抗震技術在民用房屋結構設計中的應用

葛永華

（廣州南方建筑設計研究院廣東廣州510640）

抗震技術在民用房屋結構設計中的應用

葛永華

（廣州南方建筑設計研究院廣東廣州510640）

房屋建筑不僅是人們日常生活的重要基礎，也是保護人類的一道重要防線。地震是常見的自然災害之一，它對建筑結構具有難以想象的破壞力。然而，由地震引起的建筑結構倒塌，往往會給人民的生命財產安全帶來極大的威脅。本文對抗震技術在民用房屋結構設計中的應用進行了深入的分析。

抗震技術；民用房屋；結構設計

1　引言

地震是一種較為常見的自然災害，地震的發生往往會伴隨著建筑結構的倒塌，從而給人們的生命財產安全帶來極大的威脅和損失。近年來，由于我國地震等地質災害頻發，致使加強建筑結構的抗震倒塌能力成為建筑工程建設的一個重要項目。抗震技術成為建筑結構設計中最為關鍵因素，它直接決定著人們的生命和財產安全。所謂建筑結構設計主要是指建筑相關專業設計人員經過認真仔細的對設計任務書進行閱讀和研究之后，所對建筑物進行的總體全面的結構設計，從總體上來看，它起著直接控制和主導建筑物抗震性能的作用。建筑結構抗震設計作為建筑設計的重要組成部分，對建筑的穩定性和抗震性起到至關重要的作用，因此，研究其常見問題和解決方法具有重要的意義。

2　建筑結構抗震倒塌的主要影響因素

2.1原材料的選擇

對于建筑結構抗震施工設計來說，原材料的選擇是及其重要的，它對建筑物的抗震倒塌能力具有決定性作用。在建筑結構設計中，原材料的選擇是確保地震對建筑破壞程度最小化的基礎工程，采用高質量，高品質的建筑材料，就會隨之提升建筑物的抗震倒塌能力，從而在最大程度上降低地震對建筑的破壞程度。尤其是在建筑結構的墻體部分，一定要選擇抗震性能較好的材料，由此才能為建筑結構抗震倒塌能力的設計提供強有力的保障，從而增長建筑的使用年限。

2.2施工質量

建筑的施工質量不僅彰顯著一個企業的內在修養，更關系著人民的生命及財產安全。然而，一些建筑企業為了實現利益最大化，縮短工期，忽略施工質量，從而給建筑結構抗震倒塌性能的設計帶來了不可預估的潛在危險，從而威脅著人民的生命財產安全。建筑結構的施工質量，不僅對建筑結構的抗震倒塌能力具有直接的影響力，而且也是強化建筑結構抗震倒塌能力的重要因素。因此，作為施工企業來說，一定要嚴格把握施工質量，在獲得自身利益的同時，也為住戶及社會帶來保障。

2.3選擇合適的施工場地

選擇適當的施工地，不僅能保障施工進度順利進行，而且能為公司的利益帶來最大化。在實際的建筑施工過程中，部分建筑企業在施工之前并未對地理位置進行進一步的探測和勘察，由此導致建筑企業因結構原因引發危險和破壞。選擇不恰當的施工場地以及河岸滑坡等易發生地震等自然災害的地方，大大提高了風險發生的概率，從而對建筑結構造成極大的破壞及威脅。因此，施工單位在施工之前，一定要做好對施工地的探測工作，這樣不僅可以為建筑的質量打下良好的基礎，也為施工單位提供了便利，同時為公司的利益帶來最大的保障。

3　加強建筑結構設計的抗震技術

3.1合理選擇建筑施工場地和建筑材料

合理選擇建筑施工場地和建筑材料，是提高建筑結構抗地震倒塌能力的重要因素。在進行建筑結構設計時，建筑場地必須要選擇在遠離已發生坍塌的山崖和容易出現泥石流的山體地帶，以免發生不可控制的自然災害。在進行建筑工程方案設計前，必須要仔細勘察施工場地的環境，充分了解施工場地的地理條件，從地理位置上降低地震活動對建筑物的影響。合理選擇建筑結構材料對提高建筑結構抗地震倒塌能力具有十分重要的意義。建筑材料必須要選擇抗震性能好的材料，嚴禁部分施工單位為降低施工成本而偷工減料，從而產生工程質量問題，引發災難。

3.2懸掛抗震

懸掛抗震裝置結構很大部分的質量甚至是全部質量均懸掛在地面上，地震到來時，建筑結構上層的分離導致無慣性力產生，從而達到顯著抗震的目的。懸掛抗震的原理是阻止地面的地震波傳遞至建筑主體結構，防止主體結構受到損壞。懸掛抗震技術適用范圍沒有其他技術的應用范圍廣泛，鋼結構，大型鋼結構是其主要的使用結構，又分為主框架和子結構兩部分，懸掛子結構，主框架結構便與子結構分離。當地震波到達懸掛部位時，地震能量大大減少，有效控制了地震的傳遞，減少建筑在地震中的損害。

3.3強基設防

施工單位必須要在關鍵部分加固設防，為建筑物的抗震防災能力提供保障。所謂強基設防，就是加強地基抗震能力，設置抗震防線。地基沉降引起的結構破壞，是導致建筑受地震影響倒塌的主要原因。①加強地基的抗震能力，合理選擇最優地基，是提高建筑結構抗地震倒塌能力的有效途徑。②還需要清楚地了解施工場地的土壤性質。一般要選擇土質堅硬的地帶進行施工，不僅可以有效地提高抗震倒塌能力，而且還能降低地基的沉降速度。③合理設計地基的埋置深度，也可以有效地降低地震引起的滑移和傾覆，從而提高整個建筑的穩定性。④通過設置抗震防線來降低建筑結構的破壞，提高建筑結構的抗震能力。對于建筑結構來說，地基關系著整座建筑物的壽命。

3.4層間抗震

抗震技術結合抗震技術即為層間抗震。但是層間抗震的減震效果比基礎抗震技術的減震效果差，低20%左右。雖然層間抗震技術沒有非常明顯的效果，但此項技術有廣泛的應用范圍，不僅能夠用于新建建筑物，而且能對既有建筑物進行加固。地震與地質結構關系密切，當建筑物與地震波運動的方向相同時，相較于垂直于地震波方向的建筑來說，其運動幅度更大，震害更慘重。所以，在建筑物的抗震減震設計中應要關注這一點，充分考慮建筑所在地的地質情況，仔細研究該地的地震震向，盡量保持建筑物的走向與垂直于地震方向，從根本上降低地震對建筑的危害。層間抗震的初衷是在原結構上安裝耗能減震裝置，該裝置由質量和抗震支座組成，地震來臨時，裝置抗震和質量減震共同協作用于吸收地震能量，消弱地震損害，使地震對建筑結構的影響降低。抗震裝置的支座材料可選用橡膠，通過改建結構夾層或原結構隔熱層，就能達到減震的目的。層間抗震如圖1所示。

圖1　層間抗震

3.5強化局部構件，加強構件間的連續性

地震發生時，會產生的橫波和混合波，其對建筑結構具有極大的破壞力。因此，在進行建筑結構設計時，要重視局部構件的設計，確保建筑物的主體結構與局部構件間的連續性和穩定性。同時，要加強對建筑后砌墻的連接設計及框架設計，實現構件間的連續性，從而降低因受力不均出現的抗震薄弱區，提高整個建筑物的抗震能力。

3.6合理設置建筑嵌固端

建筑物的質心和鋼心不一樣會使得建筑物重心不穩的狀況，在地震發生時建筑結構就會出現很大的扭曲，造成破壞的加大。所以按照建筑場地地基特點與受地震破壞作用的強弱做好分類，遵循形狀規則、豎向均勻和結構對稱的原則，并且根據建筑場地的實際情況做好抗震措施，保證建筑結構的重心保持穩定，避免建筑結構出現頭重腳輕的現象。建筑嵌固端如圖2所示。

3.7提高減震技術，提高建筑結構抗震能力

圖2　建筑嵌固端

目前，被廣泛應用于建筑結構減震的技術是增加建筑結構的附加阻尼。在建筑結構中安裝減震裝置，可以有效提高建筑結構的抗地震倒塌能力。一般來說，降低地震能量的減震裝置都安裝在建筑結構上，以降低對建筑結構的影響。但是，建筑結構的變形可能會影響減震裝置功能的發揮。因此，減震技術還需要不斷提升和優化，發展成一更成熟更有效的減震裝置，從而提高建筑結構的抗地震倒塌能力。

4　結束語

目前，加強對建筑結構設計的抗震技術，在當前的建筑結構設計中變得越來越重要。因此，我們在整個設計施工的過程中，綜合考慮實際施工需要和相關技術要點，以高度的熱情和積極的態度完成設計工作，嚴格把手每一環節的質量關，不斷優化建筑結構抗震設計，從而促使建筑結構抗震倒塌能力得到最大的提升，提高建筑物的使用壽命。

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2015-3-19