關于建筑結構抗震設計若干問題的探討

文/陳欣 武漢東藝建筑設計有限公司 湖北武漢 430015

關于建筑結構抗震設計若干問題的探討

文/陳欣 武漢東藝建筑設計有限公司 湖北武漢 430015

地震的破壞力極強，而且具有突發性，給人類生命安全和財產安全帶來極大的威脅，近年來地震災害頻發，人心惶惶，建筑結構的抗震設計得到了眾多國內外有關工程的重視。然而人們還未全面的了解到地震中建筑被破壞的原因，這就大大阻礙了抗震設計研究的進程。本文就建筑結構抗震設計研究中的若干問題展開討論。

建筑結構；抗震；若干問題

隨著當代社會水平的發展，不論是小城鎮還是大城市都涌現出越來越多的高層建筑，而建筑的安全問題就成了一個最關鍵的問題。遇到地震這種破壞力極強的自然災害，對高層建筑無疑是致命的打擊。

一、地震中建筑物遭到破壞的原因

(一)建筑材料質量問題

材料為建筑之根本，質量低劣的鋼筋水泥等材料會直接導致建筑物堅固度不夠，遇到地震這種自然災害更容易倒塌，破裂。

(二)根基不穩

地震時若根基不穩，會導致沉降不均勻從而致建筑物傾斜倒塌，選擇適宜的基地是建造房屋的基礎。如汶川大地震中，北川縣有多幢鄰河房屋發生整體下陷，因為鄰水的地帶土質松軟，在遭遇外界破壞時土結構易發生位移。

(三)結構設計不合理

建筑物構件之間若不牢固，會影響建筑的整體穩定性，遇到地震房屋會扭曲變形倒塌。結構設計較復雜的建筑相對來說更易遭到破壞。因此，在進行建筑結構設計時應嚴格規范抗震要求。

(四)施工問題

如地基打不穩，少放錯放鋼筋，泥漿不夠粘稠，偷工減料等問題會極大的影響建筑的牢固程度。遇到地震各種質量問題都將暴露。保證施工質量也是建筑過程中的一個關鍵問題。

二、建筑結構抗震設計中存在的問題

(一)結構體系

在選擇抗震建筑物的結構體系中，應注意一下幾個問題：(1)應具備一個思路清晰的設計簡圖。(2)在建筑的薄弱部位應相應的加強加固，采取多重措施進行保護。(3)在建筑物內部應在主梁上多受力，確保一條最短最有效的地震傳遞路徑，使各部位受力強度合理。(4)應設計多條抗震防護路線，以做到有備無患。(5)應保證建筑結構部件的質量，才能保證整體建筑的抗震性。(6)盡可能采用混凝土材料或鋼結構，這類材料柱斷面尺寸較小，質地較柔，有更好的抗震性能。

(二)合理控制抗震建筑的高寬比

建筑的高寬比是總高度與最小寬度的比值，它是關于抗震建筑的承載能力、結構穩定性、抗震強度等的一個重要參數。事實上，建筑的高寬比并非有一個標準的限制范圍，只是在抗震設計中應進來規范要求，確保萬無一失。

而抗震建筑的高度應有一個適宜的限度，因為在地震中，建筑物越高，不可預測因素越多，建筑物的高度設計的不合理，其安全性能、抗震能力等都得不到保證，合理的設計建筑物的高度很是關鍵。

(三)正確合理的選擇材料

單純從抗震角度考慮，建筑材料應具備質地輕、質地均勻、抗震性能強的條件。其中鋼結構和混凝土材料較符合抗震要求。

目前來說，鋼結構是所有材料中最符合抗震設計的要求，其質地輕，材料均勻，具有很好的延展性，美中不足的是鋼的材料費用及維護費用較高，在經濟方面不合理。

而混凝土結構相對來說價格公道結構的整體性能也較合理，但它也有難以解決的漏洞：該材料可以抗短時地震，當時無法承受長時間的地震沖擊，長時間的沖擊力會使混凝土開裂，產生無法修復的損傷，無法保證建筑的絕對安全。

若能合理的搭配鋼材料和混凝土材料的比例，既能達到抗震效果，又能確保經濟上合理。

三、加強建筑抗震的策略

(一)選擇適宜的建筑場所

應選擇較平坦的，對抗震有利的場地構建房屋，避開地質松軟，地勢較洼，鄰水，斜坡等不利地勢。還應盡量保證地基性質的一致，檢測土質的黏性，剛度等因素，保證地基均勻，堅固。

(二)選擇適宜的結構布置

首先從抗震角度考慮，選擇一種最合適的結構形式，其次從防震程度，房屋高寬度，材料，場地等多方面因素來綜合考慮，盡可能保證構件之間的連接完整，合理，流暢，堅固力求最大可能的發揮建筑材料的作用。

(三)合理的外形布置

建筑結構應盡可能做到簡單，層次分明，結構布置應符合抗震設計的要求，對建筑的薄弱部位加強措施，保證建筑外形規則簡單。還應嚴格遵守高寬比要求，保證建筑的抗震性能。

(四)設置多道抗震防線

設置多道抗震防線可避免因部分結構遭到破壞而使整個建筑喪失抗震能力。設置多道防線應滿足一下要求：第一道防線應盡量選擇較好的抗震構件，從而使其盡可能的吸收地震的破壞力，其次第二道第三道防線再發揮相應的作用，這種多層次防護體系有效的提高了建筑物的整體安全性。

四、建筑結構抗震設計的重要意義

(一)減輕地震災害的破壞程度

建筑結構的抗震設計是通過加固建筑和建立防護來減少破壞的一種方法。保證建筑物在地震中將損失降到最低，減少人員傷亡，最大程度的保證了人們的生命安全和財產安全。

(二)做好震前防御

建筑防震是地震預防工作中的最有效的措施，研究表明地震中房屋倒塌是威脅人們生命安全的最大因素，發生地震時大多數人都在室內，建筑安全才能保證人們安全，建筑結構防震設計對抵御地震災害具有里程碑的意義。

(三)為防震設計提供依據

數據證明在地震中由于建筑物的破壞造成人員傷亡的比例超過了百分之九十，具有防震設計的建筑在地震中有效的減少了人員傷亡的比例，這些數據參數是防震設計的一個重要依據。

五、建筑結構防震設計的前景發展

建筑結構抗震設計的特點由單一向完整性過渡，這種發展趨勢更加合理。隨著當今科技水平的提高和社會經濟的發展，建筑結構的抗震設計更加科學，安全，合理。近些年來自然災害頻發，人們對自身安全也憂心忡忡，建筑物的抗震設計也顯得日益迫切。現近，建筑結構的抗震設計影響在日益增大，引起了國內外眾多人士的高度重視，目前的模擬抗震實驗也獲得了初步成功，得到了廣泛應用。

[1]謝晶.淺談建筑結構抗震設計中存在的問題，城市建設理論研究，2013

[2]楊秋根.建筑結構中抗震設計存在的問題及對策探討，商品與質量，2012.

[3]陳維東.高層建筑結構抗震設計存在的問題及其對策，中國高新技術企業，2009.

[4]包世華.新編高層建筑[M].北京：中國水利水電出版社，2001.

[5]張相庭.高層建筑結構抗風抗震設計計算[M].上海：同濟大學出版社，1997.