高層建筑的防震研究

[摘要]地震給人類帶來(lái)極大災(zāi)難的同時(shí)，也對(duì)我國(guó)高層建筑的設(shè)抗震性能提出更高要求。提升高層建筑的抗震性一方面要求國(guó)家法律的強(qiáng)制性規(guī)范，另一方面也需要引入先進(jìn)的抗震技術(shù)，包括防震、隔震、減震等方面。

[關(guān)鍵詞]房屋建筑；防震；規(guī)范化

文章編號(hào)：2095-4085（2016）02-0069-02

地震是破壞性極強(qiáng)的自然災(zāi)害，新中國(guó)以來(lái)唐山、汶川等地震給當(dāng)?shù)亟ㄖY(jié)構(gòu)帶來(lái)極大破壞，由于房屋坍塌造成的人員傷亡更是不計(jì)其數(shù)。由此可見(jiàn)，提高房屋建筑的抗震能力，能夠有效減輕地震給居民帶來(lái)的傷害。

1.健全高層建筑防震抗震法律與標(biāo)準(zhǔn)

高層建筑建設(shè)的防震標(biāo)準(zhǔn)需要國(guó)家法律的規(guī)范。我國(guó)曾在建國(guó)后25年中沒(méi)有建筑抗震相關(guān)的法律規(guī)范，直到1974年推出并執(zhí)行了“74規(guī)范”，后又分別在1978年、1989年、2001年進(jìn)行了修訂，其中2001年推出的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）》。將新房屋建筑的抗震度分為6-9幾個(gè)級(jí)別，不同地區(qū)基于其地震防范烈度進(jìn)行防震級(jí)別的選擇。該規(guī)范同時(shí)也對(duì)遭受地震損害的建筑經(jīng)過(guò)維修能否繼續(xù)居住進(jìn)行了要求：如地震低于其區(qū)域設(shè)防烈度，無(wú)損害情況下可不修理直接使用；地震接近其區(qū)域設(shè)防烈度，其損壞能夠修理，則經(jīng)過(guò)修理后可繼續(xù)居住；如地震高于其區(qū)域設(shè)防烈度，則不能因倒塌造成生命損害。同時(shí)我國(guó)還推出了《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》與《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃管理規(guī)定》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同地區(qū)的抗震設(shè)防進(jìn)行等級(jí)劃分。

2.高層建筑防震技術(shù)建議

在技術(shù)層面，我國(guó)需要在如下幾個(gè)方面開(kāi)展建筑物的防震。

2.1科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)

（1）需要選擇合適的建筑地段，了解建筑用地內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)地下不宜情況進(jìn)行排除。

（2）對(duì)地基進(jìn)行隔震。通常包括絕緣與屏蔽兩個(gè)技術(shù)層面。前者采用較為特殊的、對(duì)突發(fā)震動(dòng)有緩沖作用的軟土作為地基，但其局限性要求地基足以對(duì)地面進(jìn)行支撐，且軟土本身具有一定的沉降量，該值需要進(jìn)行限制，并于地基內(nèi)部減小輸入波；后者是在房屋周邊挖一條溝，也可以置人屏蔽板，阻止突發(fā)地震帶來(lái)的剪切波。雖然這兩種方案均能對(duì)地震的損害程度有一定減弱作用，但對(duì)地基本身支撐建筑物的作用也有一定減弱作用，因此現(xiàn)階段隔震技術(shù)只用于樓層較低的建筑。

（3）有效推行基礎(chǔ)隔震。目前基礎(chǔ)隔震技術(shù)已較為成熟，其要點(diǎn)是通過(guò)在建筑物底部置入控制機(jī)構(gòu)，對(duì)突發(fā)地震的能量向建筑物上部的傳播進(jìn)行隔阻，可以利用橡膠墊達(dá)到緩沖效果；可以在建筑地面層放置滑移層實(shí)現(xiàn)滑移隔斷，即將地震的垂直波動(dòng)水平化，弱化地震效應(yīng)；也可以在鋼珠涂潤(rùn)滑層并置入建筑物與基礎(chǔ)之間以實(shí)現(xiàn)滾珠隔斷效果，在地震發(fā)生時(shí)將地震帶來(lái)的震動(dòng)轉(zhuǎn)化為鋼珠移動(dòng)，最大限度減弱地震強(qiáng)度。

2.2創(chuàng)新抗震型建筑材料

（1）創(chuàng)新混凝土加強(qiáng)筋。可以利用VPR乙烯基聚醋樹(shù)脂玻璃鋼對(duì)混凝土做加強(qiáng)筋，使后者具有更好的整體性能及抗震性能。因該材料具有密度小強(qiáng)度大的特點(diǎn)，因此可以減弱地震造成的高震動(dòng)傷害，簡(jiǎn)化混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)；另一方面，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土通常存在腐蝕性物質(zhì)，比如腐蝕劑、防凍劑等，其可以產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)危害建筑壽命，而VPR乙烯基聚醋樹(shù)脂玻璃鋼可以有效避免此現(xiàn)象。

（2）使用加氣混凝土。用硅、鈣等作為基礎(chǔ)材料，使用發(fā)氣劑經(jīng)過(guò)一定處理能夠生成加氣混凝土材料，其密度小、強(qiáng)度高、阻熱性好。將其作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠有效降低地震等帶來(lái)的震蕩危害。

（3）積極開(kāi)發(fā)碳纖維材料。碳纖維及其為基礎(chǔ)的復(fù)合材料在較多領(lǐng)域均有應(yīng)用，其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐高溫、不易被腐蝕等。將其用做建筑材料，不僅可以有效提升建筑物在抗腐蝕、抗熱脹冷縮等方面的性能，也因其在承載負(fù)荷方面的優(yōu)良性能，對(duì)地震的沖擊進(jìn)行防護(hù)。

（4）使用安全玻璃。玻璃在高層建筑中必不可少，在地震案例中可以看到，玻璃會(huì)因強(qiáng)大的震動(dòng)而碎裂，并產(chǎn)生飛濺的碎片對(duì)人造成傷害。因此需要在房屋建筑中盡量采用安全玻璃，包括鋼化玻璃、貼膜玻璃等。并制定相應(yīng)的建筑安全玻璃使用規(guī)范。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)，高層建筑越來(lái)越多，重視房屋的壽命與抗震性尤為重要。因此，需要構(gòu)建完善的房屋建筑防震法律規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并積極落實(shí)，創(chuàng)新防震新技術(shù)，更好地為房屋建筑防震事業(yè)服務(wù)，達(dá)到地震突發(fā)時(shí)減少人身傷害的目的。