建筑結(jié)構震害與抗震對策

吳 志 杰

(太原理工大學建筑設計研究院,山西 太原 030024)

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建筑結(jié)構震害與抗震對策

吳 志 杰

(太原理工大學建筑設計研究院,山西 太原 030024)

通過分析建筑結(jié)構抗震研究現(xiàn)狀，闡述了建筑結(jié)構震害的主要形式，并探討了震害影響因素，提出了一些提升建筑結(jié)構抗震能力的措施，有利于保障建筑結(jié)構的穩(wěn)定性，減小地震災害對建筑物的破壞程度。

建筑結(jié)構，地震災害，抗震性能

在我國地震的發(fā)生次數(shù)非常多，在3000多年前我國歷史上就出現(xiàn)了關于地震災害的記錄，進入明、清時期關于地震有著更多詳盡的記錄。由于地震災害的多發(fā)，從古代我國勞動人民就開始注意建筑物的抗震設計，早在1000多年前建設的趙州石拱橋受到很多次地震災害但依然未被破壞?，F(xiàn)階段，我國城市化進程不斷推進，越來越多的人集中于城市區(qū)域，建筑物的抗震性能對于保障人們的生命財產(chǎn)安全顯得越來越重要。地震災害發(fā)生時會對地面上以及地下大量的建筑結(jié)構以及設施造成毀滅性的破壞。在現(xiàn)代化進程迅猛發(fā)展的今天，由于地震次生災害導致建筑結(jié)構以及相關設施受到破壞，所帶來的損失也是非常大的。建筑工程是民生工程中的重要組成部分，對于我國居民的生活以及城市發(fā)展有著重要的意義。和其他的工程建設項目相比較，建筑工程有著獨特的性質(zhì)，因而建筑工程建設過程中的抗震性能顯得尤為重要。建筑工程在施工建設的過程中，要是沒有做好抗震設計，地震災害發(fā)生時極有可能會出現(xiàn)相對嚴重的安全問題，給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，關于建筑結(jié)構的抗震性能研究是建筑工程建設過程中非常重要的，也是必須要做到的工作。但是，我國的地震災害發(fā)生概率依然很高。到如今，國內(nèi)依然不具備較為健全的建筑結(jié)構抗震研究體系以及完善的標準與規(guī)范。因此，對建筑結(jié)構的震害進行分析探索，并研究其抗震設計預防措施，對于建筑結(jié)構工程來說有著非常重要的意義。

1 建筑結(jié)構抗震研究現(xiàn)狀

在橋梁工程的抗震不斷取得大量顯著成果時，也在很大程度上促進了建筑結(jié)構工程的抗震相關研究發(fā)展。在20世紀70年代之前，還未出現(xiàn)專門針對建筑結(jié)構的抗震標準及設計規(guī)范。其抗震設計按照橋梁工程相關規(guī)范實施，之后才開始慢慢的發(fā)展出擁有自身特性的設計與檢測標準和規(guī)范。但是，世界范圍內(nèi)也只是日本關于建筑結(jié)構的抗震規(guī)范工作做得相對到位。在20世紀50年代，我國關于建筑結(jié)構中有關的抗震設計過程里，均將大森房吉研究并取得的相關計算理論作為理論支撐，以得出相應的抗震作用力大小。在隨后的10年間，國外的學者又把彈性理論引入到抗震作用力的計算工作里，想通過這樣的方法得出單連通域里面與多連通域里面的相關抗震應力作用。而現(xiàn)階段，國內(nèi)依然未建立相對健全與完善的建筑結(jié)構抗震標準與設計規(guī)范。

唐山發(fā)生地震以后，在其地區(qū)完成了動力測試工作。通過動力測試工作，得到了科學、簡明的力學圖式，還獲取了土彈簧的具體參數(shù)，給建筑結(jié)構的抗震性能設計以及建筑物遭遇地震時的受力分析提供了可靠的基礎參數(shù)。我國和美國合作，得到了不同精度要求下的建筑結(jié)構抗震設計手段，分別為曲梁有限元分析方法、瑞利—李茲分析方法以及使用分析方法。

2 地震災害對建筑結(jié)構產(chǎn)生的影響

2.1 建筑物上部結(jié)構受地震災害的影響

對于大量受到地震災害破壞的建筑工程進行研究表明，建筑物底部的結(jié)構，如基礎、筏板等關鍵部位很少因為受到地震災害而發(fā)生破壞，通常都是因為建筑物的其他部位被地震所破壞，從而影響到建筑結(jié)構中基礎、筏板的結(jié)構完整性。建筑物如果在建設過程中擁有非常牢靠的地基基礎以及強度較高的樁基，建筑結(jié)構自身將會受到地震災害較小的影響。

2.2 建筑結(jié)構板面受地震災害的影響

建筑結(jié)構板面在受到地震災害的時候，會受到嚴重的損害，也是建筑結(jié)構在抗震性能中非常薄弱的地方。建筑結(jié)構板面受到地震災害而被破壞通常會出現(xiàn)剪斷或者建筑結(jié)構板面自身受到損害等。通常在建筑結(jié)構板面被破壞的過程中，相應的墻體與梁結(jié)構也會遭到破壞。建筑結(jié)構板面受到破壞而發(fā)生脫落或者移位時，會造成建筑物整體的受力情況發(fā)生極大改變，嚴重的影響建筑結(jié)構整體的抗震性能。

2.3 建筑物下部結(jié)構與基礎受地震災害的影響

建筑物的下部結(jié)構一旦被破壞，建筑物就極有可能出現(xiàn)坍塌，對建筑物進行修復也非常困難。同時，建筑結(jié)構的樁基的破壞一般直接受到地基沉降、基礎滑坡以及砂土液化等因素的影響，僅僅依靠強化樁基的自身抗震性能來預防其在地震災害中免受破壞不太現(xiàn)實。因此，很多建筑工程在建設過程中，往往采取強化整體結(jié)構性能的方式加以改善樁基的抗震性能。

3 震害影響因素分析

3.1 地震烈度的影響

通過對以往地震災害的數(shù)據(jù)分析可以看出，不同的地震烈度在很大程度上決定著建筑結(jié)構遭受破壞的程度。如果建筑結(jié)構的地質(zhì)環(huán)境相同，那么隨著地震烈度的不斷提升，其所造成的損害程度會相應的加大。通常如果地震烈度大于7度，建筑結(jié)構中的一些梁、板結(jié)構等均會受到相對嚴重的損害。如果建筑結(jié)構的抗震設計不合理，那么即使中等地震烈度也會使其受到較大的損害。

3.2 空間方位的影響

在震害出現(xiàn)時，建筑結(jié)構被損害的程度和特征與建筑結(jié)構和震波所處的空間方位有著很大的關聯(lián)性。如果建筑結(jié)構和震波的方向一致時，那就會受到相對大的損害。如果建筑結(jié)構和震波的方向相垂直，那就會受到相對小的損害。

4 提升建筑結(jié)構抗震能力的措施

4.1 形成并完善建筑結(jié)構信息數(shù)據(jù)庫

要形成具有相對完善信息的建筑結(jié)構數(shù)據(jù)庫，應當包含其所在的具體方位、地質(zhì)環(huán)境、基礎環(huán)境、樁基條件、施工工藝、在建設時有無塌方問題產(chǎn)生等內(nèi)容。這樣形成的信息庫能夠讓我們更加精準、科學的對發(fā)生的震害現(xiàn)象給予評測。同時，也有利于對于地震災害所造成破壞的機理加以研究與探索，為以后建筑結(jié)構的抗震研究提供很好的數(shù)據(jù)支撐。

4.2 設置具有一致標準的設計體系

現(xiàn)階段我國各個領域中涉及的建筑結(jié)構抗震設計，依然不具備統(tǒng)一的設計標準。所以，對建筑結(jié)構受到地震損害所具有機理探索，同時設置具有一致標準的設計體系，是提升建筑結(jié)構抗震性能的有效措施。

4.3 重視非結(jié)構構件的抗震性能

對于建筑結(jié)構來說，我們不但要關注結(jié)構構件的抗震性能。同時，在進行非結(jié)構構件的建設時，同樣要重視其自身的抗震性能。由于非結(jié)構構件與結(jié)構構件通常都是相互連接的，兩者采取何種形式的連接以及相互作用方式，均會對建筑結(jié)構的整體抗震性能產(chǎn)生影響。所以，要想提升建筑結(jié)構的抗震性能，也應當重視非結(jié)構構件的抗震性能。

5 結(jié)語

建筑工程對于人民的生活以及城市化的發(fā)展都起著非常重要的作用。由于地震災害的影響，使建筑結(jié)構受到破壞，會對社會經(jīng)濟造成巨大的損失，對于建筑結(jié)構抗震性能的研究非常有必要。我國關于建筑結(jié)構抗震性能的研究開始相對晚，不過取得成果較為顯著。從20世紀的中旬開始，我國就已經(jīng)逐漸的展開了關于建筑結(jié)構抗震的理論與實踐研究。但是，由于地震災害發(fā)生時的情況非常復雜，影響因素多且不確定。因此，還需要研究者們將建筑結(jié)構抗震研究從靜力理論向動力理論發(fā)展、從動態(tài)反應理論到動態(tài)時程理論發(fā)展，采取科學的方法促進建筑結(jié)構的抗震研究不斷發(fā)展。在社會經(jīng)濟快速發(fā)展過程中，科學與技術也持續(xù)的革新，在很大程度上推動了建筑業(yè)結(jié)構的抗震性能發(fā)展。同時，相關人員還應當不斷的創(chuàng)新方法，遇到問題要敢想、敢做，通過科學的分析與實踐，不斷的促進建筑結(jié)構工程抗震研究的發(fā)展與進步。

[1] 邱雪蓮.建筑結(jié)構工程抗震設計思路及策略的研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2016(3)：21-23.

[2] 張忠良.建筑結(jié)構的抗震與減震之比較分析[J].四川水泥，2016(2)：60-61.

[3] 劉志忠.關于建筑結(jié)構抗震設計若干問題的思考[J].建材與裝飾，2016(2)：88-89.

Building structure seismic disasters and anti-seismic countermeasures

Wu Zhijie

(TaiyuanTechnologyUniversityBuildingDesignAcademy,Taiyuan030024,China)

Through analyzing building structure anti-seismic research status, the paper describes major building structure seismic disasters forms, explores factors influencing seismic disasters, and finally puts forward measures improving building structure anti-seismic capacity, which will be good for guaranteeing building structure stability and reducing building damage degree owning to seismic disaster.

building structure, seismic disaster, seismic performance

1009-6825(2016)16-0056-02

2016-03-25

吳志杰(1981- )，男，助理工程師

TU352

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