改善建筑结构抗地震倒塌能力的理念与应用

【摘要】民用建筑和公共建筑对于人类发展来说不仅是居住生活这么简单，同样也是承载我们家园的一个重要工具。现如今，伴随着地震的多发性和多样性的频频发生，关于改善并提升建筑结构抗地震倒塌能力是我们目前所应关注的一个重要问题。本文就如何在高层建筑中改善并提升建筑结构抗地震倒塌能力的问题展开深入的探讨以及系统的科学分析，将建筑结构设计要求及其标准得到更进一步的完善。

【关键词】抗倒塌能力；高层建筑；科学方法及措施

地震突发性比较强，猝不及防，地震灾害是瞬时突发性的社会灾害，一次地震持续的时间往往只有几十秒，在如此短暂的时间内造成大量的房屋倒塌、人员伤亡，这是其他的自然灾害难以相比的，所以地震灾害导致的坍塌损害与社会和个人的防灾的意识密切相关。房屋等建筑物的质量好坏、抗震性能如何，直接影响到受灾的程度。因此，做好防御工作，就可以有效地减轻地震灾害带来的损失。

1.建筑结构抗震倒塌性能的主要影响因素

随着地震灾害引起的强烈地面振动及伴随的地面裂缝和变形，要想在如此灾害面前使各类建（构）筑物倒塌和损害降低到最小，仅靠原材料的选择是远远不够的，还需要专注于对建筑施工质量的把控以及建筑场地勘察等。

1.1选择适合的建筑原材料

选择有保障和高品质的建筑材料是建筑结构设计中最基本的保障措施，对于建筑优化

及提升建筑结构抗地震倒塌能力有一定帮助，并且对建筑自身的影响也会很大程度的缩小，这样才能有效合理的保证建筑的使用期限以及他的安全属性，为建筑结构抗地震倒塌提供保证。

对于建筑结构抗震倒塌能力的保证，过关的建筑施工质量有着至关重要的作用，在施工生产阶段以施工现场的各环节、各项操作、各工序的控制为主，通过“标准化、规范化、程序化”管理，把住施工生产关。制定有关管理办法，加大检查力度，发现问题，随时解决，有效减少抗震倒塌这一问题。

1.3.合理的建筑场地

为了做好选址工作，必须进行地震工程地质勘察，充分估量在建筑物使用期间可能造成的震害并且联系历史震害情况，选出抗震性最好、震害最轻的地段作为建筑场地。而有利的场地应该是：地形平坦开阔；岩土坚硬均匀；无大的断裂；地下水埋深较大；崩塌、滑坡等不良地质现象不发育。

2.提升建筑结构抗震倒塌性能的具体措施

近几十年来，随着我国建筑事业的飞速发展，高层建筑越来越成为趋势，高层建筑发展具有层数和高度不断提升、功能空间和造型立面日趋复杂的特点。在高层建筑结构设计中，要选择最适当的建筑结构体系，保证建筑结构良好的抗震能力。

2.1.场地的选择和强化地基抗震性

对于一个建筑物来说，建筑物的抗震能力与场地条件息息相关，选址是影响抗震性能的主要外在要素。多次地震调查显示：同类型的建筑物在不同场地下，破坏程度也有不小的区别。因此，应充分考虑周围地区的地形地貌，建筑场地一定要避开活动断裂带和不稳定斜坡地段，并尽量避开强振动效应的地段、孤突地形和地下水埋深过浅地段，以防不测。而在地震突发时，高层建筑遭到破坏的主要根源就是地基沉降所造成的一些列问题，所以在建筑结构的设计中，强化地基抗震性能也成为降低地震的破坏程度的首要任务。

2.2保证结构的延性

结构、构件或截面的延性是指从屈服开始至达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力，也就是说，延性是反映结构、构件或截面的后期变形能力。当地震突发之后对结构的塑性能力会造成一定的变形。

延性差的结构、构件或截面，其后期变形能力小，在达到其最大承载力后会突然发生脆性破坏，这是要避免的。因此，在工程结构设计中，不仅要满足承载力要求，还要满足一定的延性要求，其目的在于：

（1）有利于吸收和耗散地震能量，满足抗震设计方面的要求。对于有抗震设防的结构，抗震性能主要取决于结构所能吸收的地震能量，它等于结构承载力和变形能力的乘积，就是说，结构的耐震能力是由承载力和变形能力两者共同决定的。因此，在抗震设计中，应考虑和利用结构的变形能力（延性）以及耗散地震能量的能力。大量的研究成果表明，一个结构具有较大延性或较高耗能能力的话，即使承载力较低，也能够吸收较多能量，抗御较强地震而不会倒塌。

（2）防止脆性破坏。

（3）在超静定结构中，能更好的适应地基不均匀沉降以及温度变化等特殊情况。

（4）使超静定结构能够充分的进行内力重分布，便于施工，节约钢材。

合理设计结构的延性能力不仅对于结构的承载能力有一定的保证，并且优化了建筑结构本身的抗震性能。

2.3.优化局部构件，加强构件间的连续性

地震发生时造成的横波和混合波会对建筑结构产生一定的破坏力，所以在建筑结构设计时，要对局部构件做一定合理的优化设计，使得建筑物的主体结构与局部构件之间的连续性和稳定性得到一定的保证。此外，要增强高层建筑后砌墙的连接设计，保证构件间的连续性，提升建筑物的抗震能力，减少因受力不均出现的抗震薄弱区。

2.4.选择合理的抗震结构方案

框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用。采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果。框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”。

2.5.完善抗震倒塌能力设计规范

现如今，针对不同的建筑结构类型所应运用的抗震倒塌措施也是不一样的，所以应做到在抗地震倒塌设计前要全面了解建筑的结构特点，清楚建筑所属等级，根据建筑工程所在的位置、高度等因素进行合理的抗震倒塌施工设计，一切行为按照抗震倒塌能力设计的规范以及建筑物的实际情况进行设计，只有这样才能确保建筑结构抗震倒塌能力设计的规范性及有效性。

结 语

建筑结构抗震模式设计方法及设计理论仍有许多值得优化并改进的。总之，就现阶段而言，地震是一种在全世界范围内都无法预测的自然灾害，但是并不是要听天由命，为了减轻其危害，建筑设计人员必须在建筑工程设计方面下功夫，改变过去着眼局部的方法，从整体出发进行建筑结构的整体设计，注意建筑物的选址、选择合理的立面和平面布置、保障结构的延性以及对建筑结构进行参数分析等方法提高建筑结构的抗震能力，从而能够在地震发生时，保证人民的生命财产安全。