提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想和方法

刘忠群

【摘要】 随着社会经济的飞速发展和人们生活水平的普遍提高，人们对建筑结构的质量和综合稳定性能的要求越来越高。然而近年来，在地震等自然灾害中，由于建筑结构抗地震倒塌能力较弱而出现房屋倒塌的现象比较严重。人们对房屋建筑的最基本的要求就是其安全性能，建筑结构的抗地震倒塌能力直接关系着人们的生产和生活质量以及生命安全。房屋的倒塌给人们的生命财产造成了巨大的损失。在工程建设项目中，应该重视建筑结构的抗地震倒塌能力，对其进行科学有效的抗震设计。

【关键词】 建筑结构，抗地震倒塌能力，设计思想和方法

一、地震的危害性

在人类历史上出现的各种自然灾害中，地震具有自己明显的特点，那就是地震的发生时间往往只有几秒钟甚至是一瞬间，但其产生的破坏力却是非常巨大的，常常造成无法挽回的损失，严重危害我国的社会主义现代化建设和人们的生命财产安全。地震常常发生在人们没有防范意识的时间段，一旦地震发生，人们根本没有时间和能力及时逃脱。因此，地震是人们防不胜防的最严重的天灾之一。虽然我国近几十年来房地产事业一片欣欣向荣的景象，各种各样的现代建筑拔地而起，但是在建筑结构的抗地震倒塌能力方面还有很大的提升空间。据有关数据统计，在以往的地震灾害中，有一半以上的人员伤亡原因是房屋建筑结构的抗地震倒塌能力没有达到相关的标准和要求。

在地震发生的过程中，会产生三种地震波，一种是地震纵波，它的震动方式为上下震动，对建筑结构会产生上下方向的作用力，由于一般的建筑结构均具有一定的竖向承载能力，因此地震纵波对建筑结构的破坏性相对较小。另一种地震波是地震横波，它的震动方向是沿着水平方向传播，由于一般的建筑结构在水平荷载作用下的抗剪性能相对较弱，因此，地震横波对建筑结构的破坏性很大，对于建筑结构抗地震倒塌设计不合规范要求的，常常造成建筑物的结构变形或者破裂。此外，还有一种形式的地震波，它是地震横波与地震纵波的混合波。当地震波横波左右传递的震动与地震波纵波上下传递的震动相遇时，就会将上下左右的震动综合起来，形成混合波，混合波由于同一时间将上下左右的震动作用施加在建筑结构上，其最建筑结构的破坏性往往是致命的，再加上建筑物本身的自重，常常会造成建筑物的倒塌， 给人们的生命财产安全带来巨大的损失，也给国家和社会造成一定的经济损失和压力。

二、建筑结构抗地震倒塌能力的影响因素

（一）建筑原材料

建筑结构的质量和综合稳定性能与建筑结构的原材料息息相关。由于在地震中，建筑物本身的自重大小也会对建筑结构的抗地震倒塌能力造成重大的影响，在同样条件下，自重越大的建筑物越容易在地震中倒塌。因此应该尽可能选择自重较轻的建筑材料。另外，在建筑施工过程中，施工单位有时为了牟取暴利，常常采用不合规格的原材料或者在施工过程中偷工减料，这样往往降低了建筑结构的抗拉和抗剪强度，影响了建筑结构的质量和综合稳定性能，也降低了建筑结构的抗地震倒塌能力。

（二）建筑施工质量

在建筑工程的施工过程中，施工相关人员应该根据一定的规范和标准，在施工设计和施工图纸的指导下，严格按照一定的施工技术和施工工艺进行建筑施工。但是在实际施工过程中，施工人员依照法律和程序进行施工的观念比较薄弱，常常存在违反相关法律制度和标准流程进行施工的现象。有的施工单位为了一味追赶施工进度，追求最大经济效益，往往忽视了施工过程中的正常技术标准和流程，常常给施工建筑埋下很多安全隐患。施工质量的好坏直接关系着建筑结构的安全和稳定性能，影响着建筑结构抗地震倒塌的能力。

（三）建筑抗震设计

建筑抗震设计是建筑项目施工的重要环节。好的建筑抗震设计是保证建筑质量和综合稳定性能的基本条件。在进行建筑结构设计时，人们除了要考虑正常的审美需要，设计出美观大方实用的建筑结构外，同时还要考虑建筑物的结构对竖向承载力以及水平承载力的性能需求。在实际建筑抗震设计中，往往只偏重于建筑结构竖向荷载作用下的承载力，而对在水平荷载和扭矩作用下的综合承载能力往往欠缺考虑，这就影响了建筑结构的综合稳定性能，使其在地震来临时容易发生倒塌现象。

三、设计思想及方法

（一）重视前期勘查

为了保证建筑结构的质量安全和抗地震倒塌能力，应该在施工前期对建筑项目的施工现场进行深入的勘查，通过现场勘查，充分了解施工场地的地质条件。目前我国的施工项目在勘查阶段，往往为了赶工期或者节省开支，只对现场地形有个大概了解就急于施工，并没有对施工现场的地质条件进行深入地了解和分析。应该在施工前期对建筑项目施工地点的地形地质条件进行充分的勘测，全面了解和掌握地质条件，使设计人员和施工人员能够根据现场地质条件进行合理地设计和施工，尽最大可能提高建筑结构的抗地震倒塌能力，提高建筑结构的质量和稳定性能。

（二）重视建筑原材料

建筑原材料与建筑结构的质量和综合稳定性能息息相关。由于在地震中，同样条件下，自重越大的建筑物越容易在地震中倒塌。因此在建筑施工过程中，应该尽可能选择自重较轻的建筑材料，减少因建筑材料自重给建筑结构的抗地震倒塌能力造成不利影响。另外，在建筑施工过程中，应该加强对建筑原材料的管理和监督，一方面防止施工单位以过低的标价获得中标，之后在施工过程中为了弥补差价而偷工减料或者采用劣质材料，另一方面应该加强材料采购过程中的管理和监督，尽量选择有相关资质的生产单位，保证建筑原材料符合国家相关规定和施工标准要求。为了保证建筑结构的安全质量和稳定性能，提高建筑结构的抗地震倒塌能力，应该尽量选在自重较轻、质量合格的建筑原材料。

（三）提升抗震设计

在建筑机构抗地震倒塌设计中，应该通过一系列的验算测试建筑物整体结构的抗倾覆能力。在风荷载、地震作用下验算结构体系的舒适度，保证结构顶点和层间侧移符合相关的规定，否则可考虑通过设置伸臂桁架或腰桁架来减小侧移，保证建筑的抗震性能。此外，还应该验算建筑物在最不利侧向组合力共同作用下是否出现过大的压力，是否出现拉力，从而避免影响建筑物的整体稳定性。在建筑结构的抗地震倒塌设计中，应该重视最不利荷载组合作用下的建筑结构的整体抗震性能和综合稳定性能，对其竖向荷载受力体系进行一定的加固措施，如加强混凝土中的配筋，在混凝土中加入45°斜向钢筋等，尽量使构件的轴压比达到规定的要求。当构件截面不能再增大但是轴压比依然不能满足条件时，可以将混凝土与更高强度的钢或其他组件共同组合。对于建筑物结构因凹凸不平、洞口、结构边角等而导致出现集中应力的部位，应该采取合适的方法对结构系统进行加固。加固方法包括增加楼板的厚度、加强楼板混凝土配筋、在边梁内集中加强配筋、在应力突变部位的结构构件内加入45°斜向钢筋等都可以用来增加结构构件的综合抗性。当建筑物的楼板之间连系过弱或者建筑物的平面过长时，可以对建筑物设置合适的变形缝。对于受结构扭转效应影响比较大的建筑物，应该使抗侧力结构系统的分布尽量均匀，并尽可能加大建筑物外围竖向结构体系的抗侧力。

四、结语

由于地震常常造成建筑物的倒塌，给人们的生命财产带来巨大的损失。因此，应该重视和加强建筑结构的抗地震倒塌能力。既要选择质量达标的自重较小的建筑材料，又要进行深入的施工前期勘查，保证施工质量，同时作好建筑结构抗震综合性能的设计工作。

参考文献：

[1]李赫男.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法[J].江西建材，2013，（04）：37-38.

[2]李小华.浅谈提高建筑结构抗震能力的方法[J].科技創新导报，2011，（17）：37.