房屋抗震设计与减灾的思考与分析

摘要 文章通过对地震发生后的震害分析，总结了灾害发生后造成生命财产重大损失的主要原因之一的房屋质量问题，从设计、施工等方面总结了房屋质量的缺陷导致抗震设防标准降低的原因，同时重点从设计、施工、管理及材料运用等方面系统介绍提高房屋抗震性能的一些思考，该文最后根据灾害分析提出一些防灾避灾建议。

关键词：抗震设计；防灾避灾；质量控制

Abstract Thearticlebyearthquake damageafter the earthquakeanalysis,summed up thedisastercausedsignificant loss oflife and property ofone of the mainhousingquality problems,from design,construction and otheraspects ofhousing qualitydeficienciessummarizedseismic standardsled toreducedreason, while focusing onthe design, construction, management anduse of materialsand otheraspects ofthe systemintroducedto improvetheseismic behavior ofsome thinking,this paperput forward somefinalanalysisbaseddisasterpreventiondisaster preventionrecommendations.Keywords:seismic design;disaster preventiondisaster prevention;quality control

中图分类号：U442.5+5文献标识码：A文章编号：

从唐山、汶川及2013年4月20日雅安一些造成重大伤亡的地震灾害来看，都呈现出类似的现象，除了地震规模(震级)大外，主要还是因为大量没有经过良好抗震工程设计与施工的房屋倒塌。而且这些房屋经常是完全倒塌成一堆石块废墟，将人活埋；这样的场景在我国历次的大地震都极为类似。因此，探讨建筑物于地震中受损倒塌的原因，并加以防范，从工程上建造经得起强震的抗震建筑是减少地震灾害最直接、最有效的方法。下面就房屋抗震设防等方面进行探讨。

1、房屋质量问题分析

目前，从一些重大地震灾害调查的结果我们综合得出了一个结论,一大部分地震灾难都是因为房屋质量不高而倒塌引起，在质量上存在设计不当、施工不良多方面因素。

1.1设计上欠缺

建筑物的抗震设防标准是经过科学统计分析而计算出的各地的地震危害程度,并综合考虑经济与风险等因素而决定的。在极端情况的大规模地震下,实际地震烈度还是有可能超过设防标准的，因实际地震动烈度远大于抗震设防标准烈度,而导致严重的灾害实例很多。如1999年台湾地区“9·21”集集地震的车笼埔断层(逆冲断层)活动、汶川地震的逆冲断层龙门山断层活动致使灾区附近的实际地震动烈度所引起的地震动烈度太大超过预期的标准。所以建筑师、结构师应须加强活动断层的调查研究与地震危害评价,对断层事先展开充分的调查研究，不能以致低估其震危害程度。

地震倒塌时瞬间变成巨大的石块堆将人活埋,这是造成惨重伤亡的主因。这些建筑可能设计不当或者根本未经专业(抗震)设计。如不符合钢筋水泥建造的基本要求,钢筋严重缺乏,没有达到钢筋量的最低要求,水泥强度有问题等情况。建筑物的设计必须依据抗震设计规范的规定,配合学理的分析验算来决定柱、梁及墙等主要抗震构材的尺寸与配筋,并且需符合详细的耐震设计与施工细节标准；这样的房子纵使遭遇超过设防标准的地震而破坏,也不致于发生完全坍塌成石堆的现象,人命的伤亡还是可以得到相当降低的。

1.2施工质量问题

一个无论多优良的设计若施工不良一样会造成灾难。没有精良的施工，设计只是纸上谈兵,建筑物必须经过施工才能真正的实体呈现。尤其是钢筋砼建造的房屋,除了钢筋与砼的强度需要符合标准外,还有许多施工细节必须切实遵守,诸如钢筋摆放的数量、位置、搭接位置、弯钩角度与箍筋间距等都对抗震能力有决定性之影响。1.3人为改变结构用途，使用不当

由于安全意识问题，擅自加层、拆除承重构件等在现象比比皆是。建筑物在设计时都是根据原定的使用条件(用途)加以分析设计,若用途变更也可能导致载重变化而影响其抗震能力。对改变结构房屋要事先经过专门的机构检测、鉴定，再由设计单位做详细的工程分析并做必要之加固,以防由于改造而导致房屋抗震能力严重下降,而在强震中受到严重威胁。

2、抗震设计基本方法

2.1抗震设设计基本要求

根据我国抗震规范的要求，房屋抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。抗震设计基本要求要做到： (1)选择对抗震有利的场地、地基和基础 (2)选择对抗震有利的建筑平面和立面 (3)选择技术上、经济上合理的抗震结构体系 (4)处理好非承重结构构件与主体结构的关系 (5)注意材料的选择和施工质量。多层砖房抗震构造措施： 设置钢筋混凝土构造柱，墙体之间要有可靠的连接，设置钢筋混凝土圈梁，楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接，加强楼梯间的整体性，采用同一类型的基础。梁、柱塑性铰设计应遵循的原则：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固。

2.2充分认识抗震设防目标

结构物在强烈地震中不损坏是不可能的，假如建筑物遭受极端地震的袭击，超过其抗震标准，那么建筑物还是可能严重受损或倒塌的。以这次汶川地震的规模来推算，在龙门山断层附近距离断层线20公里范围内的地震动强度可能高达0.3g以上(地震烈度8度以上)，约相当于中国抗震规范烈度9度的设防地震水平，但实际耐震设计的标准只有7度(成都)左右。换言之，建筑物只有7度的耐震能力(符合抗震标准)，却遭受了9度以上的地震袭击。有些城市虽然距离龙门山断层较远，理论上震波会随距离而衰减，但可能是因为地质较松软，而在当地发生震波放大的效应(地盘效应)，这也会使地震烈度超过抗震标准而成为重灾区。因此对地震与活动断层的充分研究也极为重要抗震设防的底线是建筑物不倒塌，只要不倒塌就可以大大减少生命财产的损失，减轻灾害抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时，对结构、构件、使用功能、设备的损坏程度及人身安全的总要求。

2.3要有符合要求结构体系2.3.1 应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。 2.3.2应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。 2.3.3 应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。 2.3.4对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。 抗震设计尽量做到建筑平面和立面规则、减少大悬挑和楼板开洞、总质量小且沿平面和立面分布均匀、刚度柔并不出现凸变

2.4按照二阶段进行抗震设计

对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结构和构件承载力验算和结构弹性变形验算，对各类结构按规定要求采取抗震措施；对特殊结构应进行罕遇地震下的弹塑性变形验算、三水准：小震不坏、中震可修、大震不倒原则进行。第—阶段设计是（小震不坏）按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形。具体的说是在方案布置符合抗震设计原则的前提下，以众值烈度（小震）下的地震作用值作为设防指标，假定结构和构件处于弹性工作状态，计算结构的地震作用效应（内力和变形），验算结构构件抗震承载力，并采取必要的抗震措施。这样既满足了在第—水准下具有必要的承载力（小震不坏），同时又满足了第二水准的设防要求（损坏可修）。另外，对于框架结构和框架——剪力墙结构等较柔的结构，还要验算众值烈度下的弹性间层位移，以控制其侧向变形在小震作用下不致过大。对大多数的结构，可只进行第一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。第二阶段设计是（中震可修）弹塑性变形验算，对特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构，除进行第一阶段设计外，还要按大震作用时进行薄弱部位的弹塑性层间变形验算和采取相应的构造措施，实现第三水准（大震不倒）的设防要求。首先是要根据实际设计截面寻找结构的薄弱层或薄弱部位（层间位移较大的楼层或首先屈服的部位），然后计算和控制其在大震作用下的弹塑性层间位移，并采取提高结构变形能力的构造措施，达到大震不倒的目的。

3、建筑结构抗震设计中的应注意的问题

3.1建筑抗震场地的选择

在进行建筑抗震场地的选择中应尽量选择风化影响较小的基岩或者是密实的砂土层等，尽可能避开地震险区，例如山丘、山坡等这一类地址环境。在特殊情况下无法避开这一类抗震能力较差的地质环境时，就需要采取一定的措施和手段，根据具体的地址环境采取加固等措施改善建筑抗震场地的环境。

3.2合理选择建筑结构抗震体系

在进行建筑结构抗震体系的设计时应该尽可能完善整体和部分的功能，在建筑施工和使用中难免会因为部分结构和构建的原因而破坏整个抗震系统的运作，提高其负荷和承载力。因此要保持结构体系必要的赘余度和可变性，注重内部构建的协调和作用。在进行抗争体系的设计中要具体根据客观环境进行恰当合理的设计，保持设计图纸以及计算的规范性和科学性。

3.3提高建筑结构抗震能力的措施

合理的控制建筑刚度和强度的分布，保证建筑的支柱、梁与墙的轴线处于同一个平面，从而提高抗侧力，强化墙体的承载能力，避免墙肢的剪切性破坏，对于结构中的薄弱部位加强保护。在建筑抗震设计的过程中还需要，加强局部的抗震能力提高整体建筑的抗震性能。注重各个部件之间的连接，对建筑的骨架和整体结构进行综合调整。

4、施工质量控制

4.1施工管理

随着计算机和网络技术的迅猛发展，传统的施工管理方式己越来越不适应新形势发展的需要。改变传统的管理手段，运用计算机等现代技术监督管理施工进度与质量，实现建筑施工管理现代化，是施工管理工作的发展要求。

4.2建筑材料的运用

选择具有自重轻，拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点材料，从一定程度上能减轻地震破坏力，大大提高建筑物的抗震能力。如轻质多孔、保温隔热、放火性能良好加气混凝土、抗震防水建筑材料、碳纤维复合材料、缓冲抗震材料等等。

5防震抗震的思考

5.1提高防灾意识

由于在天然灾害中，地震灾害的偶发性特征往往被除人们遗忘，拿风灾、洪灾和地震这几种天然灾害来比较:前者发生几率高，规模有大有小，且比较容易预警；反观地震灾害虽然损失往往十分惨重,却数十年才发生一次,且通常没有预警。随着社会经济的发展,我们的社会应该越来越重视防灾工作,如果有防灾意识的话,那些早期建造、抗震不足的房子就应该进行加固工程,地震的伤亡必定也会大大地降低。

5.2加强抗震防灾知识的普及

基本常识的普及在震害发生时能很好地提高人们的自救能力，减少员的伤亡。震时就近躲避，震后迅速撤离到安全的地方是应急防护的较好方法。所谓就近躲避，就是因地制宜地根据不同的情况。震后迅速撤离到安全地方，是应急避震较好的办法。政府及相关教育机构不断加强抗震防灾知识的普及是减少灾害的不可缺少长效机制。

6结语

总之，探讨建筑物于地震中受损倒塌的原因，并加以防范，从工程上建造经得起强震的抗震建筑是减少地震灾害最直接、最有效的方法。提高建筑物抗震性能，是提高城市综合防御能力的主要措施之一，同时也是防震减灾工作中一项“抗”的主要任务，是人民生命财产的重要保证。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 中国建筑工业出版社出版发行,2010

[2] 郭继武《建筑抗震疑难释义》中国建筑工业出版社出版发行,2003

[3] 郭长城.建筑结构振动计算续编.北京:中国建筑工业出版社出版发行,1992

[4] 傅金华《建筑抗震设计及实例——建筑结构的设计及弹塑性反应分析》中国建筑工业出版社出版时间,2008

[5] 王昌兴《建筑结构抗震设计及工程应用》中国建筑工业出版社,2008

[6] 胡庆昌《建筑结构抗震减震与连续倒塌控制》中国建筑工业出版,2007

[7] 周德源《建筑结构抗震技术》化学工业出版社出版,2006

作者简介：肖尚枝;性别：男;出生年月：1972 年10 月;学历：本科；专业：土木工程系;1995 年参加工作，毕业于安徽省建筑工程学院。工作单位：安徽省巢湖市村镇处，职务：工程师