提升建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法

黄炳生

摘要：建筑结构抗地震倒塌能力的设计对于建筑的整体的安全性与质量水平具有十分重要的影响。文章首先对建筑结构抗地震倒塌能力设计的必要性进行了介绍，然后对建筑结构抗地震倒塌能力的影响因素进行了分析，最后提出了提升建筑结构抗地震倒塌能力的方法。

关键词：建筑结构；抗地震倒塌能力；设计思想；设计方法；建筑质量；建筑工程 文献标识码：A

中图分类号：TU312 文章编号：1009-2374（2016）31-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.054

1 建筑结构抗地震倒塌能力设计的必要性分析

20世纪70年代，建筑结构工程师通过数次地震灾害之后逐渐从建筑抗震角度上认识到了传统“概念设计”的重要性，以此为起点，人们逐渐把目光转到了建筑结构概念设计之上。建筑结构抗地震倒塌能力的概念设计思想就是指，建筑结构设计师在最初的设计时，基本理解了建筑结构地震倒塌的情况，并运用相应的措施与手段对结构设计中遇到的问题进行有效处理，比如说建筑物体系、构件的延展性与构件的刚度等，之后再借助于相应的构造措施与信息技术降低建筑结构之中的薄弱环节，从而使得建筑结构抗地震防倒塌的要求得以有效实现。

2 建筑结构抗地震倒塌能力的影响因素分析

通常而言，建筑结构抗震倒塌能力会受到一定因素的影响，比如说原材料、工程施工质量、施工地点等，下面将分别对这些影响因素进行简要的介绍：

2.1 原材料

建筑原材料对建筑结构的质量以及建筑的综合稳定性具有直接的影响。因为当地震发生的时候，建筑物自重也会对建筑结构的抗震倒塌能力产生一定的影响，在相同的条件之下，建筑物的自重越大其越容易在地震发生的时候倒塌，所以在选择建筑材料的时候应该尽量选择那些自重较轻的材料。除此之外，在建筑工程施工中，工程施工方有时为了取得更大的利益，经常会应用不达标的原材料或在施工中偷工减料，这就导致了建筑结构的抗剪强度与抗拉强度大大降低，进而影响到建筑结构的综合性能与质量，使得建筑结构的抗倒塌能力大大降低。

2.2 工程施工质量

在工程施工中，工作人员应该严格根据相应的标准与规范，在施工图纸与施工设计的指导之下，严格根据相应的施工工艺与施工技术开展工程施工。但在实际施工中，工作人员根据程序与法律开展施工的观念较为淡薄，经常会存在违反标准流程与法律规范的现象。有时还存在一些施工方为了追赶施工进度，追求利益的最大化，而忽略施工流程与技术标准，从而给工程施工带来严重的安全隐患。建筑工程施工质量的好坏对建筑结构的稳定性与安全性具有直接的影响，而且对建筑结构的抗倒塌能力具有严重的影响。

2.3 施工地点的选择

通过对建筑结构地震破坏原理的相关分析可以得出，建筑结构的地址条件对于结构的抗震倒塌能力的高低具有一定的影响，所以在建筑结构施工地点的选择上也应该予以重视。对于那些在山崖崩塌区域或是易出现河岸滑坡地带的工程，其在施工过程中受到地震的影响的可能性要远远超过普通条件之下的建筑物，所以在进行建筑结构抗地震倒塌能力设计的时候应该注意施工地点这一要素。

3 提升建筑结构抗地震倒塌能力的方法

为了有效提高建筑结构的抗地震倒塌能力，需要做到：应该确保建筑结构的整体性能，并且在有效确保建筑结构整体安全性能的基础上，尽量提高建筑结构意外安全贮备的能量。具体而言，要想有效提高建筑结构的抗地震倒塌能力设计法可利用建筑结构第二阶段抗震设计法来有效实现，除此之外，也可通过建筑结构整体性能的提高来提升建筑结构的整体牢固性，从而不断提高建筑结构的抗地震倒塌能力。下面将对有效提升建筑结构抗地震倒塌能力的三个方法进行简要的介绍：

3.1 不断完善建筑结构的第二阶段抗震设计

当前我国的建筑质量安全标准仍为应用三水准抗震设防目标的要求，要促使这一目标的实现，应该在建筑物结构设计时应用二段设计法从而完成建筑结构的抗震设计任务。通常而言二段设计工作要分为两个阶段开展，分别是：（1）第一阶段：在这一阶段通常是根据抵抗较小幅度地震强度要求来开展建筑结构的抗震计算，这一阶段之中，通常是实现建筑结构基本抗震安全的储备功能。到现在为止，这一阶段的研究工作已较为成熟；（2）第二阶段：这一阶段主要是建筑结构抗地震倒塌的设计，在此阶段中因为所涉地震方面较为复杂，当前的研究仍然处于初级阶段，很难对具体设计参数开展科学有效的计算。截止目前，抗震规范规定之中仅有对某种具有特定功能的建筑物存在具体的第二阶段设计工作，而对于普通的建筑工程仍然仅仅停留于第一阶段的结算设计上。虽然建筑工程在完成第一阶段设计后能够基本满足小震不坏而且中震可修等，但因为还有许多参数未开展具体设计计算，其较之于第二阶段所设计的建筑物功用较差。针对此情况，我国有关部门应该不断完善相关法律规范，应该要求部分区域的建筑工程必须满足两端设计的要求，比如四川等，从而使得人们的生命与财产安全得到有效保证。

3.2 重视建筑结构体系与结构的建立工作

要想使得建筑结构的抗震性能得到有效的保证，还应该给建筑结构设计一套较为科学的构成形式。通常而言，若建筑物很难将科学的建筑物体系结构建立起来，很难有效地规范建筑物内部构成的布置，就会对建筑物整体的结构性能产生较为严重的影响，如果建筑物结构恰巧是外挑走廊、纵墙承重的教学楼，在地震突发的时候，很容易导致严重的后果。根据这种情况，在建立建筑结构体系与结构的时候，应该注意应用系统科学方法，并且考虑整个建筑工程的抗震性能。具体而言，（1）要确保在制定建筑物建筑体系的时候，做好建筑结构设计的优化工作；（2）应该重视建筑工程抗震措施的恰当选择；（3）应该注意对计算可能发生的建筑结构抗震计算问题，从而为及时、有效应对出现的复杂情况提供便利，使得建筑工程整体抗震性能得以有效提升。如图1所示是建筑结构的抗侧行为。其主要是根据侧向荷载-位移曲线来表示在水平地震影响之下的结构系统行为。其中B点是系统宏观屈服点，而D点是建筑结构倒塌的临界点，对于建筑结构倒塌点的定义尚未统一，如果建筑结构的变形处于DE段曲线，则证明建筑结构没有倒塌现象，但若将水平作用给撤掉，结构在自重的影响下而产生加大侧移，并且难以控制，就为DF段，此时的建筑结构可能会倒塌。其中的临界点就是建筑结构的倒塌点。除此之外，C点是“大震不倒设计点”，下面是记者在汶川大地震过程之中对于在C点之中建筑结构不同破坏程度的震害问题。

3.3 重视建筑结构整体性能的研究工作

为使得建筑结构整体抗地震倒塌体系得以有效建立起来，必须要从系统科学的角度开展建筑结构设计方面的研究。在开展具体设计的时候，应该对建筑物牢固性、建筑稳定性以及建筑整体抗震性等的提升予以高度的重视。依照科学而系统的设计思想，即便建筑物在施工过程中，应用的各种构件与原材料都是质量达标的，也无法完全确保建筑结构的整体安全性，若建筑结构组织中存在无法满足建筑物整体性能的状况，极有可能会导致建筑物整体存在易损性，从而使得建筑结构的抗地震倒塌能力较低。根据这一问题，应该在对科学系统设计思想进行研究的基础上，重视建筑物整体性的相关研究，从而构建出一套合理而科学的整体建筑结构，使得建筑结构的整体性能得以有效提升，进而提高建筑结构的抗地震倒塌能力。

4 结语

综上所述，建筑结构抗地震倒塌能力的设计对于建筑的整体的安全性与质量水平具有十分重要的影响，做好建筑结构抗地震倒塌能力的设计工作对于保证人们的生命安全具有重要的作用，因此一定要不断提升设计的思想与方法，不断提高建筑结构的设计水平。

参考文献

[1] 史丽娟.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与 方法[J].建材与装饰，2015，（37）.

[2] 徐项栋.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与 方法[J].建筑工程技术与设计，2015，（7）.

[3] 刘忠群.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想和 方法[J].建筑工程技术与设计，2014，（36）.