加強房屋建筑抗震設(shè)計與施工一由尼泊爾地震帶來的思考

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【摘 要】隨著近年來我國境內(nèi)自然災(zāi)害發(fā)生頻率越來越高，其中以地震災(zāi)害為主要代表，使人們對房屋的抗震性能要求比起過去已經(jīng)有了很大程度的提高。眾所周知，地震的發(fā)生必然使房屋全方位發(fā)生形變（具體的什么程度依據(jù)實際情況而定），換言之，也就是會導致各部分都受到地震力的影響。鑒于此，為了最大限度的減小地震造成的人力物力財力的損失，人們對于房屋的抗震性能提出更高的要求也在情理之中了，為了在真正意義上做到這一點，非常關(guān)鍵的一點在于房屋的相關(guān)設(shè)計人員必須對房屋抗震結(jié)構(gòu)了如指掌并且具有針對性的進行優(yōu)化設(shè)計，通過這種方式進一步提升我國房屋建筑抗震結(jié)構(gòu)性能，然后付諸于實際行動當中，從而確保實現(xiàn)房屋建筑的抗震設(shè)計目標。本文將會首先闡述地震對房屋的影響，然后描述設(shè)計過程中的一些需要注意的問題。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；抗震設(shè)計；尼泊爾地震；自然災(zāi)害

大家都知道的是，地震屬于對房屋建筑構(gòu)成嚴重危害的一種自然災(zāi)害。通常情況下，在地震來臨時，會出現(xiàn)地面搖晃而導致地面建筑隨之顛簸搖晃的現(xiàn)象，尤其是對于一些高層建筑而言，當遭遇強大的地震波侵襲的過程中，樓體會自然而然的沿著地震波的方向搖擺不定。事實證明，在這種情況下如果這些建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上無法達標的話，勢必會在搖晃劇烈的時候出現(xiàn)大面積坍塌的現(xiàn)象，結(jié)果造成大量的人員傷亡以及巨大的經(jīng)濟損失，后果不堪設(shè)想，因此這一點務(wù)必需要引起我們的高度重視。

一、尼泊爾地震的具體概況以及思考

經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，加上這次的8.1級地震，這是二十一世紀以來發(fā)生在陸地上發(fā)生的第五次八級以上大地震。截至到現(xiàn)在，尼泊爾地震已造成三千二百余人死亡，十二座世界文化遺產(chǎn)建筑遭到損毀。提到這里，我們不由得回想起一個名字——汶川。通過相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，在汶川地震中大約有八萬人死亡，房屋倒坍不計其數(shù)。其中，學生死亡數(shù)字及校舍損毀都有很高比例。在地震救援結(jié)束之后，專門組織了一批清華大學及其他院校的工程師們分別對四川省三百八十四處建筑進行了查訪。其中在被調(diào)查的四十四所學校中，有百分之五十七（即二十五所）因被毀嚴重無法修復；商店與住宅建筑損毀至無法修復的比例各占百分之二十五。通過以往的經(jīng)驗顯示，要把校舍建成最牢固和最安全的建筑，首當其沖要做的的就是在校舍建設(shè)階段從內(nèi)心把工程質(zhì)量重視起來，用更高的技術(shù)標準與實施方案進行有效的施工管理，通過這種方式來從真正意義上保證每棟校舍的質(zhì)量安全。除此之外，應(yīng)當定期或者不定期的對已建成校舍組織檢查安全狀況是否達標。具體地說，就是不僅僅要采取有效方式強化校方對校舍安全正常檢測維護，而且還要適當推行第三方獨立檢測加以輔助，以此來確保防患于未然。有關(guān)部門曾在各個公共場合明確表示，一定要從根本上嚴查房屋結(jié)構(gòu)是否達標，一旦發(fā)現(xiàn)有工程質(zhì)量問題，將會堅定不移的追究工作人員的相關(guān)行政或者法律責任。對我國而言，嚴管建筑市場成為一件非常急迫的事情，刻不容緩。雖然說面對八級或者八級以上地震的時候，很多房屋確實無法抗拒，但通過以往的大量事實已經(jīng)得到充分證實，并非所有建筑遇到地震時會被夷為平地，而很多質(zhì)量上乘的建筑只是出現(xiàn)破裂而并未倒塌。鑒于此，我們千萬不要以強震級為借口，而忽視震災(zāi)所體現(xiàn)出的人為問題。

二、地震對房屋會產(chǎn)生哪些影響

總的來說，主要會產(chǎn)生以下幾大重要影響。

1、結(jié)構(gòu)倒塌。

通過以往大量的實踐結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)倒塌通常而言是地震中破壞最為嚴重的形式（尤其是高層鋼結(jié)構(gòu)房屋）。經(jīng)過分析得出，抗側(cè)剛度沿高度分布不均與結(jié)構(gòu)樓層屈服強度系數(shù)不夠是引發(fā)結(jié)構(gòu)坍塌的罪魁禍首，為了盡可能的避免這種情況的發(fā)生，相關(guān)設(shè)計人員要做的就是合理分布結(jié)構(gòu)樓層屈服強度系數(shù)和抗側(cè)剛度沿高度。

2、構(gòu)件破壞。

一般地說，高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞主要表現(xiàn)為兩種形式：支撐的失穩(wěn)與破壞，梁柱局部破壞。其中支撐的失穩(wěn)與破壞指的是當房屋遭遇較大強度地震的時候，支撐構(gòu)件因為遭到反復拉壓的作用力，在這個時候一旦作用力（各種力的綜合）比支撐構(gòu)件的臨界力要大時，必然會出現(xiàn)損壞或者失穩(wěn)情況。而對于梁柱局部破壞而言，框架柱主要有翼縫撕裂、翼緣屈曲等。框架梁，主要有翼緣屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲、腹板屈曲和開裂等一些具體的破壞形態(tài)。

3、節(jié)點破壞。

在這里所說的節(jié)點破壞通常指的是房屋在地震發(fā)生頻率最高的破壞形式之一。由于就現(xiàn)階段而言，主要連接方式是采用鉚接（或者焊接）。既然如此，如果在設(shè)計和施工節(jié)點的過程中，結(jié)構(gòu)或者焊縫有問題的話，節(jié)點存在著很大的可能性因為受力過于集中而造成節(jié)點破壞現(xiàn)象發(fā)生?？偟膩碚f，由地震所導致的梁柱節(jié)點破壞現(xiàn)象一般表現(xiàn)為鉚接、焊接部位和腹板部位斷裂。

三、如何合理設(shè)計房屋抗震結(jié)構(gòu)

大家都知道的是，抗震性能在過去的很長一段時間里一直都是房屋建筑領(lǐng)域

的重中之重。通過尼泊爾地震所造成的影響結(jié)果證明，在地震發(fā)生的時候，房屋的破壞機理和破壞過程并非一件簡單的事情。因此要對房屋的抗震結(jié)構(gòu)加以細致入微的設(shè)計。但是通過事實表明，如果地震發(fā)生非常強烈的話，地震所引發(fā)的地震波必然會使房屋建筑在那個瞬間受到水平方向（也就是橫向）力的作用，造成鋼筋混凝土柱子會受到剪力一定程度的作用而導致脆性破壞。鑒于此，為了最大限度的提高房屋的抗震性能首先要從設(shè)計做起，具體的說，就是要從結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等多個方面進行綜合考慮并且將每一項都要研究透徹。比方說在設(shè)計房屋抗震的過程中要充分體現(xiàn)強柱弱梁的基本原則，因為這樣一來能

夠盡可能地避免結(jié)構(gòu)因為受到地震作用下支撐柱先進入塑性區(qū)而造成整個房屋倒塌現(xiàn)象的發(fā)生。為了做到這一點，我們最好的辦法就是采取有效方式來有效調(diào)整房屋結(jié)構(gòu)中地震效應(yīng)（各個部分的，千萬不要有所遺漏）的內(nèi)力設(shè)計值，這樣一來就可以讓房屋的整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布和消耗地震能力得到增強，進一步降低地震災(zāi)害帶來的破壞程度。為了更好的解決這一問題，我國相關(guān)研究者們經(jīng)過深入研究和廣泛探討，設(shè)計了一種現(xiàn)在馳名世界的彈性建筑，具體地說，就是利用房屋的延展性來有效提升其抗震性能。這是一種基于隔離體而完成的。一般地說，隔離體主要由兩個重要組成部分：分層橡硬鋼板組、阻尼器，并且建筑結(jié)構(gòu)并非與地面直接接觸。這種隔離體結(jié)構(gòu)在遇到強烈地震侵襲時能夠很好的減緩房屋上下的顛簸程度。除此之外，一些地區(qū)的城市建筑物，都會根據(jù)實際情況加上一層地基部分硬質(zhì)橡膠和鋼板，這同樣可以使建筑物本身具有一定彈性，大大地提高了房屋建筑的抗震能力。

四、總結(jié)語

綜上所述，隨著近些年來自然災(zāi)害尤其是地震尤其是尼泊爾地震發(fā)生之后，造成了大量的人員死亡以及重大的經(jīng)濟損失，這個問題已經(jīng)引起全世界人民的高度重視，要想在地震來臨時最大限度的減小損失，我們在設(shè)計與施工房屋結(jié)構(gòu)的過程中，要將其考慮進去，并且想方設(shè)法根據(jù)實際情況最大限度的增強抗震程度，并且堅定不移的執(zhí)行下去。只有這樣才能從真正意義上保證房屋的質(zhì)量，當遇到地震侵襲時候最大限度的減小損失。

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作者簡介：胡炳成（1978-），男，工程師，大學本科，畢業(yè)于包頭鋼鐵學院，土木工程專業(yè)，目前主要從事建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。