建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點分析

韓軼多

（太原市建筑設(shè)計研究院，山西太原 030002）

0 引言

由于材料以及設(shè)計水平的局限性，以往我國建造的房屋抗震能力差，無法很好地抵御地震災(zāi)害的影響，在發(fā)生地震災(zāi)害的時候，出現(xiàn)房屋坍塌的情況，造成人員傷亡。為了減少地震災(zāi)害的實際影響，相關(guān)的設(shè)計人員付出了很多努力，在沒有實質(zhì)性措施能夠阻止地震出現(xiàn)的情況下，采取了預(yù)防的方式來保證居民的安全。比如在結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，相關(guān)人員采用了更好的抗震結(jié)構(gòu)材料，并增加了抗震構(gòu)造措施，以此來提高墻體的支撐能力。在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，需要多方面進(jìn)行斟酌，結(jié)合房屋的具體位置和地基承載力進(jìn)行分析，達(dá)到最優(yōu)的抗震效果，如圖1 所示。

圖1 地震影響

1 地震作用以及影響

地震是地殼的移動中釋放能量產(chǎn)生的振動作用，過程中釋放出地震波。一般來說就是地球板塊之間的碰撞，造成板塊邊沿和內(nèi)部的錯動和破裂。地震出現(xiàn)的時候，地面破壞并引起滑坡、泥石流等情況。地震造成的影響最首要的就是房屋和構(gòu)筑物的破壞，造成人員傷亡，比如汶川地震，導(dǎo)致北川縣80%以上的房屋損毀、倒塌，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)也造成了嚴(yán)重的影響。雖然地震預(yù)測工作已經(jīng)發(fā)展了千年，但始終收效甚微，難以有效規(guī)避。在這種情況下，必須設(shè)置應(yīng)急環(huán)節(jié)，提高人員應(yīng)對地震的能力。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震能力分析

預(yù)防地震首先需要考慮到的是加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，從根源上減少地震。在對建筑結(jié)構(gòu)抗震能力進(jìn)行分析的過程中，設(shè)計人員也發(fā)現(xiàn)了一些建筑結(jié)構(gòu)無法有效抗震的原因，并且在后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，針對這些原因進(jìn)行分析與改進(jìn)，提出解決的有效措施，提高建筑物的抗震性能。首先作為設(shè)計人員，部分人員在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震漠不關(guān)心。有些地區(qū)在歷史上沒有發(fā)生過明顯的破壞地震，因此當(dāng)?shù)鼐用駮J(rèn)為地震對于本地的影響不大，抗震危機(jī)意識并不強(qiáng)烈。在設(shè)計中忽視了抗震性能這個原則，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)在地震影響下不堪一擊。其次是一些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實力較差，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計中所選擇的材料性能較弱。工作人員只是選擇一些比較劃算的原材料，這些原材料并不具備堅固性與堅硬性等性能，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，該建筑在面對一些自然條件的影響時還能抵御，但是面對重大的自然災(zāi)害，破綻就會顯露出來。最后是不同地區(qū)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候沒有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)施工規(guī)范，對所采用的材料沒有定義?；蛘呤┕み^程中缺乏有效的監(jiān)管，這就導(dǎo)致在工程施工中，一些施工管理人員就選擇了成本低廉的材料來謀取利潤，而在工程的監(jiān)管以及驗收過程中，又很難發(fā)現(xiàn)這類問題。因此房屋的實際抗震能力達(dá)不到設(shè)計要求，一旦發(fā)生災(zāi)害就會導(dǎo)致人員傷亡。因此，在我國的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與施工中，仍然存在較多的問題急待解決。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要點

面對在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中暴露出來的問題，在后續(xù)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中需要對問題進(jìn)行規(guī)避，并結(jié)合房屋的設(shè)計理念對房屋的抗震能力進(jìn)行綜合考慮與提升，保證建筑物的抗震性能，保護(hù)人員的人身與財產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.1 明確設(shè)計的要求并重視抗震設(shè)計

不同地區(qū)的設(shè)計單位應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于抗震設(shè)計的科學(xué)管理，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況進(jìn)行嚴(yán)格管控，加強(qiáng)抗震設(shè)計的宣傳工作，讓所有參與設(shè)計的人員提高對地震災(zāi)害的警覺性。在以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能并不是設(shè)計人員首要關(guān)注的內(nèi)容，這是因為地區(qū)的經(jīng)濟(jì)能力往往有限，設(shè)計單位的根本目的是解決居民的住房問題，給居民提供庇護(hù)的場所。因此，很多設(shè)計人員下意識地忽視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，在實際的抗震設(shè)計過程中，設(shè)計單位的管理人員還是應(yīng)當(dāng)以身作則，首先制定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心，讓設(shè)計人員在設(shè)計中積極結(jié)合當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防要求，并融合抗震的特征來進(jìn)行抗震設(shè)計，在工程的施工階段，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對施工中抗震施工的監(jiān)管，對實際施工情況和進(jìn)度進(jìn)行控制，對一些影響建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的行為進(jìn)行懲罰，提高實際施工質(zhì)量，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3.2 按照抗震規(guī)范提前進(jìn)行規(guī)劃

在之前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員都是先確定房屋的設(shè)計圖，設(shè)計圖需要突出的是房屋的內(nèi)部建構(gòu)和房屋的整體效果，而對房屋結(jié)構(gòu)的抗振設(shè)防線沒有凸現(xiàn)出來。在后續(xù)的地震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要提前規(guī)劃，結(jié)合地區(qū)的實際情況進(jìn)行調(diào)整。為了避免后續(xù)的房屋坍塌，相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)提前選擇一部分區(qū)域來制定區(qū)劃圖，展開地震的小區(qū)規(guī)劃然后對該地區(qū)進(jìn)行地震安全性的綜合評價，評價完成后對抗震要點進(jìn)行分析，按照既定的抗震設(shè)計來進(jìn)行施工，保證整個施工過程都有章可循。

3.3 進(jìn)行場地調(diào)研

房屋的建設(shè)不能夠在不利于抗震的場地上進(jìn)行施工，需要保證建筑的施工場地有一定的抗震性能。很多設(shè)計人員在設(shè)計中選擇交通便利且地理位置優(yōu)越的地區(qū)進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此會忽視一些地震災(zāi)害的潛在因素。當(dāng)前在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，需要更加專業(yè)的地質(zhì)考察人員進(jìn)行場地調(diào)研和分析，淘汰不利于抗震的場地。大多數(shù)的強(qiáng)震震中都分布在活動的斷層地帶，這類場地會直接導(dǎo)致建筑物失去整體性。場地還需要保證穩(wěn)定性，一些場地的組成是松砂、淤泥，地質(zhì)層薄弱、松軟，因此遭遇破壞性地震會直接坍塌。在選擇建筑場地的過程中必須考慮平穩(wěn)性，盡量避免一些高聳的山包或者臺地，地震時可能出現(xiàn)開裂、沉陷現(xiàn)象。因此在設(shè)計中，相關(guān)人員不應(yīng)僅關(guān)注房屋的內(nèi)部設(shè)計，還需要從外到內(nèi)進(jìn)行整體分析，選擇更好的施工場地。

3.4 精選建筑材料

建筑結(jié)構(gòu)施工中最基礎(chǔ)的就是材料，因此選擇的建筑物材料會直接影響建筑物的抗震性能。以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一些人選擇價格低廉的材料，甚至存在偷工減料的現(xiàn)象，削弱房屋的抗震性能。所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，需要對材料的強(qiáng)度進(jìn)行考慮，比如混凝土的抗震能力更強(qiáng)，所以應(yīng)當(dāng)作為主要受力稱重材料，這樣建筑結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力更強(qiáng)，抗震能力也更強(qiáng)。以前一些設(shè)計人員在選擇材料的時候太注重表面，選擇堅硬度較強(qiáng)的材料，實際上這些材料的延展性較差，因此面臨地震壓能力不足，甚至出現(xiàn)材料的損耗現(xiàn)象。

3.5 對房屋進(jìn)行加固，提高抗震能力

在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計來講，除了需要做好前期的準(zhǔn)備，還需要對房屋進(jìn)行定期的加固，提高房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能。如果在一次地震影響之后房屋受到了一定的損壞，那么為了更好地抵御下一次的地震作用就需要采用加固的方式來對房屋進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，避免房屋在長期的損耗中自身的抗震性能受到削弱。房屋中的主要受力構(gòu)件為墻體和柱，因此需要針對墻體或者柱子進(jìn)行加固，比如采用附墻加固或者采用鋼筋拉固的方法，提高墻體的耐受力。在實際的設(shè)計中，僅設(shè)置抗震墻這個防線對于應(yīng)付地震威脅作用不大，會導(dǎo)致抗震墻承擔(dān)較大的壓力，因此需要關(guān)注更多墻體的抗震能力。因此可以在房屋的抗震加固過程中選擇一些輔助物打造雙重抗震防線對抗震墻進(jìn)行約束，進(jìn)一步提高抗震能力。

4 結(jié)語

地震災(zāi)害對居民生活有明顯的影響，也會對城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成一定的損害?？紤]到廣大居民的人身和財產(chǎn)安全，我國必須重視不同結(jié)構(gòu)是否具備相應(yīng)的抗震能力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，相關(guān)的設(shè)計人員需要不斷更新建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念，采用最新的抗震設(shè)計理念來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證不同建筑在受到地震的影響更小。雖然地震災(zāi)害是無法避免的，但是通過一系列的抗震設(shè)計能夠做好抗震預(yù)防，減輕地震的不利影響。