，看采用的是抗震性能很差的縱墻承重布局，還是抗震性能較好的橫墻承重或縱橫墻承重的布局；五看材料：鋼筋混凝土結構比磚混結構的抗震效果要好很多。材料的選擇上那些具有延性的材料比脆性的材料更能抗震；六看室內：鑒定墻體堅實程度如何，有無較大裂縫，有無明顯的外閃、鼓松以及墻壁有無嚴重堿蝕的現象。

汶川大地震這場巨大的災難所引發的嚴重傷亡，再次引發了人們對于自己日夜棲身的各種建筑抗震性的關注。 地震專家對歷次地震的分析顯示，人員傷亡總數的95%以上是由房屋倒塌造成的，僅有不足5%的人員傷亡是直接由地震及地震引發的水災、山體滑坡等次生災害導致的。作為地震中最直接威脅人民群眾財產安全的建筑物而言，每種結構的抗震能力我稍作入下分析。

鋼結構：鋼結構是以鋼材為主要結構材料。鋼材的特點是強度高、重量輕，同時由于鋼材料的勻質性和強韌性，可有較大變形，能很好地承受動力荷載，具有很好的抗震能力。 不過，由于鋼結構建筑的造價相對較高，目前應用不是非常普遍。一般的超高層建筑（100米以上）或者跨度較大的建筑通常應用鋼結構。

剪力墻結構：剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來承擔各類荷載引起的內力，并能有效控制結構的水平力，這種用剪力墻來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構。剪力墻結構在高層（10層及10層以上的居住建筑或高度超過24米的建筑）房屋中被大量運用。

框架結構：由鋼筋混凝土澆灌成的承重梁柱組成骨架，再用空心磚或預制的加氣混凝土、陶粒等輕質板材作隔墻分戶裝配而成。墻主要是起圍護和隔離的作用，由于墻體不承重，所以可由各種輕質材料制成。框架結構中，還有一種框剪結構，又名框架—剪力墻結構，它是框架結構和剪力墻結構兩種體系的結合，吸取了各自的長處，既能為建筑平面布置提供較大的使用空間，又具有良好的抗力性能。這種結構的住房有很好的抗震性。框架結構在現代建筑設計中應用較為普遍，我們所見的大多數建筑都是框架結構。

磚混結構：磚混結構中的“磚”，是指一種統一尺寸的建筑材料，也包括其他尺寸的異型黏土磚、空心磚等。 “混”是指由鋼筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料，包括樓板、過梁、樓梯、陽臺。這些配件與磚做的承重墻相結合，所以稱為磚混結構。磚混結構住宅一般以多層 （24米以下，住宅10層以下）住宅為主，其抗震性能比起上述三者相對弱一些。磚混結構一般應用在多層或者跨度不大的建筑，但由于磚混結構的房屋格局死板，墻面不能改動，加之近些年框架結構以及剪力墻結構應用得越來越普遍，在城市建設中已經很少應用磚混結構，目前我國只有城郊的一些建筑中還是磚混結構。

綜上所述，本人認為建筑在地震中的抗震表現與建筑自身的結構形式有很大關系，而建筑的結構形式有取決于結構設計，是根據建筑物所在地區的地質情況，建筑本身的用途、高度、荷載等等原因進行結構設計。

參考文獻：

[1] GB50010-2002，混凝土結構設計規范[S].

[2] JGJ3-2002/J186-2002，高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[3] GB50011-2001，建筑抗震設計規范[S].

[4] 包世華.新編高層建筑結構[M]（第二版）.

[5] SATWE 用戶手冊和技術條件[M].2005.