提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法

王秀娟

摘要：房屋建筑是人們生活、生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，也是構(gòu)成對人類保護的重要防線。建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗地震倒塌能力設(shè)計是其中重要一部分內(nèi)容，并且很多安全事故的發(fā)生都是由于房屋抗地震倒塌能力不足所造成的。文章對于提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法的相關(guān)問題進行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗地震倒塌能力；設(shè)計思想；方法

一、引言

地震災(zāi)害是人類生存中所面臨的重大威脅，并且具有難以預(yù)見性與突發(fā)性，同時災(zāi)害后果嚴重，對于社會有著重大的影響。地震災(zāi)害發(fā)生時，房屋建筑會出現(xiàn)破壞與倒塌，并且造成人員的生命財產(chǎn)損失。因此，在房屋建筑設(shè)計的過程中，如何提高房屋的建筑質(zhì)量以及抗地震倒塌能力，成為決定受災(zāi)程度的重要因素。隨著近年來地震災(zāi)害的頻發(fā)，房屋建筑設(shè)計中抗地震倒塌能力的設(shè)計已經(jīng)遇到了更大的挑戰(zhàn)。在進行房屋建筑設(shè)計的過程中，必須要圍繞抗地震倒塌能力來采取科學(xué)有效的設(shè)計思想和設(shè)計方法，來保證整體建筑結(jié)構(gòu)具有較強的塑形能力與抗震能力，對地震災(zāi)害發(fā)生時所產(chǎn)生的能量進行吸收。一般來說，地震災(zāi)害在發(fā)生的過程中，地震能量主要通過縱波、橫波與混合波三個形式傳播，縱波的破壞力較小，橫波和混合波的破壞力較大?；旌喜〞τ诮ㄖ镌斐蓮姶蟮臎_擊，進而造成建筑物震蕩，如果建筑物的抗震抗倒塌能力不足時，就會造成建筑物劇烈震蕩，直至倒塌。在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，如何對于設(shè)計過程進行優(yōu)化，以科學(xué)的設(shè)計理念保證房屋建筑的抗地震倒塌能力，成為了現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中所必須重視的一部分內(nèi)容。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型

在進行結(jié)構(gòu)選型時，要對于整體建筑結(jié)構(gòu)的用途、高度、功能、周邊環(huán)境、抗震性等多方面因素進行合理的把握，因地制宜地選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。一般來說在進行建筑結(jié)構(gòu)的選型上，大多采用“弱梁強肢”的原則，以提高建筑物的抗震性能，并且避免墻體受到破壞，提高延展性，并且對于地震災(zāi)害所造成的沖擊力進行弱化，減少建筑結(jié)構(gòu)受力。與此同時，還可以有效的縮短施工周期，減少建筑材料的消耗。但是，這種施工方式具有較高的施工技術(shù)要求，對于施工方的專業(yè)技術(shù)能力的需求較高。這種施工方式是未來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要選擇方式，并且可以更好的保證建筑物的整體抗震抗倒塌性能。房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型上，要結(jié)合實際建筑的特點，綜合考慮不同因素，選擇符合實際的結(jié)構(gòu)。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)的布置

在完成房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型之后，要對于整體建筑結(jié)構(gòu)的體系進行細致、合理、科學(xué)的設(shè)置。在進行房屋結(jié)構(gòu)布置中，要保證整體承重結(jié)構(gòu)的承重力得到有效承擔(dān)，布置均勻，具有良好的規(guī)則性，避免出現(xiàn)外挑或者內(nèi)收等問題，并且保證側(cè)向剛度的變化均勻。一般來說，厚層側(cè)向剛度需要大于70%的上部鄰近樓層側(cè)向剛度。另外，還要保證整體結(jié)構(gòu)具有較好的承載能力、變形能力，并且避免由于部分構(gòu)件出現(xiàn)問題，而影響整體結(jié)構(gòu)的承重能力。針對于整體結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，要做好檢查，并且做好扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與局部變形情況的預(yù)防可控制。在水平與縱向結(jié)構(gòu)承載力與剛度的布置上，要保證合理分配，避免出現(xiàn)連續(xù)倒塌現(xiàn)象。

四、提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計方法

第一，合理的進行抗震防線設(shè)置?？傮w來說，造成建筑結(jié)構(gòu)被地震所破壞的主要原因，是建筑物自身地基出現(xiàn)沉降，進而破壞整體結(jié)構(gòu)。在進行地基設(shè)計的時候，就必須將地基抗震防線設(shè)計納入重要的設(shè)計環(huán)節(jié)中。在設(shè)計上要做好前期勘察，對于一些容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)進行提前勘測，做好前期準備工作，并且力爭選擇土質(zhì)較為堅硬地區(qū)，減小日后出現(xiàn)地震情況的破壞。與此同時，還要對于基礎(chǔ)預(yù)埋深度進行合理的設(shè)置，并且保證建筑受到水平作用力時，可以對傾覆和滑移進行抵抗，提高整體穩(wěn)定性。另外，多道抗震防線的設(shè)置，可以有效的對于建筑物局部出現(xiàn)破壞時的整體荷載力影響進行避免，并且減少建筑物倒塌可能。

第二，保證結(jié)構(gòu)的延性與規(guī)則性。在建筑結(jié)構(gòu)受到地震力沖擊時會產(chǎn)生變形，這種變形能力被乘坐建筑物的結(jié)構(gòu)延性。結(jié)構(gòu)延性通過對于地震所產(chǎn)生能量進行分散，有效的提高了整體結(jié)構(gòu)的承載力，并且在建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的過程中，會降低變形過量以及結(jié)構(gòu)變脆等問題，是提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的有效原則。在進行延性設(shè)計的過程中，可以通過設(shè)置塑性鉸區(qū)域，來實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的塑性變形應(yīng)對能力的保證。與此同時，還要結(jié)合整體建筑結(jié)構(gòu)的特點，避免采用不規(guī)則的設(shè)計方案，保證涉及房干具有良好的規(guī)則性與對稱性，并且保證建筑剛度的變化軍營內(nèi)，不存在偏心現(xiàn)象。保證建筑結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量，是提高建筑物抗震能力的重要基礎(chǔ)。

第三，優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計。通過對于地震破壞原理進行分析，可以明顯看出，地震的橫波和混合波的破壞力較大，對建筑物造成強大的沖擊，進而造成建筑物震蕩，如果建筑物的抗震抗倒塌能力不足時，就會造成建筑物劇烈震蕩，直至倒塌。在建筑設(shè)計上，要保證整體結(jié)構(gòu)部件設(shè)計的合理性，并且加強整體框架設(shè)計的連接水平，并且嚴格遵循相關(guān)設(shè)計原則，保證相關(guān)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計合理，提高受力構(gòu)件的受力能力，優(yōu)化結(jié)構(gòu)安全性性能。對于整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計過程進行優(yōu)化，是整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的細節(jié)部分，也是提高整體建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)性工作。

五、結(jié)語

總而言之，要想真正的提高整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震與抗倒塌能力，就必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，對于地震破壞原理進行科學(xué)、全面、準確的把握，并且采用合理的結(jié)構(gòu)體系，選擇合理的布置形式，再通過對建筑結(jié)構(gòu)整體的構(gòu)件設(shè)計、延性設(shè)計、規(guī)則性設(shè)計以及多道防線設(shè)置等一系列不同的角度，對于整體結(jié)構(gòu)設(shè)計進行深度的優(yōu)化，進而保證房屋建筑具有足夠的抗地震倒塌能力。

參考文獻：

[1]施煒，葉列平，陸新征，唐代遠.不同抗震設(shè)防RC框架結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的研究[J].工程力學(xué)，2011（03）.

[2]陸新征，葉列平.基于IDA分析的結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力研究[J].工程抗震與加固改造，2010（01）.

[3]葉列平，陸新征，趙世春，李易.框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的研究——汶川地震極震區(qū)幾個框架結(jié)構(gòu)震害案例分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2009（06）.

[4]鄔國清.提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法[J].硅谷，2013（22）.

（作者單位：石家莊都市建筑設(shè)計有限公司）