劉雨

摘 要：地震作為最嚴重的自然災(zāi)害之一，一旦發(fā)生，就會給社會帶來巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失。近幾年來，國內(nèi)外地震災(zāi)害頻發(fā)，無情地剝奪了上百萬人的生命。而這些傷害基本上都是由于建筑物的倒塌引起的，尤其是房屋建筑。若在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計當中能加強抗震技術(shù)的運用，將會從一定程度上減小損失。

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震技術(shù)；應(yīng)用

1 地震的破壞原理

在眾多自然災(zāi)害中，地震災(zāi)害具有不可預知性、突發(fā)性等特征，往往在很短的時間內(nèi)對人們的生命財產(chǎn)造成巨大的破壞。雖然在確定烈度區(qū)劃圖時盡量體現(xiàn)了科學性和準確性，但根據(jù)歷史地震資料分析，在一定地區(qū)發(fā)生超過設(shè)防烈度的地震是完全可能的。因此，地震是最難防范的自然災(zāi)害之一。地震發(fā)生過程中經(jīng)常會出現(xiàn)山體崩裂和房屋倒塌，尤其在人們熟睡的時候，更容易造成重大人員傷亡。

地震發(fā)生時，震源會發(fā)出地震波。受地震波的強烈影響，一定范圍內(nèi)的地面發(fā)生振動，地面振動引起建筑物的強烈晃動，這種晃動會破壞建筑結(jié)構(gòu)平衡。地震波通常分為地震縱波、地震橫波。一般而言，地震縱波為上下震動，對建筑的破壞性較小；而地震橫波到達地面時，傳播方向為水平，對建筑物結(jié)構(gòu)有極大的破壞性；當?shù)卣鸩ǖ臋M波和縱波相遇時，成為地震波的混合波，這兩種震波同時傳播時，兩種力相遇生成一種合力。在地震作用下，結(jié)構(gòu)除發(fā)生平移振動外，還會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動。扭轉(zhuǎn)作用會加重結(jié)構(gòu)的地震破壞，甚至成為導致結(jié)構(gòu)破壞的主要因素。

2 抗震對于房屋建筑的重要性

地震在自然災(zāi)害中屬于危害最大的災(zāi)害之一，同時它對于大部分的工程結(jié)構(gòu)而言也是一個大問題。在人類史上，時常發(fā)生一些給人類帶來巨大財產(chǎn)和生命損失的地震。例如1976年我國發(fā)生的唐山大地震，2008年的汶川地震等。隨著全球城市化速度的加快，有部分國家、地區(qū)的城市數(shù)量呈直線的趨勢不斷激增，人口的大量遷移致使城市人口高度密集，與此同時財富也集中在一個地區(qū)。因此，一旦發(fā)生自然災(zāi)害，其造成的財產(chǎn)損失是足以令世人震驚的。地震災(zāi)害是一種自然現(xiàn)象，按照人類現(xiàn)在的科技手段，還不能夠完全正確預估災(zāi)害的發(fā)生以及找到有效的防止對策。因此而對地震這種不確定的災(zāi)害，全球各地區(qū)的地震工程界均進行了反思―如何改變現(xiàn)在所掌握的抗震思想和技術(shù)方法以有效減少災(zāi)害帶來的損失。直到目前為止，面對地震的不確定性唯一有效的科學對策是在建筑建設(shè)過程中以“抗震的基本原則”作為建筑思想。然而，雖然這種設(shè)計原則的主要目的是保護人們的生命安全，但它在中小震發(fā)生時導致建筑的部分使用功能喪失的可能性極大。尤其是在當下經(jīng)濟高速運轉(zhuǎn)的模式下，建筑物內(nèi)的裝修、技術(shù)裝備等等費用已然超過建筑物本身的建筑費用。這種經(jīng)濟損失是無法預估的。因此，抗震技術(shù)的應(yīng)用對于房屋建筑的重要性不言而喻。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的理論內(nèi)涵

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計通過地震時對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)工程長期實踐所積累的經(jīng)驗，總結(jié)形成的一種基本的設(shè)計方法與設(shè)計思想，也是進行建筑與結(jié)構(gòu)整體布置并且確定細部構(gòu)造措施的一個過程。由于地震本身具有復雜性、不確定性和不可預測性，單就目前的科學技術(shù)發(fā)展程度來講，人們還不能準確預測地震的發(fā)生。建筑結(jié)構(gòu)的空間作用、性質(zhì)、材料，還有周圍環(huán)境所產(chǎn)生的變化等多種因素混合在一起將直接導致建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計的不穩(wěn)定和不確定性。因此，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計除了要以計算結(jié)果為依據(jù)外，必要的理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗總結(jié)出的方式方法也是設(shè)計的根本支撐，這樣才能有效增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果。

4 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的基本原則

4.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有一定的性能

建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件中承載力、穩(wěn)定性、剛度和延性等是抗震設(shè)計必須要考慮的重要因素。強柱弱梁、強剪弱彎、強底層柱、強節(jié)點弱是結(jié)構(gòu)構(gòu)件所應(yīng)該遵循的原則。要特別注意增強構(gòu)件薄弱環(huán)節(jié)的抗震能力，縱向的主要承載構(gòu)件不宜成為主要的耗能構(gòu)件。

4.2 抗震防線布設(shè)點要達到多、廣、大

多個延性良好的體系組合在一起形成了一個抗震結(jié)構(gòu)的總體系，還需要延性好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同協(xié)作。通常情況下，大地震后會發(fā)生數(shù)十次的余震，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計要布設(shè)盡量多的抗震防線，這樣就可以大幅度減少大地震后的多次余震所造成的建筑物坍塌的現(xiàn)象?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有最大系數(shù)的冗余度，包括內(nèi)部和外部。所以要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中建立必要的分布屈服區(qū)，從而使結(jié)構(gòu)在吸收和分解地震能量上起到一定的作用，大大增強建筑物的抗震能力。

4.3 處理好建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件強弱關(guān)系

構(gòu)件的強弱關(guān)系是設(shè)計中必須要注意的問題。在統(tǒng)一樓層內(nèi)使主要耗能構(gòu)件屈服之后，其他抗側(cè)力構(gòu)件則仍然處于彈性階段，使得有效屈服保持的時間比較長，保障建筑結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌的能力。值得注意的是，如果有一部分的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計較強的情況下，必然會出現(xiàn)其相對薄弱的位置，兩者之間的關(guān)系必須要處理得當，減少不科學合理的設(shè)計。

5 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震技術(shù)的實際作用

5.1 降低地震對房屋結(jié)構(gòu)的破壞

隔震層是在保護房屋免于地震破壞的方法中運用地最為廣泛的，也是效果最好的。通常情況下，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計師會將隔震層安裝在房屋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與房屋主體相連接的地方。但有時為了更大程度地降低地震對房屋的損壞，部分設(shè)計師會根據(jù)實際情況選擇在房屋的頂部放置一個能夠讓房屋在地震時重心向傾倒反方向偏移的反擺。這樣一來，當?shù)卣鸢l(fā)生時，建筑頂部的反擺便會通過阻尼作用對建筑產(chǎn)生一個和地震方向恰好相反的加速度，從而抵消地震中能量波對房屋的作用力，大幅度減少房屋因震動而帶來的損壞。

5.2 增強房屋對地震的抵抗能力

只有在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對房屋的空間結(jié)構(gòu)、材料質(zhì)量、抗防線、地基等因素進行全面綜合的分析，才能保證房屋抗震能力的大幅度增強。所以，在設(shè)計師進行房屋抗震設(shè)計時，務(wù)必從房屋的牢固性出發(fā)，盡可能降低建筑的自重從而減小地基所承受的自重帶來的壓力，這樣不僅能提高建筑對輕度地震的抵抗能力，更可有效降低地基在地震時遭受的沖擊，為建筑內(nèi)的逃生人員以及外面的救援人員爭取到更多的的時間。再者，地基作為建筑的穩(wěn)固之本，僅僅靠減輕建筑自重對地基的壓力是不夠的，只有對相同建筑結(jié)構(gòu)中的地基統(tǒng)一采用具備強抗震能力的材料才能長期保持地基的穩(wěn)定，讓房屋抗震結(jié)構(gòu)中地基的抗震能力得到最大程度的發(fā)揮。再者，設(shè)計師在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中保證建筑的縱向結(jié)構(gòu)剛度能承受建筑的自重之余，還需要注意各個連接處的科學設(shè)計，保證建筑的各個部分之間是一個結(jié)構(gòu)功能統(tǒng)一的完整整體，讓建筑不僅具備強抗震能力，還具備空間美學與實用性，滿足人們對房屋的多方面需求。

6 結(jié)束語

在房屋的設(shè)計過程中，如果抗震環(huán)節(jié)設(shè)計的不得當，往往會影響到房屋整體的質(zhì)量水平、使用壽命以及居住的安全性。因此，抗震設(shè)計一直被認為是房屋設(shè)計的重中之重。為了提高房屋面對突如其來的地震的抵抗力，充分保障人民的人生安全和財產(chǎn)安全不受到地震的侵害，無論是在日常生活中還是在工作中，都要秉承不斷探索和實踐抗震技術(shù)的理念，深入探究如何能讓房子具有良好的抗震性，從而提高自己在抗震設(shè)計方面的專業(yè)素質(zhì)與能力。

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