減輕建筑物在地震中損傷破壞的原理與途徑

【摘 ?要】地震對建筑物在地震中損傷破壞的因素主要有：地基失效損壞、振動損壞、次生效應損壞等因素，因此，為了減輕建筑物在地震中的損傷破壞，我們可以從建筑物建設工程選址、建筑結構抗震設計以及建筑物工程施工等方面，加大建筑的抗震能力，從而減輕建筑物在地震中損傷破壞。

【關鍵詞】地震;損傷破壞;抗震設計

前言

在我國，早在二十世紀就有了抗震設計一直持續至今，例如在1998年就有華南建設學院周云與其團隊提出耗能減震結構設計原則與設計方法[1]，1999年寧波慈通置業有限公司的魏艷紅提出的耗能減震鋼結構抗震設計方法[2]，2005年重慶大學李正英與其團隊提出的耗能減震結構的振型分解法[3]，近期也有2017年中南大學建筑與藝術學院謝俊提出的深圳大廈超限高層結構抗震設計[4]等眾多關于建筑抗震設計的有關研究。

在國際上，也出現了許多新的抗震設計理念，如：新的結構體系，新的耗能方式等等，減輕建筑物在地震中的損傷破壞變得尤為重要。

1 建筑物破壞的主要分類

地震威脅人生命安全及造成經濟損失的主要原因是地表的損壞和建筑物的損壞與坍塌。

因此，對建筑物按照規范進行相應的抗震設防，以至于在地震作用下建筑物能不損壞、不坍塌，是避免災難的關鍵。地震對建筑物的破壞作用主要有因素有：振動損壞、地基失效、次生效應損壞等[5]。以下從三個方面闡述地震作用對建筑物的主要影響因素。

1.1 振動損壞

地震作用導致地面振動并且通過基礎作用到建筑結構上，從而引構筑物本身的振動。建筑物通常是按靜力作用的結構進行設計并搭建的。因此，其抵抗地震作用有一定的限度，并且其損壞程度主要取決于地震作用力的大小;而地震對建筑結構的損壞作用特別復雜，損壞程度常取決于許多因素，包括地震波的組成以及其延續的時間，基礎的條件和地勢等環境因素。可以通過或者通過延長結構振動的周期（隔震）等來減輕結構損壞。

1.2 地基及基礎失效

當地基的抗震強度較小時，地表面層或基礎墊層可能會達到彈性屈服極限;這時的地基層不再持續具有完全彈性，將產生永久性的塑性變形，進而致使地基承載力的減小甚至完全喪失，地基產生相對位移。雖然地基損壞時消耗了地震作用的大部分能量，但在地基失效的同時又會因此導致其它后果，例如：建筑的下沉、地基的不均勻沉降等等，并因此致使建筑物整體的損壞。可以通過附加阻尼裝置等方式進行地基的抗震設計，

1.3 次生效應

在一定的環境因素下，地震作用可能會致使泥石流、山體滑坡乃至于山體坍塌等嚴重災害。大規模山體滑坡及坍塌可能損壞建筑物，并導致大規模的經濟損失和傷亡;如果泥石流、滑坡或者山體坍塌致使河道阻塞，更有可能導致洪災;因此，在抗震設防時更應考慮建筑工程的選址。

2 減輕損傷破壞的主要途徑

在現有的主要減建筑物損失傷破壞的途徑中，總結多種建筑結構抗震免損設計方法，適用條件，方便日常對建筑進行加固以及在地震災害到來之時盡可能使其最低程度損壞房屋，從而更好地保護人的生命以及財產安全，以下從幾個方面對減輕建筑損傷破壞途徑進行分析。

2.1 工程選址方面

抗震的主要以及首要部分就是建筑工程選址，只有合理正確的工程選址才能在源頭上減少因地震產生的傷亡以及損失，有很多建筑的主要破壞原因就是建筑選址不合理。因此在建筑選址時首先是應該盡量避開斷裂帶以及其周邊，其次便是避開易因地震而成為危險地帶的區域（例如易發生泥石流滑坡的區域等等）。

2.2 抗震設計方面

有時會因為地震區域較為密集而無法避開，因此在選址完畢之后應該注重建筑結構抗震設計的問題。

①在這一環節中抗震結構體系選取即為重中之重，在抗震結構選取時首先便應注意所選結構是否符合當地抗震設計要求，例如：由圖1可見，砌體結構明顯劣于框架結構，在帶以及周邊則應選取框架結構而非砌體結構，而在地震基本不發生的區域則可視經濟條件選取適當的結構。除此之外，還應使結構具有多道抗震防線。

②之后便是非結構構件，非結構構件的損壞并不會導致建筑整體結構的破壞，但其破壞可能會造成人員傷亡，因此應該對其進行合理加固。

③建造材料的選取也是抗震設計的重要組成部分，還可以采用優良的抗震材料：超強韌性纖維混凝土、加氣混凝土材料、鋼纖維混凝土等等，既可以增加抗震能力又可以減少結構重量。

④隔震以及消能減震技術的運用，在地震高發區以及重點結構防護區，更應該廣泛使用此技術，從而提高整體結構的抗震能力。（最低也應保障在多遇地震情況下基本無結構破壞從而減少人員傷亡與財產損失）。

3 結論

綜上所述，減輕建筑物在地震中損傷破壞的主要途徑有以下幾點：①建筑工程選址的合理性;②合理的抗震設計：合理的結構體系選取，加固非結構構件，選擇優良的抗震建筑材料，合理的使用消能減震以及隔震技術;關于抗震技術，有很大一部分都是從血的教訓之中總結出來的，所以更應該從每一個部分加強建筑結構的抗震效果，對建筑進行加固，在地震災害到來之時盡可能使其最低程度損壞房屋，從而更好地保護人的生命以及財產安全。

參考文獻：

[1]周云，徐彤，周福霖.抗震與減震結構的能量分析方法研究與應用[J].地震工程與工程振動，1999，19（4）：133-139. DOI：10.3969/j.issn.1000-1301.1999.04.021.

[2]魏艷紅，李玉順.耗能減震鋼結構框架結構抗震設計方法研究[J].低溫建筑技術，2011，（4）：71-73.doi：10.3969/j.issn.1001-6864.2007.04.031.

[3]李正英，李正良，范文亮. 耗能減震結構的振型分解法[J]. 重慶大學學報（自然科學版），2005，28（11）：129-133.doi：10.3969/j.issn.1000-582X.2005.11.034.

[4]謝俊，蔣滌非，陳定球.深圳大廈超限高層結構抗震設計[J].工業建筑，2017，47（9）：175-180. DOI：1013204/j.gyjz201709032.

[5]彭中進，羅偉，劉穎姣.地震對建筑物破壞的原理分析與監舍防震設計[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2010（03）：195.

作者簡介：

羅鳴（2001-），男，本科，陜西西安，現就讀于長安大學建筑工程學院，土木工程。