提高建筑結構抗地震倒塌能力的設計思想與方法

摘 要：地震是一種自然災害，其發生對人民的生命財產安全和國家的財產都會有嚴重的破壞，然而地震引發的建筑倒塌比地震更加危險。因此，為了保障人民的生命和財產的安全，有效的防止地震所引起的二次災害，就必須在建筑抗倒塌的工程環節上加以考慮。做好建筑結構的抗震設計，切實提高建筑的抗震抗塌能力。本文將從地震對建筑結構破壞的原理著手，對建筑抗震抗塌的設計進行探討。

關鍵詞：建筑結構；抗震；倒塌；設計

引 言

就全球發生的地震案例可以看出，地震引發的房屋等建筑物的倒塌會引發對人類的二次傷害，包括掩埋或者砸傷人員等，同時也會造成公共設施的嚴重損壞。

因此，對于一些地處地震頻發的地區來說，想要減少地震所帶來的傷亡，就必須在建筑結構抗地震能力上加以良好地設計，做好建筑物抗震設計的工程質量控制，以此來保證建筑物整體結構的安全性和穩定性，從而達到抗地震的目的。

1 地震的破壞原理

1.1 地震的災害性

地震的發生就轉瞬即逝的，作用時間很短，但是其影響力不容小覷。短時間的作用力就可能造成山體崩裂和房屋倒塌，讓人防不勝防。地震使大量的房屋倒塌，是造成人員傷亡的元兇，特別是地震發生在人們熟睡時。隨著城市化發展的進程，用地的緊張使得房屋建筑在空間上越來越密閉，據統計每一次地震發生后造成的傷亡總是比上一次地震所帶來的傷亡更為嚴重，這主要是房屋的抗震結構不夠完善。有專家認為，約60%的死亡是抗震能力差的磚石房屋倒塌所造成的，所以提高建筑結構抗地震能力的設計有著至關重要的作用。

1.2 地震對建筑構造的破壞

據相關部門的調查統計，并結合地震對建筑物結構的破壞分析，在地震發生時，建筑物會受到強烈的沖擊，從而底層發生震動。隨后，這種波動會將地震的作用力傳遞到建筑的結構本身，從而導致建筑結構失去平衡性，嚴重的將會發生倒塌。地震發生的時候都會產生地震波，地震波的傳播方式有三種：①地震縱波，上下震動，地震時縱波到達地面，就會對建筑物結構產生破壞作用，但一般不會有太大的破壞力；②地震橫波，地震所發出的地震橫波到達地面后，此時的地震波的傳播方式是水平的震動傳播，這樣的地震波所帶來的破壞是很大的，容易對建筑物的結構破壞極其大；③地震波的混合波，這就是橫波與縱波的混合，當這兩種震波相遇時對建筑物結構的考驗是最大的，一般來說，混合波一旦到達地面后，地面的建筑物便會因波動的影響而產生劇烈的震蕩，再加上建筑加速度力和建筑物重心力相遇后，形成一種不定向的合力，最終就導致了建筑物結構發生倒塌。

2 建筑結構抗震倒塌設計中的主要影響因素

2.1 建筑結構抗震倒塌設計中原材料的選擇

在建筑結構抗震倒塌設計中，使用質量較高的材料，就會提高建筑的抗震倒塌能力，也能最大程度地減小地震對建筑的破壞程度。因此，原材料的選擇對于建筑結構抗震施工設計來講尤為重要，它在一定程度上直接決定了建筑物的抗震倒塌能力。對于建筑結構中的墻體及圍護墻等重要部分要選擇抗震性能極好的材料，這樣才能確保建筑結構抗震倒塌設計的能力，延長建筑的使用壽命。

2.2 建筑結構抗震倒塌設計的施工質量

施工質量在一定程度上直接影響著建筑結構抗震倒塌能力，是提高建筑結構抗震倒塌能力的重要因素。然而部分建筑企業為了縮短工期，提高經濟效益，而忽略了施工的質量，這一現象給建筑結構抗震倒塌設計造成了嚴重的威脅，不同的建筑材料性能所產生的抗震能力也是有所不同的。

2.3 準確定位建筑施工地的位置

在建筑施工中，選擇正確的建筑施工地是尤為重要的，不同的地理結構適合不同的房屋建筑，但是在實際建筑施工中，部分建筑企業并沒有對地理位置進行進一步的了解和探察，這樣一來就會出現建筑企業因選擇施工地不當，影響施工進度，更甚者若選擇河岸滑坡等地形處，易發生地震等自然災害的地方，那么就大大增加了風險發生的概率，對建筑結構造成一定的破壞及威脅。

3 如何提高建筑結構抗震能力的措施

3.1 設計理念的改變

在繪制設計圖紙時，要將建筑結構抗震倒塌設計貫穿始終，讓建筑結構發揮它的抗倒塌能力。在設計圖形中，盡量選中規則、簡單等要領，對建筑物結構的抗側力、承載能力及質量變化考慮到設計方案中。

3.2 對地形的勘查

在建設施工前，要對建筑物所處的地形進行深入勘察，對場地和地形的選擇一定慎重，避免避免山崖崩塌和河流泥石流易發的地段。建筑物的場所對建筑物抗震能力具有非常重要的決策作用，所以，充分勘查好實際中的地形和地質，對選擇最合適的建筑場地是必要的前期工作。

3.3 建筑結構的強化

根據地震對建筑結構的破壞原理可以指導，地震波的三種傳播方式中，縱波對建筑結構的破壞力最小，但是當地震波的橫波對建筑物產生影響時，破壞力就上升了。因此，在建筑物結構的設計上要保證主體與其他結構之間的可靠連接，達到有效的抗地震倒塌能力上就必須加以重視。

3.4 對材料上的選擇

建筑的抗震倒塌能力和建筑材料息息相關，要想增強建筑物的抗震倒塌能力，就要在建筑物材料的選擇和施工質量的監督上加強重視。施工單位要有責任意識，落實好工程質量。

4 提高建筑結構抗地震倒塌能力設計的對策

地震時危害性較強的自然災害之一，如果不注重對建筑結構抗震倒塌能力的實際，那么一旦發生地震自然災害，會給建筑帶來極大的破壞，威脅人們的生命安全，因此，建筑結構抗地震倒塌能力設計十分必要，以下就是筆者針對建筑結構抗地震倒塌能力設計所提出的有效對策。

4.1 完善抗震倒塌能力設計規范

按照具體問題具體分析的原則，根據不同建筑結構采用具有針對性的抗震倒塌措施，所以在抗地震倒塌設計前要全面了解建筑的結構特點，清楚建筑所屬等級，根據建筑工程所在的位置、高度等因素進行合理的抗震倒塌施工設計，一切行為按照抗震倒塌能力設計的規范以及建筑物的實際情況進行設計，只有這樣才能確保建筑結構抗震倒塌能力設計的規范性及有效性。

4.2 嚴格控制建筑的高度

我國對于建筑高度有嚴格的規范和要求，原因在于過高的建筑會影響整個建筑的抗震倒塌性能，無法確保建筑及人們的安全。在抗震倒塌設計中要嚴格把控建筑的高度，設計前應對建筑的周邊環境等因素進行分析，從而確定建筑的高度。科學合理的建筑結構抗震倒塌設計，能夠提高建筑的抗震性能，確保建筑的穩定性，給人們一個安全的居住環境。

4.3 布局地震外力能力吸收途徑

地震自然災害發生后會釋放很多能量，從而進一步破壞建筑物，若要使建筑物的破壞降到最低點，就要極力分散地震后所散發的強大能量，也就是要對地震外力能力吸收進行合理布局，形成堅固的建筑構件雙向抗側力結構體系，如此一來就能夠大大降低地震災害的破壞性，使建筑物擁有一定的自衛功能，提高其結構抗震倒塌能力。

4.4 設置多條抗震倒塌防線

建筑結構抗震倒塌設計不能只設置單一的抗震防線，因為自然災害的影響力是不可估量的，威力也比較大，單一的抗震防線很容易被擊破，從而對建筑物實施進一步的破壞，針對這一狀況，設計人員應設置多條抗震倒塌防線，對地震進行層層設防，這樣在一定程度上能夠減小地震對建筑物的破壞，從而為建筑的安全起到保駕護航的作用。

4.5 抗震倒塌設計要依據抗震等級要求

我國對建筑結構的抗震倒塌設計的抗震等級有明確要求，要使其符合建筑地理位置其特點，在設計中應對建筑中的墻體、梁柱進行強有力的抗震構造設計，因為它們支撐建筑的支點，是建筑結構的重要組成部分，另外根據抗震等級要求，選擇適合建筑抗震倒塌設計的配筋，它具有較強的承載力，對抵御地震有一定的作用力。

5 結 語

這幾年，各國都在發生地震，建筑物倒塌狀況時有發生，給人們帶來了很大的經濟損失、對社會也有著不良影響。對于當前的狀況迫使我國急需開展建筑結構抗倒塌方面的研究。文章對我國建筑抵抗倒塌能力的設計方法進行了研究并提出了一些建議，也簡要描述了影響建筑結構穩定的一些問題、建筑結構抗倒塌能力設計有待改善，為我國研究和盡快完善抗連續倒塌設計提供參考。貫徹落實我國防震減災法，促進建筑業的健康發展。

參考文獻

[1]楊曉娥.淺談對建筑抗震設計的認識[J].科技信息，2011（21）：71～72.

[2]陳新，韓卓銘.建筑工程抗震加固施工的方法選擇[J].城市建筑，2013（10）：55～56.

[3]蔣洪洋.建筑結構基于性能抗震設計的幾個問題[J].城市建筑，2013（10）：22～23.

作者簡介：李俊（1971-）男，漢族，貴州三穗人，大專，工程師，主要從事建筑結構和設計工作。