抗震技术在民用房屋结构设计中的应用

葛永华

（广州南方建筑设计研究院广东广州510640）

抗震技术在民用房屋结构设计中的应用

葛永华

（广州南方建筑设计研究院广东广州510640）

房屋建筑不仅是人们日常生活的重要基础，也是保护人类的一道重要防线。地震是常见的自然灾害之一，它对建筑结构具有难以想象的破坏力。然而，由地震引起的建筑结构倒塌，往往会给人民的生命财产安全带来极大的威胁。本文对抗震技术在民用房屋结构设计中的应用进行了深入的分析。

抗震技术；民用房屋；结构设计

1　引言

地震是一种较为常见的自然灾害，地震的发生往往会伴随着建筑结构的倒塌，从而给人们的生命财产安全带来极大的威胁和损失。近年来，由于我国地震等地质灾害频发，致使加强建筑结构的抗震倒塌能力成为建筑工程建设的一个重要项目。抗震技术成为建筑结构设计中最为关键因素，它直接决定着人们的生命和财产安全。所谓建筑结构设计主要是指建筑相关专业设计人员经过认真仔细的对设计任务书进行阅读和研究之后，所对建筑物进行的总体全面的结构设计，从总体上来看，它起着直接控制和主导建筑物抗震性能的作用。建筑结构抗震设计作为建筑设计的重要组成部分，对建筑的稳定性和抗震性起到至关重要的作用，因此，研究其常见问题和解决方法具有重要的意义。

2　建筑结构抗震倒塌的主要影响因素

2.1原材料的选择

对于建筑结构抗震施工设计来说，原材料的选择是及其重要的，它对建筑物的抗震倒塌能力具有决定性作用。在建筑结构设计中，原材料的选择是确保地震对建筑破坏程度最小化的基础工程，采用高质量，高品质的建筑材料，就会随之提升建筑物的抗震倒塌能力，从而在最大程度上降低地震对建筑的破坏程度。尤其是在建筑结构的墙体部分，一定要选择抗震性能较好的材料，由此才能为建筑结构抗震倒塌能力的设计提供强有力的保障，从而增长建筑的使用年限。

2.2施工质量

建筑的施工质量不仅彰显着一个企业的内在修养，更关系着人民的生命及财产安全。然而，一些建筑企业为了实现利益最大化，缩短工期，忽略施工质量，从而给建筑结构抗震倒塌性能的设计带来了不可预估的潜在危险，从而威胁着人民的生命财产安全。建筑结构的施工质量，不仅对建筑结构的抗震倒塌能力具有直接的影响力，而且也是强化建筑结构抗震倒塌能力的重要因素。因此，作为施工企业来说，一定要严格把握施工质量，在获得自身利益的同时，也为住户及社会带来保障。

2.3选择合适的施工场地

选择适当的施工地，不仅能保障施工进度顺利进行，而且能为公司的利益带来最大化。在实际的建筑施工过程中，部分建筑企业在施工之前并未对地理位置进行进一步的探测和勘察，由此导致建筑企业因结构原因引发危险和破坏。选择不恰当的施工场地以及河岸滑坡等易发生地震等自然灾害的地方，大大提高了风险发生的概率，从而对建筑结构造成极大的破坏及威胁。因此，施工单位在施工之前，一定要做好对施工地的探测工作，这样不仅可以为建筑的质量打下良好的基础，也为施工单位提供了便利，同时为公司的利益带来最大的保障。

3　加强建筑结构设计的抗震技术

3.1合理选择建筑施工场地和建筑材料

合理选择建筑施工场地和建筑材料，是提高建筑结构抗地震倒塌能力的重要因素。在进行建筑结构设计时，建筑场地必须要选择在远离已发生坍塌的山崖和容易出现泥石流的山体地带，以免发生不可控制的自然灾害。在进行建筑工程方案设计前，必须要仔细勘察施工场地的环境，充分了解施工场地的地理条件，从地理位置上降低地震活动对建筑物的影响。合理选择建筑结构材料对提高建筑结构抗地震倒塌能力具有十分重要的意义。建筑材料必须要选择抗震性能好的材料，严禁部分施工单位为降低施工成本而偷工减料，从而产生工程质量问题，引发灾难。

3.2悬挂抗震

悬挂抗震装置结构很大部分的质量甚至是全部质量均悬挂在地面上，地震到来时，建筑结构上层的分离导致无惯性力产生，从而达到显著抗震的目的。悬挂抗震的原理是阻止地面的地震波传递至建筑主体结构，防止主体结构受到损坏。悬挂抗震技术适用范围没有其他技术的应用范围广泛，钢结构，大型钢结构是其主要的使用结构，又分为主框架和子结构两部分，悬挂子结构，主框架结构便与子结构分离。当地震波到达悬挂部位时，地震能量大大减少，有效控制了地震的传递，减少建筑在地震中的损害。

3.3强基设防

施工单位必须要在关键部分加固设防，为建筑物的抗震防灾能力提供保障。所谓强基设防，就是加强地基抗震能力，设置抗震防线。地基沉降引起的结构破坏，是导致建筑受地震影响倒塌的主要原因。①加强地基的抗震能力，合理选择最优地基，是提高建筑结构抗地震倒塌能力的有效途径。②还需要清楚地了解施工场地的土壤性质。一般要选择土质坚硬的地带进行施工，不仅可以有效地提高抗震倒塌能力，而且还能降低地基的沉降速度。③合理设计地基的埋置深度，也可以有效地降低地震引起的滑移和倾覆，从而提高整个建筑的稳定性。④通过设置抗震防线来降低建筑结构的破坏，提高建筑结构的抗震能力。对于建筑结构来说，地基关系着整座建筑物的寿命。

3.4层间抗震

抗震技术结合抗震技术即为层间抗震。但是层间抗震的减震效果比基础抗震技术的减震效果差，低20%左右。虽然层间抗震技术没有非常明显的效果，但此项技术有广泛的应用范围，不仅能够用于新建建筑物，而且能对既有建筑物进行加固。地震与地质结构关系密切，当建筑物与地震波运动的方向相同时，相较于垂直于地震波方向的建筑来说，其运动幅度更大，震害更惨重。所以，在建筑物的抗震减震设计中应要关注这一点，充分考虑建筑所在地的地质情况，仔细研究该地的地震震向，尽量保持建筑物的走向与垂直于地震方向，从根本上降低地震对建筑的危害。层间抗震的初衷是在原结构上安装耗能减震装置，该装置由质量和抗震支座组成，地震来临时，装置抗震和质量减震共同协作用于吸收地震能量，消弱地震损害，使地震对建筑结构的影响降低。抗震装置的支座材料可选用橡胶，通过改建结构夹层或原结构隔热层，就能达到减震的目的。层间抗震如图1所示。

图1　层间抗震

3.5强化局部构件，加强构件间的连续性

地震发生时，会产生的横波和混合波，其对建筑结构具有极大的破坏力。因此，在进行建筑结构设计时，要重视局部构件的设计，确保建筑物的主体结构与局部构件间的连续性和稳定性。同时，要加强对建筑后砌墙的连接设计及框架设计，实现构件间的连续性，从而降低因受力不均出现的抗震薄弱区，提高整个建筑物的抗震能力。

3.6合理设置建筑嵌固端

建筑物的质心和钢心不一样会使得建筑物重心不稳的状况，在地震发生时建筑结构就会出现很大的扭曲，造成破坏的加大。所以按照建筑场地地基特点与受地震破坏作用的强弱做好分类，遵循形状规则、竖向均匀和结构对称的原则，并且根据建筑场地的实际情况做好抗震措施，保证建筑结构的重心保持稳定，避免建筑结构出现头重脚轻的现象。建筑嵌固端如图2所示。

3.7提高减震技术，提高建筑结构抗震能力

图2　建筑嵌固端

目前，被广泛应用于建筑结构减震的技术是增加建筑结构的附加阻尼。在建筑结构中安装减震装置，可以有效提高建筑结构的抗地震倒塌能力。一般来说，降低地震能量的减震装置都安装在建筑结构上，以降低对建筑结构的影响。但是，建筑结构的变形可能会影响减震装置功能的发挥。因此，减震技术还需要不断提升和优化，发展成一更成熟更有效的减震装置，从而提高建筑结构的抗地震倒塌能力。

4　结束语

目前，加强对建筑结构设计的抗震技术，在当前的建筑结构设计中变得越来越重要。因此，我们在整个设计施工的过程中，综合考虑实际施工需要和相关技术要点，以高度的热情和积极的态度完成设计工作，严格把手每一环节的质量关，不断优化建筑结构抗震设计，从而促使建筑结构抗震倒塌能力得到最大的提升，提高建筑物的使用寿命。

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