房屋建筑結(jié)構(gòu)與抗震性能的關(guān)系探討

摘要：縱觀近幾年國內(nèi)外發(fā)生的幾次震級較大的地震中，各個災(zāi)難中的房屋損失程度卻不相同，本人認為這與當(dāng)?shù)氐姆课萁Y(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系，現(xiàn)在文中闡述一下我的觀點。

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu) 抗震 性能

首先是我國的幾種情況，青海玉樹地震發(fā)生后，有關(guān)方面調(diào)查顯示，該地區(qū)住宅多為土木結(jié)構(gòu)房屋，抗震能力很差，容易倒塌。但卻沒有水泥結(jié)構(gòu)的房屋倒塌造成的死亡人數(shù)多，而受傷人數(shù)比較多。汶川地震中，大多的磚混結(jié)構(gòu)，特別是采用預(yù)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(shù)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)建筑在日本的占有率更是達到了65%左右。據(jù)日本阪神地震后資料顯示，鋼結(jié)構(gòu)建筑在地震中的受損率遠低于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。無獨有偶，四川汶川地震，同樣是鋼結(jié)構(gòu)建筑的綿陽體育館也未受到損壞，且成為安置災(zāi)民的主要地點。玉樹的地震再次觸動人們的敏感神經(jīng)，也越發(fā)凸顯出節(jié)能抗震性的鋼結(jié)構(gòu)建筑在未來建筑發(fā)展中的重要地位和推廣的必要性。 地震頻發(fā)，引起人們對“什么建筑最抗震”的進一步關(guān)注。

現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)形式主要有磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)及整體承載式輕鋼結(jié)構(gòu)等，無論哪一種結(jié)構(gòu)，只要設(shè)計合理、高度與結(jié)構(gòu)形式相匹配，就應(yīng)該是抗震的。但在同等條件下進行比較，磚混結(jié)構(gòu)的主要承重材料磚砌體為脆性材料，抗震性能較差，框架結(jié)構(gòu)稍勝之。而框架剪力墻、鋼結(jié)構(gòu)及整體承載式輕鋼結(jié)構(gòu)，抗震性能優(yōu)于前兩種。

所謂“建筑的抗震系數(shù)”的提法并不規(guī)范。結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)，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(guān)，也就是考慮抗震等級時取用烈度與抗震計算時的設(shè)防烈度不一定相同。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁類四個抗震設(shè)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(guān)系，從抗震的能力上來講，平層的房子抗震性最好。躍層、復(fù)式和錯層戶型的房子雖然在居住的舒適和美觀度上占優(yōu)勢，但要達到與平房建筑相同的抗震標(biāo)準，所要采取的措施就更多。從設(shè)計上看，無論是高層還是多層，只要嚴格按標(biāo)準進行，均能達到抗震要求，高層建筑需采取更可靠的結(jié)構(gòu)形式，如磚混結(jié)構(gòu)只能建筑六層19米以下，高層則采用框架、框剪等結(jié)構(gòu)。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(shè)防標(biāo)準、結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工質(zhì)量。在房屋的設(shè)計中，許多結(jié)構(gòu)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(shè)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(fā)生八級地震時，樓體很可能會發(fā)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(jīng)過良好抗震設(shè)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(qū)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(jié)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(yīng)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(huán)境：房屋所在的周邊環(huán)境地形地貌是否為突出的嘴、高聳的山包、非巖質(zhì)的陡坡，是否處于不穩(wěn)定的沖溝以及可能發(fā)生滑波、地陷、崩塌、危巖滾落的地段，所處的場地是否有發(fā)震的斷層，有無古河道，地表下15米范圍內(nèi)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(chǔ)：一般說來，深基礎(chǔ)比淺基礎(chǔ)好；筏式基礎(chǔ)比條形基礎(chǔ)好；條形基礎(chǔ)比單獨基礎(chǔ)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(fù)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(shè)計簡單、方正的房子抗震能力越強。所以選房時不應(yīng)過于追求小區(qū)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(jù)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(jié)構(gòu)比磚混結(jié)構(gòu)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(nèi)：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(xiàn)象。

汶川大地震這場巨大的災(zāi)難所引發(fā)的嚴重傷亡，再次引發(fā)了人們對于自己日夜棲身的各種建筑抗震性的關(guān)注。 地震專家對歷次地震的分析顯示，人員傷亡總數(shù)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(fā)的水災(zāi)、山體滑坡等次生災(zāi)害導(dǎo)致的。作為地震中最直接威脅人民群眾財產(chǎn)安全的建筑物而言，每種結(jié)構(gòu)的抗震能力我稍作入下分析。

鋼結(jié)構(gòu)：鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為主要結(jié)構(gòu)材料。鋼材的特點是強度高、重量輕，同時由于鋼材料的勻質(zhì)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(jié)構(gòu)建筑的造價相對較高，目前應(yīng)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(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)。

剪力墻結(jié)構(gòu)：剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用剪力墻來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)：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(yù)制的加氣混凝土、陶粒等輕質(zhì)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(zhì)材料制成。框架結(jié)構(gòu)中，還有一種框剪結(jié)構(gòu)，又名框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，它是框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種體系的結(jié)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(jié)構(gòu)的住房有很好的抗震性。框架結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑設(shè)計中應(yīng)用較為普遍，我們所見的大多數(shù)建筑都是框架結(jié)構(gòu)。

磚混結(jié)構(gòu)：磚混結(jié)構(gòu)中的“磚”，是指一種統(tǒng)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(jié)合，所以稱為磚混結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)一般應(yīng)用在多層或者跨度不大的建筑，但由于磚混結(jié)構(gòu)的房屋格局死板，墻面不能改動，加之近些年框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用得越來越普遍，在城市建設(shè)中已經(jīng)很少應(yīng)用磚混結(jié)構(gòu)，目前我國只有城郊的一些建筑中還是磚混結(jié)構(gòu)。

綜上所述，本人認為建筑在地震中的抗震表現(xiàn)與建筑自身的結(jié)構(gòu)形式有很大關(guān)系，而建筑的結(jié)構(gòu)形式有取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計，是根據(jù)建筑物所在地區(qū)的地質(zhì)情況，建筑本身的用途、高度、荷載等等原因進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。

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