黃琬平 張明德

(1.云南泛亞工程設計院有限公司，云南 昆明 650224;2.云南奕輝建筑設計有限公司，云南 昆明 650000)

地震是人類在生存中常見的重大自然災害之一，其突發(fā)性強，損害嚴重，對社會生產(chǎn)生活有著巨大影響。在地震災害發(fā)生時，建筑物被破壞后引起的倒塌是造成地震危害的主要原因，是威脅人們生命財產(chǎn)安全的根本問題。而在地震災害中大量的建筑物倒塌，擴大災害程度的大多不是地震引起的，往往的是不合理地建筑結(jié)構(gòu)設計造成的。因此，增強建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗地震倒塌能力，是保證地震多發(fā)區(qū)域人民人身財產(chǎn)安全的重要措施。

1 、提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設計思想分析

在整個建筑結(jié)構(gòu)中，為了提高建筑進度和便于工程建設，往往會把整個建筑結(jié)構(gòu)進行拆分成多個獨立的建筑構(gòu)件。建筑構(gòu)件依托于整體結(jié)構(gòu)，對整體建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有著深刻影響，建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，需要所有建筑構(gòu)件有效協(xié)同發(fā)揮功能作用，一旦缺少任何一個建筑構(gòu)件，建筑構(gòu)件自身的功能不但不能發(fā)揮，還會影響整個建筑系統(tǒng)整體的功能。因此，還要注意建筑構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)關系，如果建筑構(gòu)件之間的相互依存關系處理不當，也會影響整個建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的功能發(fā)揮，就可能影響到建筑系統(tǒng)的整體抗震能力。

地震的發(fā)生存在一定的復雜性質(zhì)和不確定性，即便在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震設計過程中，根據(jù)當?shù)氐刭|(zhì)狀況和歷史資料記載經(jīng)過充分科學的演算，但超過建筑結(jié)構(gòu)抗震設計強度的地震仍然時有發(fā)生。因此，在進行建筑結(jié)構(gòu)設計時，要考慮到整體建筑結(jié)構(gòu)各方面因素，合理把握設計方向，因地制宜地進行科學合理的建筑結(jié)構(gòu)體系設計。目前，在進行建筑結(jié)構(gòu)的設計上提出了采用“強柱弱梁、強節(jié)點弱構(gòu)間”的方式，以便提高建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震功能，減少墻體受到的破壞程度;提高伸縮性，有效弱化地震災害所造成的沖擊力，使建筑結(jié)構(gòu)有一定的延性。但是，這種建筑結(jié)構(gòu)的設計方式，對施工操作規(guī)程具有相對較高的施工技術(shù)要求，對于施工人員的職業(yè)素養(yǎng)的要求也相對較高。但這種建筑結(jié)構(gòu)設計思路，可以很好的保證建筑物的整體抗地震倒塌功能。房屋建筑結(jié)構(gòu)的設計，一定要結(jié)合實際情況，綜合考慮各方面的因素，進行科學建筑結(jié)構(gòu)設計。

2 、提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設計方法

2.1選擇科學的建筑結(jié)構(gòu)設計方式

在進行高層建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，造型設計工作是必不可少的，在進行造型設計之前要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)各方面的因素，進行實際考察科學分析，找出最適合的建筑結(jié)構(gòu)體。在進行高層建筑設計時，我們一般采用框架－剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。

框架剪力墻結(jié)構(gòu)當中的框架以及剪力墻，分別承受來自水平方向以及垂直方向兩方面的重量承載，具有較強的堅韌性與良好的抗震緩沖能力。在進行的建筑結(jié)構(gòu)設計施工過程中，要合理控制各層樓板之間的變化，保證框架與剪力墻在地震的作用下實現(xiàn)有效協(xié)同。當?shù)卣鸢l(fā)生時，框架基本上都可以通過建筑底部剪力墻自身的作用緩沖抗震，有效降低地震帶來的損害。遵循“強柱弱梁”建筑結(jié)構(gòu)設計理念，能夠有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，有效降低墻體因受到剪力而造成的破壞性。

鋼結(jié)構(gòu)建筑體系具有較強的伸縮性，在地震發(fā)生時，鋼結(jié)構(gòu)的伸縮性可以有效的減弱地震引起的沖擊力，減小在地震災害中房屋建筑受到的破壞力。鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的施工周期相對較短，而且節(jié)能環(huán)保，是未來幾年高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設計發(fā)展的主流方向。

最后，剪力墻承擔著整個建筑結(jié)構(gòu)水平方向與垂直方向負荷，需要非常高的強度以及剛度。因此，這部分結(jié)構(gòu)具有著較強的抗地震倒塌能力，基本上被廣泛應用抗震強度要求很高的高層建筑結(jié)構(gòu)中。

2.2建筑結(jié)構(gòu)合理的布置設計

在進行建筑結(jié)構(gòu)的設計過程中，建筑結(jié)構(gòu)的設計工作人員不僅要保證建筑結(jié)構(gòu)的科學性，還要對建筑結(jié)構(gòu)的布置設計引起足夠的重視，保證設計的合理性。在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)布置的時候，需要從以下幾方面入手:

首先，在豎向的建筑承重結(jié)構(gòu)中，一定要保證均勻的建筑結(jié)構(gòu)布置，要有規(guī)律性，盡可能減少出現(xiàn)內(nèi)收或外挑的現(xiàn)象，保證其側(cè)向剛度變化的均勻。

其次，在進行建筑結(jié)構(gòu)布置的過程中，要盡可能保證結(jié)構(gòu)自身的安全性，保證建筑結(jié)構(gòu)的剛度與承載能力不會因為外在因素的變化而出現(xiàn)問題，導致建筑結(jié)構(gòu)的承載能力下降，產(chǎn)生安全隱患。

最后，當前常見的建筑結(jié)構(gòu)布置方式就是，豎向建筑結(jié)構(gòu)和水平方向的建筑結(jié)構(gòu)，這兩種建筑結(jié)構(gòu)的負荷力度和承載能力相對較好，可以從根本上減少連續(xù)倒塌，減低災害損失。

3 、高層建筑抗地震倒塌的設計方案

第一，科學合理的進行抗震防線設置，增強抗震能力。一般來說，建筑結(jié)構(gòu)被地震破壞的主要原因，是因為建筑物地基出現(xiàn)沉降，進而破壞整體結(jié)構(gòu)。所以，在進行地基設計的過程中，應該將地基與基礎抗震防線設計納入整體的設計環(huán)節(jié)中。因此，在設計過程中，要實事求是，做好前期準備工作，選擇合適的地段進行設計施工，減少地震發(fā)生時造成的破壞。同時，合理的設置地基基礎的預埋深度，確保建筑結(jié)構(gòu)在受到水平作用力時，可以有效保證整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當前，在進行建筑結(jié)構(gòu)的設計時大多采用多道抗震防線設置，有效減小建筑物局部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞時對整體建筑結(jié)構(gòu)承載力的影響，減少建筑物倒塌的可能性。

第二，提高結(jié)構(gòu)的延性，保證設計的規(guī)則性、科學性。當?shù)卣鸢l(fā)生時，建筑結(jié)構(gòu)在受到地震波沖擊時就會發(fā)生扭曲變形，這就是建筑結(jié)構(gòu)的延性。結(jié)構(gòu)延性就是通過扭曲變形進而將地震波進行逐步分散，提高了建筑整體的承載力，避免了建筑墻體變脆的問題，這對于抗地震倒塌有著非常重要的作用。因此，在建筑結(jié)構(gòu)進行延性設計時，要加強可塑性設計，提高建筑結(jié)構(gòu)的塑性變形能力。同時，要有效結(jié)合整體建筑結(jié)構(gòu)的特點，保證建筑結(jié)構(gòu)設計的科學性。

第三，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設計，提高建筑結(jié)構(gòu)整體的抗地震倒塌功能。地震對于建筑物造成的破壞主要元兇就是地震的橫波和混合波，橫波和混合波先是對建筑結(jié)構(gòu)進行強烈的沖擊，進而引起建筑結(jié)構(gòu)整體的晃動，當建筑結(jié)構(gòu)某一方面的抗地震倒塌能力存在缺陷時，就會出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的局部倒塌或整體坍塌。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設計上，要確保建筑整體結(jié)構(gòu)中每個建筑構(gòu)件設計的科學性，加強建筑構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)性，以及建筑構(gòu)件設計合理布局，提高建筑構(gòu)件的承載力，恪守高層建筑結(jié)構(gòu)的設計原則，提升建筑整體結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌功能。

4 、結(jié)束語

要想有效提高建筑結(jié)構(gòu)的整體抗地震倒塌能力，需要在進行建筑結(jié)構(gòu)設計時，充分了解地震對建筑結(jié)構(gòu)破壞的原理，采用科學的結(jié)構(gòu)體系，合理布置建筑構(gòu)件，加強建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震防線設置、建筑構(gòu)件設計、延性設計和科學性合理化設計，優(yōu)化建筑整體結(jié)構(gòu)設計，保證建筑結(jié)構(gòu)能承受地震的考驗。

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