提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法

摘 要：地震是一种自然灾害，其发生对人民的生命财产安全和国家的财产都会有严重的破坏，然而地震引发的建筑倒塌比地震更加危险。因此，为了保障人民的生命和财产的安全，有效的防止地震所引起的二次灾害，就必须在建筑抗倒塌的工程环节上加以考虑。做好建筑结构的抗震设计，切实提高建筑的抗震抗塌能力。本文将从地震对建筑结构破坏的原理着手，对建筑抗震抗塌的设计进行探讨。

关键词：建筑结构；抗震；倒塌；设计

引 言

就全球发生的地震案例可以看出，地震引发的房屋等建筑物的倒塌会引发对人类的二次伤害，包括掩埋或者砸伤人员等，同时也会造成公共设施的严重损坏。

因此，对于一些地处地震频发的地区来说，想要减少地震所带来的伤亡，就必须在建筑结构抗地震能力上加以良好地设计，做好建筑物抗震设计的工程质量控制，以此来保证建筑物整体结构的安全性和稳定性，从而达到抗地震的目的。

1 地震的破坏原理

1.1 地震的灾害性

地震的发生就转瞬即逝的，作用时间很短，但是其影响力不容小觑。短时间的作用力就可能造成山体崩裂和房屋倒塌，让人防不胜防。地震使大量的房屋倒塌，是造成人员伤亡的元凶，特别是地震发生在人们熟睡时。随着城市化发展的进程，用地的紧张使得房屋建筑在空间上越来越密闭，据统计每一次地震发生后造成的伤亡总是比上一次地震所带来的伤亡更为严重，这主要是房屋的抗震结构不够完善。有专家认为，约60%的死亡是抗震能力差的砖石房屋倒塌所造成的，所以提高建筑结构抗地震能力的设计有着至关重要的作用。

1.2 地震对建筑构造的破坏

据相关部门的调查统计，并结合地震对建筑物结构的破壞分析，在地震发生时，建筑物会受到强烈的冲击，从而底层发生震动。随后，这种波动会将地震的作用力传递到建筑的结构本身，从而导致建筑结构失去平衡性，严重的将会发生倒塌。地震发生的时候都会产生地震波，地震波的传播方式有三种：①地震纵波，上下震动，地震时纵波到达地面，就会对建筑物结构产生破坏作用，但一般不会有太大的破坏力；②地震横波，地震所发出的地震横波到达地面后，此时的地震波的传播方式是水平的震动传播，这样的地震波所带来的破坏是很大的，容易对建筑物的结构破坏极其大；③地震波的混合波，这就是横波与纵波的混合，当这两种震波相遇时对建筑物结构的考验是最大的，一般来说，混合波一旦到达地面后，地面的建筑物便会因波动的影响而产生剧烈的震荡，再加上建筑加速度力和建筑物重心力相遇后，形成一种不定向的合力，最终就导致了建筑物结构发生倒塌。

2 建筑结构抗震倒塌设计中的主要影响因素

2.1 建筑结构抗震倒塌设计中原材料的选择

在建筑结构抗震倒塌设计中，使用质量较高的材料，就会提高建筑的抗震倒塌能力，也能最大程度地减小地震对建筑的破坏程度。因此，原材料的选择对于建筑结构抗震施工设计来讲尤为重要，它在一定程度上直接决定了建筑物的抗震倒塌能力。对于建筑结构中的墙体及围护墙等重要部分要选择抗震性能极好的材料，这样才能确保建筑结构抗震倒塌设计的能力，延长建筑的使用寿命。

2.2 建筑结构抗震倒塌设计的施工质量

施工质量在一定程度上直接影响着建筑结构抗震倒塌能力，是提高建筑结构抗震倒塌能力的重要因素。然而部分建筑企业为了缩短工期，提高经济效益，而忽略了施工的质量，这一现象给建筑结构抗震倒塌设计造成了严重的威胁，不同的建筑材料性能所产生的抗震能力也是有所不同的。

2.3 准确定位建筑施工地的位置

在建筑施工中，选择正确的建筑施工地是尤为重要的，不同的地理结构适合不同的房屋建筑，但是在实际建筑施工中，部分建筑企业并没有对地理位置进行进一步的了解和探察，这样一来就会出现建筑企业因选择施工地不当，影响施工进度，更甚者若选择河岸滑坡等地形处，易发生地震等自然灾害的地方，那么就大大增加了风险发生的概率，对建筑结构造成一定的破坏及威胁。

3 如何提高建筑结构抗震能力的措施

3.1 设计理念的改变

在绘制设计图纸时，要将建筑结构抗震倒塌设计贯穿始终，让建筑结构发挥它的抗倒塌能力。在设计图形中，尽量选中规则、简单等要领，对建筑物结构的抗侧力、承载能力及质量变化考虑到设计方案中。

3.2 对地形的勘查

在建设施工前，要对建筑物所处的地形进行深入勘察，对场地和地形的选择一定慎重，避免避免山崖崩塌和河流泥石流易发的地段。建筑物的场所对建筑物抗震能力具有非常重要的决策作用，所以，充分勘查好实际中的地形和地质，对选择最合适的建筑场地是必要的前期工作。

3.3 建筑结构的强化

根据地震对建筑结构的破坏原理可以指导，地震波的三种传播方式中，纵波对建筑结构的破坏力最小，但是当地震波的横波对建筑物产生影响时，破坏力就上升了。因此，在建筑物结构的设计上要保证主体与其他结构之间的可靠连接，达到有效的抗地震倒塌能力上就必须加以重视。

3.4 对材料上的选择

建筑的抗震倒塌能力和建筑材料息息相关，要想增强建筑物的抗震倒塌能力，就要在建筑物材料的选择和施工质量的监督上加强重视。施工单位要有责任意识，落实好工程质量。

4 提高建筑结构抗地震倒塌能力设计的对策

地震时危害性较强的自然灾害之一，如果不注重对建筑结构抗震倒塌能力的实际，那么一旦发生地震自然灾害，会给建筑带来极大的破坏，威胁人们的生命安全，因此，建筑结构抗地震倒塌能力设计十分必要，以下就是笔者针对建筑结构抗地震倒塌能力设计所提出的有效对策。

4.1 完善抗震倒塌能力设计规范

按照具体问题具体分析的原则，根据不同建筑结构采用具有针对性的抗震倒塌措施，所以在抗地震倒塌设计前要全面了解建筑的结构特点，清楚建筑所属等级，根据建筑工程所在的位置、高度等因素进行合理的抗震倒塌施工设计，一切行为按照抗震倒塌能力设计的规范以及建筑物的实际情况进行设计，只有这样才能确保建筑结构抗震倒塌能力设计的规范性及有效性。

4.2 严格控制建筑的高度

我国对于建筑高度有严格的规范和要求，原因在于过高的建筑会影响整个建筑的抗震倒塌性能，无法确保建筑及人们的安全。在抗震倒塌设计中要严格把控建筑的高度，设计前应对建筑的周边环境等因素进行分析，从而确定建筑的高度。科学合理的建筑结构抗震倒塌设计，能够提高建筑的抗震性能，确保建筑的稳定性，给人们一个安全的居住环境。

4.3 布局地震外力能力吸收途径

地震自然灾害发生后会释放很多能量，从而进一步破坏建筑物，若要使建筑物的破坏降到最低点，就要极力分散地震后所散发的强大能量，也就是要对地震外力能力吸收进行合理布局，形成坚固的建筑构件双向抗侧力结构体系，如此一来就能够大大降低地震灾害的破坏性，使建筑物拥有一定的自卫功能，提高其结构抗震倒塌能力。

4.4 设置多条抗震倒塌防线

建筑结构抗震倒塌设计不能只设置单一的抗震防线，因为自然灾害的影响力是不可估量的，威力也比较大，单一的抗震防线很容易被击破，从而对建筑物实施进一步的破坏，针对这一状况，设计人员应设置多条抗震倒塌防线，对地震进行层层设防，这样在一定程度上能够减小地震对建筑物的破坏，从而为建筑的安全起到保驾护航的作用。

4.5 抗震倒塌设计要依据抗震等级要求

我国对建筑结构的抗震倒塌设计的抗震等级有明确要求，要使其符合建筑地理位置其特点，在设计中应对建筑中的墙体、梁柱进行强有力的抗震构造设计，因为它们支撑建筑的支点，是建筑结构的重要组成部分，另外根据抗震等级要求，选择适合建筑抗震倒塌设计的配筋，它具有较强的承载力，对抵御地震有一定的作用力。

5 结 语

这几年，各国都在发生地震，建筑物倒塌狀况时有发生，给人们带来了很大的经济损失、对社会也有着不良影响。对于当前的状况迫使我国急需开展建筑结构抗倒塌方面的研究。文章对我国建筑抵抗倒塌能力的设计方法进行了研究并提出了一些建议，也简要描述了影响建筑结构稳定的一些问题、建筑结构抗倒塌能力设计有待改善，为我国研究和尽快完善抗连续倒塌设计提供参考。贯彻落实我国防震减灾法，促进建筑业的健康发展。

参考文献

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作者简介：李俊（1971-）男，汉族，贵州三穗人，大专，工程师，主要从事建筑结构和设计工作。