試論建筑結構抗震設計若干問題

■葛 洋 ■香港華藝設計顧問(深圳)有限公司南京分公司，江蘇 南京 210037

地震是人類歷史進程中最大的自然性災難傷害事件之一。我國是一個地震發(fā)生次數較多的國家，具有地震震源分布較廣，頻率較高，強度較大的特點。目前我國大陸已經進入了地震活躍期，近幾年發(fā)生了多場震級較高的地震事件，給人民群眾的生命財產健康安全帶來了嚴重的威脅。較大的地震可以在極短的時間里瞬間破壞建筑物，使其被摧毀，發(fā)生倒塌事件，給居住在這些建筑里的人們帶來了毀滅性的災難，造成了巨大的損失。

1 地震與建筑結構

無數次的地震事件已經證明，地震區(qū)的建筑結構是否合理，是否具有抗震設計，地震結束后的結果也是大大不同。大部分的建筑結構在設計建造時按照抗震設計標準來進行設計加工并且加固的建筑物都可以有效抵抗住地震帶來的考驗，并沒有發(fā)生大的倒塌事件;而那些沒有進行抗震設計的建筑物，地震發(fā)生時都在極短的時間內直接崩塌，成為了地震區(qū)的重點災難地點。想要使建筑物能夠有效抵抗住地震的沖擊，就必須將抗震設計帶到建筑結構設計中去。在進行抗震設計的時候要把抗震設防工作從建筑地點的選擇到規(guī)劃設計，進而具體的施工工程中，最后進行質量的監(jiān)控和審核都要進行層層把關，嚴格把握好抗震設計，這是減輕地震災害，加強抗震的有效措施。

2 新的地震設計規(guī)范

我國對建筑的抗震設防已經進行了一系列的改革，頒布了新的GB 50011 -2001《抗震設計規(guī)范》。這份設計規(guī)劃指導用書汲取了歷次大地震的震害經驗，采用了大量的國內外的抗震設計研究成果，從而更新了新的建筑設計理念，改善建筑設計的方法，從而增加建筑的抗震性，大大提高建筑結構抗震能力，為人民群眾的生命財產帶來了保證。我國的這份抗震設計具有極其重要的意義，其提出了按基本地震加速度進行抗震設計步驟，調整了相關的抗震設防的類別，增加了一些結構抗震分析和抗震變形分析的要求，嚴格規(guī)范了一些減震的設計等。這些規(guī)范上的更新和嚴格要求，標志著我國的抗震設計已經進入了一個新的時代。

3 建筑抗震設計中的三大問題

3.1 抗震場地的選擇

抗震設計中有一點很關鍵，便是抗震建筑場地的選擇。選擇對建筑抗震設防有利的地方，避開對建筑抗震不利的地方。地震在發(fā)生的時候，除了造成建筑結構瞬間毀滅外，場地的條件也具有一定的關鍵性原因。地震引起的地裂和地表崩塌會引發(fā)更多的災害。因此，應當選擇抗震地點好的場所，避開那些軟弱土地和液化土地，如果避不開那些場所，應當采取相應的措施，比如加強地基和結構，采用地樁法等，這些措施都可以有效穩(wěn)定地震所引起的不利影響。

這些是發(fā)生地震時土質的變化，抗震場地的選擇還有著很關鍵的作用。比如發(fā)生地震時，人們可以很快逃出受災建筑，不會因為抗震場所的擁擠等原因而造成人員撤離不及時，從而造成損失的不利情況。

3.2 建筑結構的體系選擇

建筑結構體系的合理選擇也是一個重要的問題。一般來說，建筑的結構體系設計要考慮到經濟性和安全性，因此，建筑結構的體系選擇要注意以下幾個方面:

第一，結構體系應當注意整體結構的協(xié)調性和穩(wěn)定性，避免因個別地方出現問題而造成整體結構喪失抗震能力。地震設防設計的一個重要原則就是結構應當具有必要的重力分配能力功能，也就是將受到的整體沖擊力合理分配到各個地方，在有些部分出現問題時，其他部分也能完成工作，避免崩塌。

第二，結構應當具有明確的計算圖和合理的地震作用傳遞途徑。這一點在抗震設計中具有非常重要的意義和作用。在設計中應當嚴格控制好這一方面，若是在進行這方面的設計時沒有明確的途徑圖和計算方案，一旦發(fā)生地震，地震的沖擊力會很快摧毀抗震設計，這樣會造成巨大的損失。因此，在進行抗震設計的過程中，應當盡量使垂直重力荷載在最短的路徑傳遞到豎向構件墻，通過相關部分結構設計來進行各種途徑的轉換，盡量減少沖擊力。同時，整體結構也要明確，它們的設計部分之間要有貫通和連續(xù)性，如果在豎直方向上有變化，那么變化也要控制到均勻。

第三，結構體系應當具備相關的承載能力。良好的承載能力和變形能力會消耗地震帶來的沖擊力。結構體系采用的鋼筋混凝土結構具有非常好的塑性內力重分布能力，能較為充分地發(fā)揮和吸收地震帶來的能量。

第四，結構體系應當有合理的剛度。雖然塑性對抗震性很重要，但是合理的剛度也是非常的重要，若是建筑的剛性不足，則在地震發(fā)生的一瞬間，局部地區(qū)就很可能發(fā)生突變和崩裂，變形過強也會使變形設計部分承受巨大的壓力，若是承受不住，則相關體系設計也會崩塌。因此，在實際的施工過程中，應當注意到這一點，應該加強重點部位的強度，避免造成損失。

3.3 重視建筑平面布置的規(guī)則性

建筑的設計應當符合抗震理念，符合設計規(guī)范，切記不能采用不符合規(guī)范的建筑設計方案。抗震設計方案的制定是非常講究的，抗震設計規(guī)范規(guī)定了對平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則，應該采用空間結構計算模型。我國建筑具有非常明顯的對稱性特點，這在抗震設計中也有非常關鍵的作用，通過對稱性這一特點來進行抗震設計體系構建，將地震時所受到的強大的沖擊力分配到兩端，兩端的各個抗震設防裝置和設計就會發(fā)生作用，對稱性特點會對這一沖擊力分散具有非常明顯的意義和作用。因此，在進行相關的設計中，應當注意到這一點，在實踐中重視這一規(guī)則。

4 對提高建筑抗震設計的建議

鑒于我國是地震爆發(fā)比較頻繁的國度之一，建筑的抗震設計是非常重要的，我國建筑的抗震設計意識已經漸漸蘇醒，相關的企業(yè)和建筑公司已經請專家對建筑設計圖紙進行抗震設計研究，我國的建筑抗震設計得到了巨大的發(fā)展。因此，筆者在此提出相關的幾點有關抗震設計的建議。抗震設計體系在建筑設計中是非常重要的，因此如何建立好一個合理的安全體系是非常重要的。為了提高抗震能力，應該從以下幾點開始下手，首先要有合理的布局。設計好地震分散力路徑圖。保證支柱和墻在同一水平線，從而形成構件，在地震作用時，塑性構造會進行彎曲，從而減少受到的沖擊力。其次，要按照相關的抗震等級來設計柱子、墻體，在關鍵的地點進行加固，保證建筑結構在地震作用下達到相關的標準。最后，要設置多道抗震設防線，多重的抗震設防線可以層層減少相關的沖擊力，一部分延性較好的構件，在受到一定程度的地震沖擊力之后會彎曲，然后崩潰，這時候有多重設防線便會起到作用，可以有效抵擋地震沖擊力，減少可能造成的損失，保證人民群眾的生命健康安全。

5 小結

多年的建筑抗震設計已經讓我國逐漸形成了一套具有我國特點的較為先進的抗震設計體系，且在不斷的使用過程中漸漸地成熟起來，然而，由于我國這方面的起步較晚，很多方面還是具有不足的地方，因此，這就需要以后更加注意。綜上所述，以后的抗震設計要更加注意科學合理性，根據相關的規(guī)范要求，嚴格執(zhí)行。努力做到大地震不倒塌，小地震沒有損壞的特點。相信隨著現代建筑工藝的不斷進步，收集獲得的案例不斷增加，我國的建筑工程抗震設計會在未來的一段時間內逐漸成熟，得到巨大的發(fā)展，邁上更加廣闊的天地和臺階。

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