加強建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思考與措施

陳慶強

（福建福州）

加強建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思考與措施

陳慶強

（福建福州）

自實行改革開放以來，我國的經(jīng)濟得到了迅速的發(fā)展，我國建筑建設(shè)能力得到了極大的提升，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，僅2015年上半年我國全國建筑業(yè)總產(chǎn)值就達到了72374億，規(guī)模可謂巨大。而為了保障建筑物的質(zhì)量就必須對建筑物的設(shè)計結(jié)構(gòu)進行全面的考量，作為工程建設(shè)需要考慮的一個重要方面，近些年來建設(shè)者對建筑抗震倒塌能力的思考更加深入，特別是汶川地震發(fā)生以來，對其的研究從未終止。為了使建筑物在地震中受到最小的影響，保證人民群眾的生命財產(chǎn)健康安全，就必須提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。本文就將從多個角度對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能進行分析，并簡要介紹關(guān)于提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的一些方法和思想，希望會對相關(guān)人員提供些許參考。

建筑結(jié)構(gòu)；抗地震倒塌能力；設(shè)計思想；方法

地震是人類在生存中常見的重大自然災(zāi)害之一，又稱“地動”，“地震動”，是地殼在快速釋放能量過程中產(chǎn)生的振動，會產(chǎn)生地震波，具有突發(fā)性強、危害嚴重等特點，高強度的地震往往會給人民的生產(chǎn)生活帶來巨大的影響。2008年發(fā)生的“512”汶川大地震，共造成了68712人遇難，17921人失蹤，直接經(jīng)濟損失8452.1億元，此次地震影響深遠，對我國多個行業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域均造成了較大影響，其中關(guān)于地震中建筑物大規(guī)模倒塌的現(xiàn)象，據(jù)專家研究主要原因是由于抗震倒塌能力不足造成的，所以自此我國便將提升建筑結(jié)構(gòu)抗震性能當做了建筑建設(shè)中的重要課題。

1 提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想分析

在進行工程建設(shè)時，為了保證工程建設(shè)的進度和降低工程難度，一般建筑工程師會選擇將整個建筑結(jié)構(gòu)進行拆分，分成幾個獨立的建筑構(gòu)建。建筑是依賴與建筑整體結(jié)構(gòu)的，但它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定卻對整個建筑結(jié)構(gòu)有著重要的影響。一般而言，若想使整個建筑結(jié)構(gòu)發(fā)揮其應(yīng)有功能，完成整體系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，就必須使所有的構(gòu)建之間協(xié)同作用，所有構(gòu)件共同的“合力”才會使建筑物達成這一目標，而且構(gòu)件之間的不和諧、不合理現(xiàn)象，不僅會影響到整個建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能的發(fā)揮，還會對建筑系統(tǒng)的整體抗震力產(chǎn)生深刻的影響，而且這種影響有極大的可能是負面的[1]。另外，由于地震存在著復(fù)雜性和不確定性，在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中，即使對當?shù)氐刭|(zhì)情況和史料文獻進行了充分測算，但是仍然存在發(fā)生超出建筑抗震設(shè)計強度的地震的可能。所以在進行建筑抗震設(shè)計時一定要審慎思量，一定要提高建筑伸縮性，弱化地震對建筑的沖擊；一定要確保墻體的安全程度，以便提高建筑整體的抗震性能；還要依據(jù)實際情況進行全方面的分析，以科學(xué)的預(yù)見來減少高強度地震對人民生命財產(chǎn)的損害。

2 提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計方法

2.1 選擇科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方式

在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，對建筑結(jié)構(gòu)體進行選擇是十分必要的，建筑結(jié)構(gòu)體的選擇標準要遵循實際性、實用性和安全性等多方面的考量，一定要進行充分考察，以確保找到最適合的建筑結(jié)構(gòu)體。一般來說在進行高層建筑的設(shè)計工作時，設(shè)計工作者通常會采用框架－剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)這三種結(jié)構(gòu)方式。下面筆者就將進行簡要介紹。

2.1.1 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架承受來自水平方向的重量承載，而剪力墻則承受的是來自垂直方向的重量承載，能承擔各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力，在建筑中采用此種結(jié)構(gòu)設(shè)計會使建筑具有較強的抗震緩沖能力，建筑的“韌性”極佳。需要注意的是，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具體的施工過程中，一定要對各層樓板之間的情況變化進行合理控制，以保證框架與剪力墻在地震發(fā)生時能夠有效實現(xiàn)協(xié)同作用，在建筑設(shè)計理念方面，一定要遵循“強柱弱梁”的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，以便降低墻體因受到剪應(yīng)力而造成的破壞，降低地震所帶來的損壞[2]。

2.1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)

因為剪力墻需要對整個建筑結(jié)構(gòu)水平方向與垂直方向負荷進行承擔調(diào)整，所以其需要非常高的強度與剛度，所以在地震發(fā)生時，此結(jié)構(gòu)能夠起到較好的抗地震倒塌能力的作用，會使建筑物的安全性得到很大程度的保證，此種結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了高層建筑結(jié)構(gòu)當中。

2.1.3 鋼結(jié)構(gòu)

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的伸縮性，所以，當?shù)卣鸢l(fā)生時鋼結(jié)構(gòu)可以對地震引起的沖擊力進行有效的削弱，使建筑物在地震災(zāi)害中所受到的影響最小，而且鋼結(jié)構(gòu)除了安全性突出外，還具有施工周期短、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，這將是我國未來很長一段時間內(nèi)的房屋建筑設(shè)計的發(fā)展方向[3]。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)合理的布置設(shè)計

在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，設(shè)計人員不僅要注重選用科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)，還要對建筑結(jié)構(gòu)的布置設(shè)計進行深入的考慮，一定要保證建筑結(jié)構(gòu)布置的合理性。要保證建筑結(jié)構(gòu)的合理性一般要從如下幾個方面入手：①為了保證建筑結(jié)構(gòu)的承重問題，一定要在豎向的建筑承重結(jié)構(gòu)中使建筑結(jié)構(gòu)均勻布置，要符合力學(xué)規(guī)律，要盡量避免因顧及視覺效果而出現(xiàn)得內(nèi)收或外挑現(xiàn)象；②在進行建筑結(jié)構(gòu)的布置過程中要盡可能的保證建筑安全性，要注意建筑結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力的變化，避免安全問題的發(fā)生；③在進行建筑結(jié)構(gòu)布置設(shè)計時一定要遵循常規(guī)可靠的布置方式，要保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的負荷力度和承載能力，以便在災(zāi)難來臨之時可以降低建筑坍塌的可能性，減少災(zāi)害所造成的損失。

3 高層建筑抗地震倒塌的設(shè)計方案

3.1 設(shè)計科學(xué)合理的抗震防線

設(shè)計科學(xué)合理的抗震防線可以有效的增強抗震能力。地震災(zāi)害發(fā)生時建筑結(jié)構(gòu)遭到破壞的主要原因就是由于建筑物地基沉降，使得建筑物的整體結(jié)構(gòu)遭到破壞，所以在進行建筑結(jié)構(gòu)的整體規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)將以地基設(shè)計為代表的基礎(chǔ)抗震防線納入其中。在進行具體的設(shè)計中，設(shè)計者一定要遵循實事求是的原則，完善設(shè)計的前期準備工作，對施工地點、施工方式進行選擇，盡可能的減少地震發(fā)生時對建筑物所造成的損害，還要對地基基礎(chǔ)的預(yù)埋深度進行緊密估算，在保證整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的同時，還要對盡可能的降低資源消耗。在我國目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中大都采用了多道抗震防線設(shè)置，并取得了良好建設(shè)的效果。

3.2 提高結(jié)構(gòu)延性，保證設(shè)計的科學(xué)性

若有地震發(fā)生那么建筑物就會發(fā)生扭曲變形，這就會是建筑結(jié)構(gòu)的延性。通俗意義上來講結(jié)構(gòu)延性使得建筑物所承受的地震波得到了分散，這就相當于提高了建筑整體的承載力。所以，在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時一定要注重提高建筑物的延性，而且同時還要注意建筑結(jié)構(gòu)的特點，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性。

3.3 優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計

對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行優(yōu)化設(shè)計，可以有效的提升建筑結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力。地震之所以會對建筑物造成極大的損害是因為地震的橫波和混合波進行混合作用，使得建筑結(jié)構(gòu)劇烈晃動，而由于建筑結(jié)構(gòu)的某一方面可能存在抗地震倒塌能力的缺陷，所以就會出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的坍塌。所以，基于此種原因，在進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，一定要確保建筑構(gòu)件設(shè)計的科學(xué)性，加強構(gòu)件間的關(guān)聯(lián)，注重整體性原則，還要注重構(gòu)建的質(zhì)量，以便提升建筑整體結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌功能[4]。

4 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增加，對建筑面積的需求也會越來越大，為了滿足這種需求，實現(xiàn)建設(shè)效益的最大化，開展高層建筑建設(shè)已經(jīng)被提上日程，但是由于高層建筑內(nèi)人員密集，一旦發(fā)生地震災(zāi)害將會對其產(chǎn)生嚴重影響，所以為了保證人民的生命財產(chǎn)健康安全有必要對建筑整體結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌功能進行深入研究。

[1]葉列平，曲哲，陸新征，馮鵬.提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2008，04：42～50.

[2]萬昱麟.提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法[J].中華民居（下旬刊），2014，02：84.

[3]李俊.提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法[J].中華民居（下旬刊），2014，06：79～80.

[4]段安洪.提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的設(shè)計思想與方法[J].有色金屬設(shè)計，2015，01：43～45.

TU352.1+1

A

1673-0038（2015）45-0088-02

收稿日期：2015-10-9

陳慶強（1970-），閩侯人，本科。