提高建筑结构抗震能力的设计思想与方法

段安洪（昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南　昆明　650051）

提高建筑结构抗震能力的设计思想与方法

段安洪
（昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明650051）

摘要：随着我国建筑行业的飞速发展，房屋结构的稳定性与安全性逐渐受到人们的关注。再加上地震频发，社会各界都将目光放在了建筑结构的抗地震倒塌能力设计上。为了充分保障人民的生命财产安全，有效地控制地震带来的二次灾害，对于建筑结构的抗地震能力设计需要考虑很多因素影响，以切实提高建筑的抗地震能力为目标进行设计。该文就地震破坏的原理进行分析，对影响建筑结构抗震倒塌设计的因素展开研究，并提出具体的设计思想与思路。

关键词：建筑结构；抗地震倒塌能力；设计思想；设计方法

0　引　言

随着地震的频发，地震导致的建筑物倒塌成为了人们担忧的地震二次伤害，而随着人们意识的提高，建筑结构的抗地震倒塌能力逐渐开始受到关注。对于地震频发的地区来讲，如果想要减少地震导致的房屋倒塌，就必须针对建筑结构的抗地震倒塌能力进行严密的设计，以保证建筑物的质量，以此来确保建筑物结构的安全性与稳定性，降低地震的二次灾害。下文就地震对房屋破坏的原理进行分析，就影响房屋结构抗地震倒塌能力的因素进行分析，并提出具体的设计思路与方法。

1　地震破坏的原理

众所周知，地震的发生是无法避免的，作用的时间也很短，但其造成的危害则非常大，短时间内会对房屋造成严重的损坏，因房屋倒塌带来的二次灾害相当严重。随着城市的发展与进步，城市建筑逐渐趋于高层化，而伴随着人们意识的提高，建筑结构的安全性与稳定性、抗地震能力逐渐受到关注。

据相关调查显示，地震对于建筑结构的破坏是相当严重的，当地震发生时，建筑物自身会受到强烈的冲击力，从而从底层开始发生振动，随后这种作用力会转移到建筑结构本身，使得建筑逐渐失去平衡，严重的直接倒塌。因此，其对人身财产安全的影响非常大，显然，这就充分证明提高建筑结构抗震倒塌能力有着非常重要的意义。

2　影响建筑结构抗震倒塌能力的因素分析

2.1原材料的选择

材料是保证建筑结构安全最重要的因素，在建筑结构的抗地震设计中，应选择质量较高、抗震能力较好、延性好的材料，最好能够最大程度的减小地震带来的破坏。因此，原材料的选择对于建筑结构的抗震设计尤为重要，是决定建筑物抗地震倒塌能力的主要因素。在实际的建筑结构施工过程中，墙体及建筑围护结构所涉及到的材料必须选择抗地震能力强的，安全性和稳定度高的材料，充分确保建筑的安全与稳定性。

2.2建筑场地位置

在实际的建筑设计过程中，项目建筑场地的选择非常重要，场地对建筑的影响因素较多，不同的场地和结构对于房屋建筑有不同的影响。当前，很多建筑企业因没能在施工之前对项目所在地的地理情况、地理位置、地形地貌等进行详细的了解和勘查，导致建筑并不适应；缺少对建筑场地的合理确定，不仅可能影响建筑的安全性，严重的可能导致原地形变化，反而导致地质灾害。尤其对于地震频发的地区来讲，这也大大增加了地震二次灾害的可能，严重威胁着人们的生产生活。

2.3确保施工质量

确保施工质量是任何建筑结构施工的最终目标，而建筑结构的抗地震倒塌能力与施工质量也有着直接的关系。但就现实的情况来看，因工程工期与进度的限制，施工技术或者工程造价控制等因素影响，为了进一步提高建筑物的经济效益，很多建筑结构的施工质量都得不到保障。这也就造成了建筑结构的抗地震倒塌能力得不到保障，从而影响建筑的使用。

3　提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思路

3.1合理的建筑场地选择及地基的设计

众所周知，城市建筑的基础就是地基，而因地基沉降带来的建筑结构破坏也是降低建筑结构抗地震倒塌能力的主要原因。因此，加强对建筑结构地基的设计，合理的选择地基对提高建筑结构的抗地震倒塌能力有非常重要的意义。在设计时，首先应对施工场地进行严密的勘查，避免因位置不利，降低地基的强度。最好选择场地的坚硬地段，以提高抗地震的强度，同时，设置合理的埋置深度，提高建筑水平作用下产生的滑移与倾覆抵抗作用，以提高建筑自身的稳定性。

此外建筑场地的选择设计思路应从详细规划的要求出发，考虑好所选场地的具体地点与范围对环境的要求，充分考虑周围环境与条件对建筑项目的要求，以及对社会公共利益的影响。一方面，从城市土地利用和相关设施功能上进行考虑；另一方面，还必须考虑到对城市风貌特征以及传统文化的影响来进行设计。

3.2注重延性设计与规则性设计

所谓建筑结构的延性就是指建筑物在收到地震作用后产生的塑性变形的能力。延性设计主要通过对建筑结构的塑性变形对地震产生的能量耗散为基础进行合理的延性设计，以提高建筑物结构的承载能力。一旦建筑结构发生塑性变形，合理的延性设计就能够有效降低建筑变脆突出和塑性变形过量等问题，不仅能够提高建筑结构的极限弹性和抗震能力，还能保持建筑的抗地震倒塌性能。而在延性设计的过程中，通过加强建筑墙体、圈梁和构造柱的结构设计，提升其弹性极限，防止塑性变形破坏建筑结构。而当地震发生时，合理的延性设计也是保障建筑能够发挥塑性变形，减缓地震作用力的有效措施。此外，杜绝采用不规则的结构设计，应保证建筑结构的平面与立面布置的对称性与规则性，使得建筑刚度均匀变化，以减轻地震作用对建筑结构产生的破坏。

3.3优化结构构件

根据前面指出的地震破坏原理可以看出，地震产生的横波和混合波对建筑结构会造成较强的破坏力，从而导致严重的后果。因此在实际的设计过程中，应重视起建筑结构的局部和构建设计，以确保建筑结构的主体结构有效、稳定。只有不断对建筑结构的结构构件进行优化，提升其结构性能，才能有效保障建筑结构的稳定安全性，才能确保更高的抗地震倒塌能力。

3.4增加多道设计防线

在城市建筑结构设计的过程中，通过多道抗震防线的设计不仅有利于建筑物局部以及整体结构的稳定性，更是避免因风荷载和重力荷载增加导致建筑结构承受力不足的重要措施。例如，在建筑的框架、剪力墙结构设计中，应先使剪力墙连梁的屈服早在墙肢的屈服之前，再在剪力墙连梁与框架之间设置第二、三道防线。而剪力墙连梁又最好先于两端塑性屈服，这样才能使其获得足够的变形能力。像这样设置多道防线来提高建筑的抗地震倒塌能力。

4　结　语

综上所述，对于建筑结构的抗地震倒塌能力设计，想要得到一定的提高，必须结合建筑物施工的实际情况，针对建筑的施工位置，合理的设计其结构构件、延性设计及规则性设计，注重合理的地基选择，适当增加多道设计防线，全方位的提高建筑结构的抗地震倒塌能力。

参考文献：

［1］邬国清.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法［J］.硅谷，2013（22）：161－160.

［2］王秀娟.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法［J］.中国集体经济，2014（18）：139－141.

［3］李俊.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法［J］.中华民居（下旬刊），2014（6）：79－80.

［4］胡义.地震激励下在役RC框架结构力学行为研究［D］.西安：西安建筑科技大学，2013.

［5］左琼.基于冗余度理论的钢筋混凝土框架结构抗地震倒塌能力评估［D］.北京：中国建筑科学研究院，2012.

中图分类号：TU312

文献标识码：B

文章编号：1004－2660（2015）01－0043－03

收稿日期：2014－12－05.

作者简介：段安洪（1963－），男，云南人，工程师，一级结构工程师.主要研究方向：建筑结构设计.

Design Ideas and Methods of Improving the Shock Resistance of Building Structure

DUAN An－hong
（Kunming Engineering＆Research Institute of Nonferrous Metallurgy Co.Ltd.，Kunming 650051，China）

Abstract：With the rapid development of construction industry in China，the stability and security of the building structure receive great attention.Together with frequent earthquakes，the collapse－resistant capacity design becomes the focus.In order to fully guarantee people＇s life and property safety and effectively control the seismic secondary disasters，various factors should be considered in the earthquake resistance capability design of building structure to improve the design.The principle of earthquake damage was analyzed and factors affecting the collapse－resistant design were investigated，thus putting forward concrete design ideas and methods.

Key words：building structure；collapse－resistant capacity；design ideas；design methods