提高建筑結構抗震能力的設計思想與方法

段安洪（昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南　昆明　650051）

提高建筑結構抗震能力的設計思想與方法

段安洪
（昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南昆明650051）

摘要：隨著我國建筑行業的飛速發展，房屋結構的穩定性與安全性逐漸受到人們的關注。再加上地震頻發，社會各界都將目光放在了建筑結構的抗地震倒塌能力設計上。為了充分保障人民的生命財產安全，有效地控制地震帶來的二次災害，對于建筑結構的抗地震能力設計需要考慮很多因素影響，以切實提高建筑的抗地震能力為目標進行設計。該文就地震破壞的原理進行分析，對影響建筑結構抗震倒塌設計的因素展開研究，并提出具體的設計思想與思路。

關鍵詞：建筑結構；抗地震倒塌能力；設計思想；設計方法

0　引　言

隨著地震的頻發，地震導致的建筑物倒塌成為了人們擔憂的地震二次傷害，而隨著人們意識的提高，建筑結構的抗地震倒塌能力逐漸開始受到關注。對于地震頻發的地區來講，如果想要減少地震導致的房屋倒塌，就必須針對建筑結構的抗地震倒塌能力進行嚴密的設計，以保證建筑物的質量，以此來確保建筑物結構的安全性與穩定性，降低地震的二次災害。下文就地震對房屋破壞的原理進行分析，就影響房屋結構抗地震倒塌能力的因素進行分析，并提出具體的設計思路與方法。

1　地震破壞的原理

眾所周知，地震的發生是無法避免的，作用的時間也很短，但其造成的危害則非常大，短時間內會對房屋造成嚴重的損壞，因房屋倒塌帶來的二次災害相當嚴重。隨著城市的發展與進步，城市建筑逐漸趨于高層化，而伴隨著人們意識的提高，建筑結構的安全性與穩定性、抗地震能力逐漸受到關注。

據相關調查顯示，地震對于建筑結構的破壞是相當嚴重的，當地震發生時，建筑物自身會受到強烈的沖擊力，從而從底層開始發生振動，隨后這種作用力會轉移到建筑結構本身，使得建筑逐漸失去平衡，嚴重的直接倒塌。因此，其對人身財產安全的影響非常大，顯然，這就充分證明提高建筑結構抗震倒塌能力有著非常重要的意義。

2　影響建筑結構抗震倒塌能力的因素分析

2.1原材料的選擇

材料是保證建筑結構安全最重要的因素，在建筑結構的抗地震設計中，應選擇質量較高、抗震能力較好、延性好的材料，最好能夠最大程度的減小地震帶來的破壞。因此，原材料的選擇對于建筑結構的抗震設計尤為重要，是決定建筑物抗地震倒塌能力的主要因素。在實際的建筑結構施工過程中，墻體及建筑圍護結構所涉及到的材料必須選擇抗地震能力強的，安全性和穩定度高的材料，充分確保建筑的安全與穩定性。

2.2建筑場地位置

在實際的建筑設計過程中，項目建筑場地的選擇非常重要，場地對建筑的影響因素較多，不同的場地和結構對于房屋建筑有不同的影響。當前，很多建筑企業因沒能在施工之前對項目所在地的地理情況、地理位置、地形地貌等進行詳細的了解和勘查，導致建筑并不適應；缺少對建筑場地的合理確定，不僅可能影響建筑的安全性，嚴重的可能導致原地形變化，反而導致地質災害。尤其對于地震頻發的地區來講，這也大大增加了地震二次災害的可能，嚴重威脅著人們的生產生活。

2.3確保施工質量

確保施工質量是任何建筑結構施工的最終目標，而建筑結構的抗地震倒塌能力與施工質量也有著直接的關系。但就現實的情況來看，因工程工期與進度的限制，施工技術或者工程造價控制等因素影響，為了進一步提高建筑物的經濟效益，很多建筑結構的施工質量都得不到保障。這也就造成了建筑結構的抗地震倒塌能力得不到保障，從而影響建筑的使用。

3　提高建筑結構抗地震倒塌能力的設計思路

3.1合理的建筑場地選擇及地基的設計

眾所周知，城市建筑的基礎就是地基，而因地基沉降帶來的建筑結構破壞也是降低建筑結構抗地震倒塌能力的主要原因。因此，加強對建筑結構地基的設計，合理的選擇地基對提高建筑結構的抗地震倒塌能力有非常重要的意義。在設計時，首先應對施工場地進行嚴密的勘查，避免因位置不利，降低地基的強度。最好選擇場地的堅硬地段，以提高抗地震的強度，同時，設置合理的埋置深度，提高建筑水平作用下產生的滑移與傾覆抵抗作用，以提高建筑自身的穩定性。

此外建筑場地的選擇設計思路應從詳細規劃的要求出發，考慮好所選場地的具體地點與范圍對環境的要求，充分考慮周圍環境與條件對建筑項目的要求，以及對社會公共利益的影響。一方面，從城市土地利用和相關設施功能上進行考慮；另一方面，還必須考慮到對城市風貌特征以及傳統文化的影響來進行設計。

3.2注重延性設計與規則性設計

所謂建筑結構的延性就是指建筑物在收到地震作用后產生的塑性變形的能力。延性設計主要通過對建筑結構的塑性變形對地震產生的能量耗散為基礎進行合理的延性設計，以提高建筑物結構的承載能力。一旦建筑結構發生塑性變形，合理的延性設計就能夠有效降低建筑變脆突出和塑性變形過量等問題，不僅能夠提高建筑結構的極限彈性和抗震能力，還能保持建筑的抗地震倒塌性能。而在延性設計的過程中，通過加強建筑墻體、圈梁和構造柱的結構設計，提升其彈性極限，防止塑性變形破壞建筑結構。而當地震發生時，合理的延性設計也是保障建筑能夠發揮塑性變形，減緩地震作用力的有效措施。此外，杜絕采用不規則的結構設計，應保證建筑結構的平面與立面布置的對稱性與規則性，使得建筑剛度均勻變化，以減輕地震作用對建筑結構產生的破壞。

3.3優化結構構件

根據前面指出的地震破壞原理可以看出，地震產生的橫波和混合波對建筑結構會造成較強的破壞力，從而導致嚴重的后果。因此在實際的設計過程中，應重視起建筑結構的局部和構建設計，以確保建筑結構的主體結構有效、穩定。只有不斷對建筑結構的結構構件進行優化，提升其結構性能，才能有效保障建筑結構的穩定安全性，才能確保更高的抗地震倒塌能力。

3.4增加多道設計防線

在城市建筑結構設計的過程中，通過多道抗震防線的設計不僅有利于建筑物局部以及整體結構的穩定性，更是避免因風荷載和重力荷載增加導致建筑結構承受力不足的重要措施。例如，在建筑的框架、剪力墻結構設計中，應先使剪力墻連梁的屈服早在墻肢的屈服之前，再在剪力墻連梁與框架之間設置第二、三道防線。而剪力墻連梁又最好先于兩端塑性屈服，這樣才能使其獲得足夠的變形能力。像這樣設置多道防線來提高建筑的抗地震倒塌能力。

4　結　語

綜上所述，對于建筑結構的抗地震倒塌能力設計，想要得到一定的提高，必須結合建筑物施工的實際情況，針對建筑的施工位置，合理的設計其結構構件、延性設計及規則性設計，注重合理的地基選擇，適當增加多道設計防線，全方位的提高建筑結構的抗地震倒塌能力。

參考文獻：

［1］鄔國清.提高建筑結構抗地震倒塌能力的設計思想與方法［J］.硅谷，2013（22）：161－160.

［2］王秀娟.提高建筑結構抗地震倒塌能力的設計思想與方法［J］.中國集體經濟，2014（18）：139－141.

［3］李俊.提高建筑結構抗地震倒塌能力的設計思想與方法［J］.中華民居（下旬刊），2014（6）：79－80.

［4］胡義.地震激勵下在役RC框架結構力學行為研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2013.

［5］左瓊.基于冗余度理論的鋼筋混凝土框架結構抗地震倒塌能力評估［D］.北京：中國建筑科學研究院，2012.

中圖分類號：TU312

文獻標識碼：B

文章編號：1004－2660（2015）01－0043－03

收稿日期：2014－12－05.

作者簡介：段安洪（1963－），男，云南人，工程師，一級結構工程師.主要研究方向：建筑結構設計.

Design Ideas and Methods of Improving the Shock Resistance of Building Structure

DUAN An－hong
（Kunming Engineering＆Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.，Kunming 650051，China）

Abstract：With the rapid development of construction industry in China，the stability and security of the building structure receive great attention.Together with frequent earthquakes，the collapse－resistant capacity design becomes the focus.In order to fully guarantee people＇s life and property safety and effectively control the seismic secondary disasters，various factors should be considered in the earthquake resistance capability design of building structure to improve the design.The principle of earthquake damage was analyzed and factors affecting the collapse－resistant design were investigated，thus putting forward concrete design ideas and methods.

Key words：building structure；collapse－resistant capacity；design ideas；design methods