谈建筑结构的抗震设计

张 马 兵

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

谈建筑结构的抗震设计

张 马 兵

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

分析了建造房屋时选择地质的注意事项，对建筑地基、屋顶和墙体的抗震设计进行了介绍，并从建筑高度、宽度、架构、防震缝等方面探讨了建筑物在整体设计时的抗震性能要求，以保障住房的安全性。

建筑，抗震，墙体，结构

0 引言

有关统计数据，现今全球每年发生的自然地震事件已高达55万次之多，而我国的地震次数居然占其中的近1/3。地震给人们的生活带来极大的不便，严重的影响我国的社会经济发展。人们愈来愈关注建筑物安全性能，建筑师在设计房屋时也须谨慎对待房屋使其具有优良的抗震性能。若发生地质灾害，应尽量减少建筑物对人员生命和财产的损害，把危险降到最小。本文阐述房屋的建筑结构中关于抗震防震的设计要求。

1 建筑的地质

在地质灾害发生时，在地震面积范围内建筑体都会受到严重的损害。这是因为地震时的地壳运动，会对建筑结构造成直接性的伤害，因此地质的条件也是影响建筑物安全性的一大因素[1]。建筑师在选择建造房屋的同时，需考虑地质情况，进行合理的选择规划。

有以下四方面需要注意：

1)建造房屋时更可能选择地势平坦开阔、地质坚硬有助于防震抗震的地质条件，因而在灾害发生时，能有效的降低地基土在震动期间的凹陷情况，达到防范建筑物的塌陷状况。

2)建造房屋时要尽量避免在地质松软、地势狭窄高低不平的地方，如河岸、山坡等地。这样可以有效的防止地震时地面的坍塌下陷不良情况。若无法避免在其不良地质建造时，应多采用其他相应的防护措施，以达到抗震防震的目的。

3)建造房屋时不能选择自然灾害频发区的地质条件[2]，如滑坡、泥石流、沙尘暴等地。因自然灾害有并发症情况，应注意避免在地震灾害来临之时，带来其他的自然灾害，从而加重建筑结构的损坏。

4)建筑房屋时的覆盖物厚度和地质刚度又是影响建筑结构防震抗震性的两大要素。有研究表明，建筑体地质坚硬程度、覆盖物的薄厚程度都会影响其自身的减震抗震能力。因而，建筑师在选择建造地质时，也应注意地质的刚度和覆盖物的厚度。

2 建筑的地基

第一，建筑房屋时，任何一个相同的建筑体不能建筑在不同类型的地基之上。为达到良好的抗震防震作用，建造地基时，应尽可能的使用天然地基或者是地桩基，防止出现一个建筑物的地基有两种不同的组成成分，提高建筑物地基的刚度和强度。

第二，在建造地基的基础设施时，应注意调控地基的埋置深度。一旦基础设施的深度埋置太浅，则会大大减少建筑物的镶嵌作用，降低在地质灾害发生时建筑物的稳固性，提高地震灾害的发生概率。因而，建筑师在设计房屋的地基时，应注重地基基础设施的深埋位置，尽可能加深埋置距离。并监督做好基础凹槽的回填工程和夯实地基土的工程等，保证回填的土质紧密切合的重合接触，加大建筑物的稳定性[3]，降低发生灾害的几率。

第三，基础建筑和上层建筑是构成建筑物的两大主体，建造室外的下地坪时，不能利用内外的交圈作为基础的梁圈，这会阻碍基础建筑和上层建筑的一致性。另外，上层建筑的结构应被镶嵌进入基础的梁圈中，加强上层建筑和基础建筑间的紧固程度。若建筑物处于地基的条件较差，应在其底部加入梁圈来增添稳固性。

3 建筑物的屋顶和墙体

可想而知，在地震时，建筑物的质量轻，随之受损害的程度也低；建筑物质量重，随之受损害的程度也高。换句话说，建筑质量与地质灾害发生时的损伤程度是正比例的关系。建筑的稳固性也是影响其受灾害程度的一大因素，越稳定伤害程度越小。建筑房屋，应注重其建筑的质量和建筑物的稳固性，从而降低灾害的损伤程度。

从一个角度来说，降低建筑周围结构的质量，能有效的减少建筑物墙体的质量。建筑物墙体的质量较重，则会降低防震抗震的能力，在发生地质灾害的同时，建筑体受到的损伤也就越大，造成伤害更多。因而，建筑师在设计房屋时，应格外注重减少墙体的质量。

从另外一个角度来说，在建造屋顶时，应选用质地较轻、强度高的材料。尽可能的不在屋顶的设计中添加任何的装饰物，这都会增加屋顶的负担，加重质量，增加建筑物实际高度，在抗震防震中是不良因素[4]。若必须建造另外的附属品在屋顶上，则应注重降低建筑物的高度，增加其稳固度。因此，选择合理的质轻的屋顶材料，对房屋的安全性能也有很大的帮助。

4 建筑物的整体设计

4.1 设计建筑物的高度宽度

对建筑物本身而言，发生灾害时的受损程度与其高度和宽度都有一定的影响关系。研究显示，建筑物受地震的波动，会随着建筑物本身的歪斜程度的升高而升高，从而引起对建筑物宽度的思考。建筑物的宽度越大，其受损害程度就越大。另外，建筑物本身过于高大，楼层数越多，其在地质灾害中伤害也就越大。为降低地震对建筑物的损伤程度，保证建筑自身的抵抗力，在进行设计建造时，需要建筑师对建筑物的宽度和高度做出仔细的计算，尽量降低风险。在实际的操作中，在追求一定的外形美观时，应更加注意安全性能。

4.2 设计建筑物的架构

结构的质量与韧性均匀分布，建筑平面规则的平面和三位平面，都是建造抗震防震建筑物的重要内容。若建筑物的平面设计十分繁杂，建筑的质量和韧度不均且分布凌乱，在地震来临时，建筑物本身会发生扭曲[5]，整个建筑都会受到严重的损害，因而，规则均匀对建筑来说十分重要。若建筑具有规则的平面，整体质量和韧度均匀，则在受震时发生的损伤较小。但建筑物使用参差的立面结构，则容易在灾害中因高度略高而发生鞭梢效应。

4.3 设计建筑物的防震缝

建筑物的防震缝在整体结构中也尤为重要。在设计防震缝时，首先需要将建筑物分为互相独立均匀规则的模块。防震缝的两边应具有充分的长宽度，使防震缝与上层结构完全隔离。最后应按照建筑的外形，在防震缝的两旁放置准备好的墙体。防震缝的应用主要体现在地震的设防区域，虽然我国对于防震缝的宽度有明确的指标，但由于地震，地壳发生碰撞时，防震缝的宽度不能保证，防震缝在实际应用中仍存在一定的困难。

4.4 设计建筑物的墙体

建筑物的主要承重部件就是墙体。而建筑物的墙体使用数量取决于建筑物的刚度。实际中还需考虑承重墙的存在，增加承重墙后，会加宽相邻两个墙体之间的间隔，则会导致降低建筑物的防震抗震性能和建筑物本身的刚度，因此，在设计中应合理的安排墙体的横面和纵面，保证建筑物的稳固性，达到抗震目的。

5 结语

当下，建筑物的防震抗震技术是一项十分重要的技术，建筑物抗震性能设计的好坏将直接影响到建筑物抗震性能的好坏。因而结构师在设计防震建筑物时，应谨慎的根据抗震设计的要求和影响情况做出适宜的设计，满足人们的住房需要和安全需要。最大化的提高建筑物的抗震防震性能，就能降低自然灾害对人们生命和财产的伤害。

[1] 赵述鹏,周晓龙.建筑设计在抗震设计中应注意的问题[J].建材世界,2012(6):112-114.

[2] 董增辉.解析建筑结构的抗震设计[J].民营科技,2013(4):211.

[3] 兰友盛.建筑设计在建筑抗震设计中的探讨[J].民营科技,2011(2)：303.

[4] 杜 军,戴 虹,赵 鑫.在建筑抗震“概念设计”过程中应注意的事项[J].科技风,2009(9)：32.

[5] 王春娥.建筑设计中提高建筑抗震性能的意义及策略[J].山西建筑,2012，38(1):32-33.

Introduction to the seismic design of building structures

Zhang Mabing

(ShanxiArchitecturalDesignResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

The paper analyzes geological selection matters in housing construction, introduces building foundation, and anti-seismic design of roof and wall, and explores anti-seismic performance demands in integral building design from the aspect of building height, width, architecture, seismic-protecting cracks, with a view to guarantee the safety of government-guaranteed building.

building, anti-seismic, wall, structure

2015-08-03

张马兵(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)31-0031-02

TU352

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