談建筑結構的抗震設計

張 馬 兵

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

談建筑結構的抗震設計

張 馬 兵

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

分析了建造房屋時選擇地質的注意事項，對建筑地基、屋頂和墻體的抗震設計進行了介紹，并從建筑高度、寬度、架構、防震縫等方面探討了建筑物在整體設計時的抗震性能要求，以保障住房的安全性。

建筑，抗震，墻體，結構

0 引言

有關統計數據，現今全球每年發生的自然地震事件已高達55萬次之多，而我國的地震次數居然占其中的近1/3。地震給人們的生活帶來極大的不便，嚴重的影響我國的社會經濟發展。人們愈來愈關注建筑物安全性能，建筑師在設計房屋時也須謹慎對待房屋使其具有優良的抗震性能。若發生地質災害，應盡量減少建筑物對人員生命和財產的損害，把危險降到最小。本文闡述房屋的建筑結構中關于抗震防震的設計要求。

1 建筑的地質

在地質災害發生時，在地震面積范圍內建筑體都會受到嚴重的損害。這是因為地震時的地殼運動，會對建筑結構造成直接性的傷害，因此地質的條件也是影響建筑物安全性的一大因素[1]。建筑師在選擇建造房屋的同時，需考慮地質情況，進行合理的選擇規劃。

有以下四方面需要注意：

1)建造房屋時更可能選擇地勢平坦開闊、地質堅硬有助于防震抗震的地質條件，因而在災害發生時，能有效的降低地基土在震動期間的凹陷情況，達到防范建筑物的塌陷狀況。

2)建造房屋時要盡量避免在地質松軟、地勢狹窄高低不平的地方，如河岸、山坡等地。這樣可以有效的防止地震時地面的坍塌下陷不良情況。若無法避免在其不良地質建造時，應多采用其他相應的防護措施，以達到抗震防震的目的。

3)建造房屋時不能選擇自然災害頻發區的地質條件[2]，如滑坡、泥石流、沙塵暴等地。因自然災害有并發癥情況，應注意避免在地震災害來臨之時，帶來其他的自然災害，從而加重建筑結構的損壞。

4)建筑房屋時的覆蓋物厚度和地質剛度又是影響建筑結構防震抗震性的兩大要素。有研究表明，建筑體地質堅硬程度、覆蓋物的薄厚程度都會影響其自身的減震抗震能力。因而，建筑師在選擇建造地質時，也應注意地質的剛度和覆蓋物的厚度。

2 建筑的地基

第一，建筑房屋時，任何一個相同的建筑體不能建筑在不同類型的地基之上。為達到良好的抗震防震作用，建造地基時，應盡可能的使用天然地基或者是地樁基，防止出現一個建筑物的地基有兩種不同的組成成分，提高建筑物地基的剛度和強度。

第二，在建造地基的基礎設施時，應注意調控地基的埋置深度。一旦基礎設施的深度埋置太淺，則會大大減少建筑物的鑲嵌作用，降低在地質災害發生時建筑物的穩固性，提高地震災害的發生概率。因而，建筑師在設計房屋的地基時，應注重地基基礎設施的深埋位置，盡可能加深埋置距離。并監督做好基礎凹槽的回填工程和夯實地基土的工程等，保證回填的土質緊密切合的重合接觸，加大建筑物的穩定性[3]，降低發生災害的幾率。

第三，基礎建筑和上層建筑是構成建筑物的兩大主體，建造室外的下地坪時，不能利用內外的交圈作為基礎的梁圈，這會阻礙基礎建筑和上層建筑的一致性。另外，上層建筑的結構應被鑲嵌進入基礎的梁圈中，加強上層建筑和基礎建筑間的緊固程度。若建筑物處于地基的條件較差，應在其底部加入梁圈來增添穩固性。

3 建筑物的屋頂和墻體

可想而知，在地震時，建筑物的質量輕，隨之受損害的程度也低；建筑物質量重，隨之受損害的程度也高。換句話說，建筑質量與地質災害發生時的損傷程度是正比例的關系。建筑的穩固性也是影響其受災害程度的一大因素，越穩定傷害程度越小。建筑房屋，應注重其建筑的質量和建筑物的穩固性，從而降低災害的損傷程度。

從一個角度來說，降低建筑周圍結構的質量，能有效的減少建筑物墻體的質量。建筑物墻體的質量較重，則會降低防震抗震的能力，在發生地質災害的同時，建筑體受到的損傷也就越大，造成傷害更多。因而，建筑師在設計房屋時，應格外注重減少墻體的質量。

從另外一個角度來說，在建造屋頂時，應選用質地較輕、強度高的材料。盡可能的不在屋頂的設計中添加任何的裝飾物，這都會增加屋頂的負擔，加重質量，增加建筑物實際高度，在抗震防震中是不良因素[4]。若必須建造另外的附屬品在屋頂上，則應注重降低建筑物的高度，增加其穩固度。因此，選擇合理的質輕的屋頂材料，對房屋的安全性能也有很大的幫助。

4 建筑物的整體設計

4.1 設計建筑物的高度寬度

對建筑物本身而言，發生災害時的受損程度與其高度和寬度都有一定的影響關系。研究顯示，建筑物受地震的波動，會隨著建筑物本身的歪斜程度的升高而升高，從而引起對建筑物寬度的思考。建筑物的寬度越大，其受損害程度就越大。另外，建筑物本身過于高大，樓層數越多，其在地質災害中傷害也就越大。為降低地震對建筑物的損傷程度，保證建筑自身的抵抗力，在進行設計建造時，需要建筑師對建筑物的寬度和高度做出仔細的計算，盡量降低風險。在實際的操作中，在追求一定的外形美觀時，應更加注意安全性能。

4.2 設計建筑物的架構

結構的質量與韌性均勻分布，建筑平面規則的平面和三位平面，都是建造抗震防震建筑物的重要內容。若建筑物的平面設計十分繁雜，建筑的質量和韌度不均且分布凌亂，在地震來臨時，建筑物本身會發生扭曲[5]，整個建筑都會受到嚴重的損害，因而，規則均勻對建筑來說十分重要。若建筑具有規則的平面，整體質量和韌度均勻，則在受震時發生的損傷較小。但建筑物使用參差的立面結構，則容易在災害中因高度略高而發生鞭梢效應。

4.3 設計建筑物的防震縫

建筑物的防震縫在整體結構中也尤為重要。在設計防震縫時，首先需要將建筑物分為互相獨立均勻規則的模塊。防震縫的兩邊應具有充分的長寬度，使防震縫與上層結構完全隔離。最后應按照建筑的外形，在防震縫的兩旁放置準備好的墻體。防震縫的應用主要體現在地震的設防區域，雖然我國對于防震縫的寬度有明確的指標，但由于地震，地殼發生碰撞時，防震縫的寬度不能保證，防震縫在實際應用中仍存在一定的困難。

4.4 設計建筑物的墻體

建筑物的主要承重部件就是墻體。而建筑物的墻體使用數量取決于建筑物的剛度。實際中還需考慮承重墻的存在，增加承重墻后，會加寬相鄰兩個墻體之間的間隔，則會導致降低建筑物的防震抗震性能和建筑物本身的剛度，因此，在設計中應合理的安排墻體的橫面和縱面，保證建筑物的穩固性，達到抗震目的。

5 結語

當下，建筑物的防震抗震技術是一項十分重要的技術，建筑物抗震性能設計的好壞將直接影響到建筑物抗震性能的好壞。因而結構師在設計防震建筑物時，應謹慎的根據抗震設計的要求和影響情況做出適宜的設計，滿足人們的住房需要和安全需要。最大化的提高建筑物的抗震防震性能，就能降低自然災害對人們生命和財產的傷害。

[1] 趙述鵬,周曉龍.建筑設計在抗震設計中應注意的問題[J].建材世界,2012(6):112-114.

[2] 董增輝.解析建筑結構的抗震設計[J].民營科技,2013(4):211.

[3] 蘭友盛.建筑設計在建筑抗震設計中的探討[J].民營科技,2011(2)：303.

[4] 杜 軍,戴 虹,趙 鑫.在建筑抗震“概念設計”過程中應注意的事項[J].科技風,2009(9)：32.

[5] 王春娥.建筑設計中提高建筑抗震性能的意義及策略[J].山西建筑,2012，38(1):32-33.

Introduction to the seismic design of building structures

Zhang Mabing

(ShanxiArchitecturalDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

The paper analyzes geological selection matters in housing construction, introduces building foundation, and anti-seismic design of roof and wall, and explores anti-seismic performance demands in integral building design from the aspect of building height, width, architecture, seismic-protecting cracks, with a view to guarantee the safety of government-guaranteed building.

building, anti-seismic, wall, structure

2015-08-03

張馬兵(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)31-0031-02

TU352

A