提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想與方法

摘 要：地震是一種自然災(zāi)害，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，地震對(duì)當(dāng)?shù)厝嗣竦纳踩拓?cái)產(chǎn)安全都產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅和破壞性，然而建筑的倒塌比地震更加存在隱性的危害。因此，為了保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全，有效的防止地震所引起的二次災(zāi)害，就必須在建筑抗倒塌的工程環(huán)節(jié)上加以考慮。做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，切實(shí)提高建筑的抗震抗塌能力。本文將從地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞的原理著手，對(duì)建筑抗震抗塌的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：地震；建筑結(jié)構(gòu)；倒塌

中圖分類號(hào)：TU352.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）12-0248-01

引言

縱觀國(guó)內(nèi)外所發(fā)生的地震案例中，我們可以從中了解概括下，地震所帶來的災(zāi)害往往是由于房屋等建筑物的倒塌所引發(fā)的二次災(zāi)害，其中包括掩埋、砸傷人員等。因此，對(duì)于一些地處地震頻發(fā)的地區(qū)來說，想要減少地震所帶來的傷亡，就必須在建筑結(jié)構(gòu)抗地震能力上加以良好地設(shè)計(jì)，做好建筑物抗震設(shè)計(jì)的工程質(zhì)量控制，以此來保證建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，從而達(dá)到抗地震的目的。

1 地震的破壞原理

1.1 地震的災(zāi)害性

地震具有瞬間性，地震發(fā)生是一瞬間的事情，地震的作用時(shí)間很短，最短才十幾秒，最長(zhǎng)則是2～3min就會(huì)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(fā)生在人們熟睡時(shí)。隨著城市化發(fā)展的進(jìn)程，用地的緊張使得房屋建筑在空間上越來越密閉，據(jù)統(tǒng)計(jì)每一次地震發(fā)生后造成的傷亡總是比上一次地震所帶來的傷亡更為嚴(yán)重，這主要是房屋的抗震結(jié)構(gòu)不夠完善。有專家認(rèn)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(jié)構(gòu)抗地震能力的設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。

1.2 地震對(duì)建筑構(gòu)造的破壞

結(jié)合震區(qū)建筑物機(jī)構(gòu)破壞程度分析，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，由于受到地震震波的影響，地面和建筑物底層會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的震動(dòng)。隨后，這種波動(dòng)會(huì)將地震的作用力傳遞到建筑的結(jié)構(gòu)本身，從而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)失去平衡性，嚴(yán)重的將會(huì)發(fā)生倒塌。地震發(fā)生的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生地震波，地震波的傳播方式有3種。

1.2.1 地震縱波

上下震動(dòng)，首先到達(dá)地面縱波，地震縱波對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的破壞一般不會(huì)有太大的破壞力。

1.2.2 地震橫波

地震所發(fā)出的地震橫波到達(dá)地面后，此時(shí)的地震波的傳播方式是水平的震動(dòng)傳播，這樣的地震波所帶來的破壞是很大的，容易對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)破壞極其大。

1.2.3 地震波的混合波

這就是橫波與縱波的混合，當(dāng)這兩種震波相遇時(shí)對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的考驗(yàn)是最大的。一般來說，混合波一旦到達(dá)地面后，地面的建筑物便會(huì)因波動(dòng)的影響而產(chǎn)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(dǎo)致了建筑物結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌[1]。

2 影響建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的原因

2.1 材料上

建筑施工是一項(xiàng)繁瑣而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程，尤其是在建筑結(jié)構(gòu)的施工上，其建筑物的質(zhì)量取決于建筑工程材料的選取。在施工管理和施工技術(shù)上，建筑結(jié)構(gòu)施工所用的材料質(zhì)量越好，那么建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就越高，地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞性就會(huì)越小，反之就越大。因此，在建筑材料上的選擇就尤為重要，為了更好地保護(hù)建筑物和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)盡量地選擇抗震性能較好的建筑施工材料，達(dá)到減少地震所帶來的破壞和損失。

2.2 工程上

在建筑物的整體施工中，如果有一個(gè)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差錯(cuò)，那么建筑物的施工質(zhì)量都是會(huì)受到不同程度上的影響，如果建筑工程受到了影響，那么就降低了建筑物的抗震能力，所以，在建筑施工中做好施工質(zhì)量的管理，對(duì)提高并保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震倒塌能力有著至關(guān)的重要性，某種意義上說施工工程質(zhì)量是決定建筑結(jié)構(gòu)抗震的關(guān)鍵所在[2]。

2.3 地形上

地震所帶來的破壞性是不可逆的，但地震的發(fā)生并不是隨處可見的，地震的發(fā)生需要一定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地層的構(gòu)造息息相關(guān)，但是如果建筑工程的施工場(chǎng)地選擇不當(dāng)，如在斷裂地帶、土質(zhì)松軟地帶、河流地帶、滑坡地帶等危險(xiǎn)地帶建造工程，那么就很難保證建筑工程在遇到地震來臨時(shí)所發(fā)揮的抗震倒塌能力。所以，為了避免這樣的情況出現(xiàn)，建筑施工前應(yīng)該要詳細(xì)地勘察地質(zhì)、地形，避免地震地帶。

3 如何提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的措施

3.1 設(shè)計(jì)理念的改變

為了讓建筑結(jié)構(gòu)良好地發(fā)揮其抗倒塌能力，在繪制設(shè)計(jì)圖紙時(shí)應(yīng)該要有抗地震倒塌的意思貫穿首位，并執(zhí)行在設(shè)計(jì)圖形中，盡量選中規(guī)則、簡(jiǎn)單等要領(lǐng)，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力、承載能力及質(zhì)量變化考慮到設(shè)計(jì)方案中。

3.2 對(duì)地形的勘查

工欲善其事必先利其器。在對(duì)建筑物施工的場(chǎng)地及地形的選擇上應(yīng)當(dāng)慎重考慮，要避免山崖崩塌和河流泥石流易發(fā)的地段。建筑物的場(chǎng)所對(duì)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(shí)際中的地形和地質(zhì)，對(duì)選擇最合適的建筑場(chǎng)地是必要的前期工作[3]。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化

我們可以從地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)破壞原理得知，地震波的三種傳播方式中縱波的破壞力最小，但是當(dāng)?shù)卣鸩ǖ臋M波對(duì)建筑物產(chǎn)生影響時(shí)，破壞力就上升了。因此，在建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上要保證主體與其他結(jié)構(gòu)之間的可靠連接，達(dá)到有效的抗地震倒塌能力上就必須加以重視。

3.4 對(duì)材料上的選擇

俗話說好馬配好鞍，要對(duì)抗強(qiáng)大的地震災(zāi)害，在建筑物材料上的選擇和施工質(zhì)量的監(jiān)督就應(yīng)加強(qiáng)重視。施工單位要有責(zé)任意識(shí)，落實(shí)好工程質(zhì)量。

4 結(jié)語

地震是自然災(zāi)害，我們雖然不能控制自然災(zāi)害，但是我們應(yīng)該要學(xué)會(huì)去面對(duì)自然災(zāi)害。提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力就是我們學(xué)會(huì)面對(duì)自然災(zāi)害的自救方式。

參考文獻(xiàn)

[1] 房瓊蓮.建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)[J].福建建筑，2012，11（06）：5-6.

[2] 謝衛(wèi)兵，袁海軍.對(duì)建筑抗震性能的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].工程質(zhì)量，2011，12（02）：11-15.

[3] 丁世文，陳惠民.易倒塌房屋簡(jiǎn)易抗倒塌措施研究[J].世界地震工程，2012，8（02）：14-16.

作者簡(jiǎn)介：秦愛元（1975.5-），女，漢族，籍貫：山西晉城，職稱：助理工程師，專科學(xué)歷。