抗震建筑设计问题探讨

李婷 李青

【摘 要】地震对于我国国民来说一直是一个伤痛的记忆，在这样的灾难中大量的房屋被毁，人们多数都在睡梦中被掩埋在了房屋之中，从此再也没有醒来。所以，经历过这样惨痛的经历，我国政府开始注重关于防震建筑的设计研究，尤其是对我国南方处于地震带的一些城市来说，防震建筑设计尤其重要。

【关键词】建筑设计；抗震

【Abstract】The earthquake has always been a painful memory for our citizens. In such a disaster， a large number of houses were destroyed. Most of the people were buried in the house in their sleep and never woke up. Therefore， after such a painful experience， the Chinese government began to pay attention to the design and research of earthquake-resistant buildings， especially for some cities in the southern part of China， earthquake-proof building design is particularly important.

【Key words】Architectural design；Earthquake resistance

1. 關于抗震设计的发展现状

1.1 关于我国抗震建筑设计发展现状。

（1）发生地震时，天动地摇，人们多数都是因为逃亡不及时导致被困在了房屋里。每次救援工作最大的难点就是从废墟中挖掘出被困的人们。因此如果有了抗震建筑，会大大有利于那些身处地震带城市的居民生存。以汶川地震为例，在地震区的各个不同时期设计建造的各类房屋建筑和工程设施经受了考验。震害调查表明，经过抗震设防、特别是在1990年后设计建造的建筑表现良好，即使在极震区实际烈度高出抗震设防烈度3～4度 （地震动强度超出预计的10倍）的情况下，除了极个别建筑物外，绝大多数建筑受到中等至严重破坏但不倒塌。达到了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标；而在“89规范”之前的建筑物多数遭受严重破坏，直至倒塌，这些倒塌的建筑中大多使用了预制楼板。

（2）但由于地震所带来的横波纵波等原因，不倒建筑除了不采用脆弱的预制楼板外都具备有如下的性能设计以有效达到隔离地震作用的目的，震装置不仅要能承担上部建筑物的重量，而且在竖向荷载作用下变形较小，这是对其竖向承载力和竖向刚度的基本要求；其次水平向须具有充分的柔度即较小的水平刚度，以延长结构的自振周期，减少上部结构的加速度反应和下部结构的层间剪力；最后为了限制结构位移，使振动衰减，还必须有适当的阻尼。而倒塌建筑与之相比就设计单一，缺少关于上述防震的设计。

1.2 关于国外抗震建筑设计的发展现状。

关于国外抗震建筑的发展，笔者先以离我国较近的日本为例。在日本9.0级大地震中，日本建筑的超强防震能力再次得以彰显。与我国四川盆地类似，日本整个国家都出于地震带中，其位于太平洋火山地震带，是太平洋板块与亚欧板块相挤压碰撞的地方。以至于日本每年都会发生数以千次的地震，其中震级在3级以上的每天就有四次。但也正是由于日本长久以来备受地震的侵扰，他们对于地震设计的研究处于世界领先水平。日本在防震设计中会采用多种隔震减震技术。比如，日本在构筑高层建筑物时普遍采用“地基地震隔绝”技术，在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置。对于在我国建筑中常见的砖瓦，在日本却几乎看不到踪影，因为以前日本1923 年的关东大地震证明砖结构房屋不抗震。从那以后开始，砖结构建筑在日本几乎不再被使用，取而代之的是辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土结构。这种结构既安全抗震，又节省能源。

2. 关于抗震设计的分析

2.1 地震与房屋损毁。

1976年唐山发生718级大地震。这次地震的最高地震烈度为11度，当时唐山的地震基本烈度为6。这样的地震在当时的那个年代对于唐山来说是会毁灭性的。非防震性房屋对于地震来说是脆弱的，一般认为地震时横波纵波还有新近发现的混合面波，房屋遭到地震力的作用后，它的顶层变形大，底层剪力大，承重支架断裂无法起到承重的作用。

2.2 关于低地震烈度区房屋为什么会损坏问题的探讨。

对于低地震烈度区来说，传统的砖瓦混合结构的多层砌体房屋以及多层钢筋混凝土框架结构房屋在地震来临时首当其冲，成为地震时最容易受到地震损害的建筑类群。从工程本身震害原因分析不外乎一是我国建筑抗震建筑的标准不能够与时俱进，即使在建筑用材方面来说采用了新高科技的高强度材料，但由于现行的建筑标准，无法保证在地震中不会受到损毁。所以，建筑抗震标准有待提高。另一方面，在建筑设计与施工质量上也存在着缺陷，如果从设计方面开始就存在着隐患，那么即使按标准盖好房子也无济于事，这由于少数技术人员，对于地震的抗震概念认识不够以及受到自身思维的桎梏，以至于会在设计中留下遗憾。

3. 浅谈几种加固抗震建筑的设计方法

关于应对地震来说，建筑物如果采取加固技术，会大大地增加房屋的抗震性，下面随笔者浅谈几种关于建筑加固的设计方法。针对混凝土结构的抗震加固，主要有以下几种方法。第一个是增大截面法：又称为外包混凝土加固法，该法是在原混凝土构件外，叠浇新的钢筋混凝土，增大结构构件截面面积和配筋，从而同时提高结构的承载力和刚度。第二个是外包钢加固法：是在加固构件四周包以角钢，从而提高构件承载力的一种加固方法，分干式外包钢和湿式外包钢两种形式。干式外包法，指角钢直接包于被加固构件的四周，或虽然在角钢和被加固构件之间填塞有水泥砂浆，但不能保证结合面有效地传递剪力；湿式外包法，是指在角钢和被加固构件之间留有一定的间隙，用注入乳胶水泥砂浆填实。该方法可以在几乎不改变构件截面尺寸的情况下显著提高构件的承载力、增大延性和刚度。第三个是粘贴纤维加固技术是指用粘结剂（即结构胶）把纤维片材粘贴在构件的表面，使纤维与构件协同工作。该方法可以提高构件强度、刚度，并能够增加构件的延性。结合各种数据来看，目前工程中最常用的是碳纤维。

4. 抗震设计建造成本问题

在我国地震导致的损毁建筑中，农村自建房是比例最大的。现在人们花很多钱装修房屋，笔者看来应该把更多的钱用在抗震设防上。房子质量涉及几个方面，第一是正确的选址；第二是正确的设防；第三是正确的设计；第四是正确的施工，不能偷工减料；第五，要用正确的材料。这都是保证房子抗震的基础。而为了建造比起一般房屋更具安全性的房屋建筑，需要多花钱在房屋的加固上面，计算下来，抗震房屋的成本大概会比普通房屋的成本高出10%到15% 。而多花一成多的钱就能够让普通建筑升级为抗震建筑，在紧急关头保护我们的生命财产安全，这是多么划算。

5. 关于新型的抗震设计概念

国外近年来又产生了一些概念性的设计――“局部浮力”，即抗震系统在传统抗震构造基础上，借助于水的浮力，支撑整个建筑物。普通抗震结构把建筑物的上层结构与地基分离开，以中间加入橡胶夹层和阻尼器的方式支撑建筑物。相比之下，“局部浮力”系统在上层结构与地基之间设置贮水槽，建筑物受到水的浮力支撑。水的浮力承担建筑物大约一半重量，既减轻了地基的承重负荷，又可以把隔震橡胶小型化，降低支撑构造部分的刚性，从而提高与地基间的绝缘性。地震发生时，由于浮力作用延长了固有振荡周期（即晃动一次所需时间），建筑物晃动的加速度得以降低，与传统建筑物相比，地震时这种抗震方法不会受到强烈的冲击。当然，新型抗震设计会随着时间层出不穷，但我们在抗震这条任重道远的路上，要建造符合我国国情的建筑，来保障我国国民的生命财产安全。

6. 结语

从唐山大地震开始，每一次的剧烈地震都会给我国同胞们带来惨痛的记忆，对于天灾人祸，以不变应万变永远是苍白的，希望所有处在地震带上的城镇，要么搬出地震带，要么就要把房子盖好，而把房子盖好需要提高我国的抗震设计，虽然设计的道路任重道远，道路曲折，但也希望一而再再而三的灾难，能够唤起我们对生命真正的尊重。

参考文献

[1] 王成立，谭宁希.房屋建筑结构抗震设计要求分析[J].城市建筑，2014，（2）.

[2] 方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2011.

[文章编号]1619-2737（2018）06-15-895