华南理工大学 510641
摘要：抗震防灾的首要防线是基础设施及建筑物的抗震能力。地震灾害的主要原因是房屋等建筑物倒塌及破坏。加强地震灾区的抗震防灾能力最有效的措施是提高建筑物抗地震倒塌的能力。基于此，本文对提高建筑结构的抗地震倒塌能力的结构设计要点提出了个人见解，以供参考。
关键词：建筑结构；抗地震倒塌；结构设计
1.建筑结构受地震力影响的破坏形式
地震是一种常见的自然灾害现象，对建筑结构会有很大的的稳定性会有很大的影响。在地震灾害中，地震力对建筑结构的破坏形式主要有以下几种。
1.1地震力会对建筑结构的地基产生破坏。当地震灾害来临时，建筑结构的很多部分都会受到影响，比如地基的土质、岩层的结构等。如果地震所产生的的力的加速度比较小或者地质比较坚硬时，往往会对土层以及各种岩石产生比较大的作用，使其变形，最终表现出来的形式就是地基遭受到一些损害，影响了建筑结构的整体性能，比如建筑结构下沉、倾斜等，都有可能出现。
1.2地震力会导致建筑物在横向方向上出现摆动。出现这种情况主要是由于地震力的横波作用导致的，地震力中的横波作用在建筑物中就相当于在水平方向上对建筑物施加一个力，当这个力超过了建筑物横向上的最大承受力，往往会导致建筑结构出现倾斜或者倒塌。
1.3地震力会导致建筑结构出现水平或者竖直方向上的扭转。由于横波与纵波的共同作用，会形成一种旋转的地震力，导致建筑结构绕着纵向或者横向方向进行扭转，这种扭转力对建筑结构的影响很大，往往会导致建筑结构的变形，最终出现倒塌等现象。
2.影响建筑结构抗震能力的主要因素
2.1建筑结构中使用的原材料
建筑结构的整体质量和在地震中受到的破坏呈正比关系。在外部条件不变的情况下，建筑结构本身的质量越大，产生的破坏性也就越大。建筑结构的整体质量越小，受到地震的破坏作用也就越小。在建筑的整体结构中，其墙体、内部框架、围护墙和屋顶使用构件的选用，能够有效提高建筑的整体抗震能力。在材料的选择中，材质较轻、能够显著增强建筑的整体抗震能力的材料，如：多孔砖、加气混凝土板和空心塑料板等。
2.2建筑物的建设场地的选择
在建筑物的建设过程中，对于施工场地的选择也会影响到建筑物在地震中受到的破坏程度。如果选地不当，就会产生地面的塌陷和断层、滑坡等灾害时使地面产生变形造成建筑物的倒塌。
2.3不合理结构设计
在进行建筑物的抗震结构的设计中，要保证在平面结构的设置中钢心和质心保持在重合的状态，从而减少在地震活动中产生的对房屋结构的破坏。在一些建筑中，平面布置存在不规则的特点，因此在进行设计的过程中要加强对于结构中的钢心较远的一端的墙面的承载能力的计算。另外，在进行设计的过程中，要保证建筑物的立面的平衡性，减少结构中的重心。出屋面的建筑要保证其高度合适，避免将其设计的过高，以免在地震产生时受到鞭梢效应的影响而使结构受到破坏。
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3.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计对策
3.1合理选择建筑场地及建筑材料
建筑结构的场地选择是否得当，也是建筑结构能不能抵抗地震灾害的一个重要因素。因此在建筑结构设计的场地选择中，要尽量避免选择已发生崩塌的山崖、泥石流地带，可以尽量避免地震灾害的出现，在进行建筑设计和建设之前，要对选址进行仔细的勘察，充分调查建筑地的实际地质情况，并且进行选择合适的建筑场地，避开地震断层带，以防止地震力对建筑结构带来影响和损害。
在建筑结构中使用的材料不同，其产生的抗震性能也各异。在建筑的过程中使用的混凝土、石头等材料由于本身具有较大的脆性，因此在地震的过程中容易受到破坏。在针对抗震建筑材料的研究中，不同的材料的抗震性能由强到弱依次分为：砖石砌体结构、钢筋混凝土结构、框架结构、钢结构、木质结构。在进行建筑的抗震结构设计中，需要综合考虑防火、保暖等性能，在建筑结构中使用具有稳固性的钢结构和木质结构，保证建筑物在地震中能够保持一定的稳定性。
3.2重视结构体系和选型
确保建筑整体抗震安全的第一道防线是适宜的抗震体系和结构形式。秉承系统科学的理念，结构系统设计、抗震构造措施及抗震计算都能够决定结构整体的抗震能力。结构工程师必须把地震灾害经验总结、分析加以运用，树立结构整体性理念及规范体系。为改善当前构件设计的规范体系，结构工程师要深入加强学习对相关结构体系和选型方面的条文。结构工程师为使结构构件设计的更规范，必须注意整个结构及防御意外灾害的安全性。
3.3优化设计结构构件，提升结构性能
根据地震破坏原理，地震产生的横波以及混合波对建筑结构具有较强的破坏作用，因此在高层建筑结构设计中，应高度重视建筑结构局部与构件的设计，确保高层建筑的主体结构与其余构件的有效、稳定连接，重点加强对高层建筑的后砌墙的连接设计与框架设计。例如，在框架设计中，要严格遵循“弱梁强柱与钢梁柔柱”等原则进行设计，提升受力构件的安全性，进而提高高层建筑结构的抗震性能与抗倒塌能力。
3.4完善第二阶段抗震设计的对策
加强结构系统整体的安全储备，提高结构系统的以外安全储备，是提高结构系统抗倒塌能力的前提。“大震不倒”的抗震设计理念可有效运用在结构系统的安全储备上。通过加强结构系统的鲁棒性、整体稳定性、整体牢固性能增强结构意外的安全储备。我国现有房屋建筑采用所谓“大震不倒、中震可修、小震不坏”的三水准抗震设防目标。第一个阶段为实现结构系统的基本安全储备，抗震计算设计是参照小震模式进行的。第二阶段是计算难度较大的抗震设计。在我国的，一般建筑要达到“大震不倒”的目标就要运用一些适当的抗震措施及抗震构造措施。有些抗震措施的可操作性差，为实现“大震不倒”目的，采用第二阶段抗倒塌的设计方法更有效。
3.5多道设防
多道设防，就是设有多道抗震防线，避免因部分结构的破坏而导致整个体系丧失抗震能力。框架结构应使梁的屈服先于柱的屈服，利用梁的变形来耗能，从而使框架柱退居第二道防线。其措施就是梁端调幅。框剪结构应使剪力墙连梁首先屈服，然后是墙肢；要使墙肢易屈服，必须是墙肢稍短、洞口较多的联肢墙，因此规范规定限制墙肢过长。最后框架作为第三道防线。对剪力墙结构，通过构造措施，保证连梁先屈服，如连梁折减刚度，少配纵筋、配交叉抗剪筋，并通过空间整体性形成高次超静定等。
结束语：总而言之，地震是一种常见的自然灾害现象，往往会引起建筑结构的倒塌，对建筑结构以及人们的生命财产安全带来很大的损失。所以在当前的很多建筑结构设计中，相关设计人员必须要从合理选择建筑场地及建筑材料、重视结构体系和选型、完善第二阶段抗震设计、优化设计结构构件、多道设防等方面提高建筑结构的抗地震倒塌能力，减轻地震带来的灾害。
参考文献
[1]刘欣.由汶川地震引发对建筑结构抗震设计的思考[J].中国新技术新产品.2010.
[2]张文杰.浅谈建筑结构抗地震倒塌能力设计对策[J].城市建筑.2013.
[3]沙彦华.提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法[J].数字化用户.2017.
论文作者:苏子威
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/26
标签：建筑结构论文; 结构论文; 建筑物论文; 能力论文; 建筑论文; 灾害论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;