建筑工程抗震措施

劉會強

引言：隨時社會的不斷發展，在城市人口不斷增多、用地日趨緊張的情況下，地形地貌、地質及工程地震條件比較復雜的城市中，建筑抗震問題應引起我們足夠的重視，本文針對這一現實問題，就如何提高建筑物的抗震減震能力，提出相應的抗震減震措施。

建筑地震成因分析

地震成因主要有以下幾種：（1）誘發地震：由于人工爆破、礦山開采及工程活動（如興建小水庫）等引發的地震。（2）火山地震：由于火山爆發，巖漿猛烈沖出地面時引起的地面振動。（3）陷落地震：由于地表或地下巖層因某種原因（如較大地下溶洞或古舊礦坑的塌陷和崩塌）導致的地面振動。（4）構造地震：由于地殼的構造運動使得地殼巖層在其薄弱部位突然發生斷裂、錯動而引起的地震。由于地球的外殼由大小不等的板塊組成，“漂浮”在地幔塑性軟流層上，隨著地幔物質的流動而緩慢的移動，加上地球的自轉和公轉產生的離心力使板塊之間產生一定的相對位移，由于板塊位移方向與大小各不相同，板塊之間產生相互作用，在巖層中產生應力，當超過巖層自身強度時，就會發生斷裂或錯動，引起地震。

建筑工程抗震減震的對策

建筑工程抗震設計

對于地震災害，應貫徹預防為主的方針，而其中最根本的是搞好抗震設防，提高工程結構的抗震能力，做好抗震設計。所謂“建筑抗震設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，是進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。地震有難于把握的復雜性和不確定性，要準確預測建筑物所遭遇的特性和參數，目前尚難做到。在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、材料時效、阻尼變化等諸多因素，也存在著不確定性。因此抗震問題不能完全依賴計算結果，而是應該立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，往往是構造良好結構性能的決定性因素。抗震設計主要有如下幾點：（1）選址應選擇對建筑抗震有利的地段；（2）建筑的體型力求簡單，規則，對稱，質量和剛度變化均勻；（3）抗震結構體系，應符合以下要求：①具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；②具有多道抗震防線，避免因部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力荷載的承載的承載能力；③具有合理的剛度和強度分布，避免局部削弱或突變形成薄弱部位；對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。（4）抗震結構的各類構件之間應具有可靠的連接；（5）非結構構件（維護墻，隔墻，填充墻）要合理設置。應當指出，強調抗震設計重要，是為了抗震計算創造有利條件，使計算分析結果更能反映地震時結構反應的實際情況。

建筑結構的主要隔震措施

建筑物基礎設置隔震裝置減震。這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎與上部建筑之間設置特殊裝置，減少地震向上傳遞，最高可減少地震對建筑物傳遞能量的2/3，但是，這種措施的缺陷是不適用于高層建筑，因為在高層建筑設置這種裝置會延長建筑結構自身的自振周期，起不到減小地震對建筑物損害的目的。通常采用的辦法有：摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等幾種，設置的裝置有橡膠墊、混合隔震裝置等。

選擇合理的結構布置方案.在抗震結構的概念設計中，十分重視結構布置方案。從減震的角度看，結構的平而布置應力求簡明但適當的減震措施亦可使復雜的結構得以實現。此外，抗震概念設計排斥抗震縫。利用抗震縫將結構劃分成若干子結構，通過給每個子結構施加側向約束，利用抗震縫中的吸能器消耗子結構的能量，從而形成了結構聯合振動控制體系，吸能器為結構提供水平控制作用，往往可以大幅度地降低結構振幅.

對建成建筑物的抗震加固.在對建筑物的地基或基礎進行隔震設計時，我們一定要在建筑物沒有動工以前按照隔震設計的措施，完成相應的工作。最遲也是在建筑物的施工過程當中，在建筑物的關鍵部位設置特殊的隔震裝置。然而，建筑物建成以后，如果想對其進行抗震加固，就要采用增加阻尼的辦法，在建筑物的結構上重新添加消能減震裝置。

在抗震縫中作隔振，減少碰撞.當建筑物長度過長或不規則時，都要按規范設置溫度伸縮縫，在抗震設防區均按防震縫設置。抗震縫一般設置在建筑層數、質量、剛度差異過大處、可能在地震時引起應力或變形集中造成破壞的部位。防震縫應在地面以上設置。防震縫的寬度應根據設防烈度和房屋高度確定，對多層房屋可采用50～100 mm，對高層房屋可采用100～150 mm。鋼結構防震縫的寬度不應小于相應混凝土房屋縫寬的1. 5倍。若能夠在防震縫中作隔振處理，分析其寬度的科學性，主動減振，這樣可以為防止設縫后相鄰建筑發生碰撞而導致房屋破壞的問題。如果將抗震縫蓋板設計成一種耗能裝置，一舉多得，可以達到耗能減震的目的。

隔震減震技術的實施

傳統建筑物的上部結構固接于基礎，地震時，地面震動引起建筑物的振動反應會被放大。隔震，指在基礎和上部結構之間設置一個專門的柔性隔震層（包括橡膠支座和耗能元件，如鉛阻尼器、鑰棒阻尼器、粘彈性阻尼器和滑板支座等）。隔震層使基礎和上部結構隔離開來，阻隔地面運動的能量向上部結構的傳遞，從而減小建筑物上部結構的地震反應.減震體系，就是把結構物的某些非承重構件（如支撐、剪力墻、連接件等）設計成消能桿件，或在結構的某部件（層間空間、節點、聯結縫等）裝設消能裝置。在風或小地震時，這些消能桿件或消能裝置具有足夠的初始剛度，處于彈性狀態，結構物仍具有足夠的側向剛度以滿足使用要求。當出現中、強地震時，隨著結構側向變形的增大，消能構件或消能裝置率先進入非彈性狀態，產生較大阻尼，大量消耗輸入結構的地震能量，使主體結構避免出現明顯的非彈性狀態，并且迅速衰減結構的地震反應（位移、速度、加速度等），從而保護主體結構及構件在強震中免遭破壞，確保主體結構在強地震中的安全。

綜上所述，建筑物震害大部分是由于地震時的晃動使結構構件遭到破壞，從而使建筑物不能支持自身的重量而倒塌，以致造成人員傷亡、生命線工程和公共設施的破壞。建筑抗震減震就是對建筑物進行抗震設計并采取一定的抗震構造措施，以達到結構抗震的效果和目的。

參考文獻

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（作者單位：河北建翔建筑工程有限公司）