提高建筑工程抗震性能的探索

　　我國是一個地震多發(fā)國家，地震區(qū)分布廣大，很多城市位于地震區(qū)，70%以上的城市都應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防。

　　本文通過對當(dāng)前建筑工程抗震常見問題的分析，指出了提升建筑工程抗震性能的有效措施。

　　我國是一個地震多發(fā)的國家，需要考慮抗震設(shè)防的地域遼闊。2008年的汶川地震造成倒塌房屋超過500 萬間，死亡人數(shù)近7 萬人，這其中，多數(shù)遇難人員是因?yàn)榉课莸顾斐傻摹ｃ氪ù蟮卣鹕羁痰亟沂荆?0%以上的地震災(zāi)害的直接或間接損失是由于地震對建筑物、構(gòu)筑物破壞性造成的，這次地震又一次使工程技術(shù)員感到抗震設(shè)防的重要性。血的教訓(xùn)提醒人們，抗震設(shè)計(jì)不可掉以輕心，如有失誤就會付出沉重的代價(jià)。

　　1、建筑工程抗震存在的常見問題

　　建筑規(guī)劃和選址不當(dāng)。中國地震活動的主要特點(diǎn)有：分布范圍廣，震中分散，難以集中采取防御措施；震源淺、強(qiáng)度大，對地面建筑物和工程設(shè)施的破壞較重；位于地震區(qū)的大、中城市多，建筑物抗震能力低；強(qiáng)震的重演周期長。

　　建筑抗震需求考慮不足。按照抗震標(biāo)準(zhǔn)建造的房屋，如遇超過其設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的地震，可能會發(fā)生扭曲變形的現(xiàn)象，但不會瞬間倒塌，從而為人們留下充足的逃生時間。這類延性倒塌，可以確保更多的人可以在地震發(fā)生之時逃到戶外。

　　建筑抗震設(shè)計(jì)欠缺。在中國廣大的農(nóng)村，絕大部分農(nóng)房處于不設(shè)防狀態(tài)。地震作用下結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性大變形，構(gòu)件失穩(wěn)，傳力途徑失效容易導(dǎo)致連續(xù)倒塌。

　　建筑質(zhì)量過差。關(guān)于1999 年臺灣大地震，據(jù)臺灣媒體報(bào)道“施工不確定（不按設(shè)計(jì)要求施工），設(shè)計(jì)與實(shí)際施工不同，偷工減料，未按抗震設(shè)計(jì)要求施工”等也是倒塌的重要原因。如：部分樓房柱子過細(xì)，配筋不足，箍筋間距過大，彎鉤、搭接長度、錨固長度、縱筋在同一截面搭接等均不符合抗震設(shè)計(jì)要求?！皩?dǎo)致建筑質(zhì)量過差的原因還有：建筑材料的質(zhì)量差（如混凝土標(biāo)號不夠、鋼筋不合格等），施工質(zhì)量差（如不按圖施工、技術(shù)不到位、偷工減料等），隨意裝修損害房屋的抗震性（如將承重墻拆除、承重墻上隨意鑿洞、擴(kuò)大原有門窗尺寸或者另建門窗等），建筑施工中缺乏有效監(jiān)管等。

　　2、建筑工程提升抗震措施的措施

　　2.1 正確的選址。《中華人民共和國防震減災(zāi)法》規(guī)定，對于重大建設(shè)工程和可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程，必須進(jìn)行地震安全性評價(jià)；并根據(jù)地震安全性評價(jià)的結(jié)果，確定抗震設(shè)防要求，進(jìn)行抗震設(shè)防。建筑物建造在軟弱地基或可液化場地或臨近地震斷層，地震對場地液化導(dǎo)致地基失效，建筑物傾斜而易于倒塌。務(wù)必重視社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的安全，規(guī)劃時應(yīng)注意避免導(dǎo)致地震次生災(zāi)害或使次生災(zāi)害限于局部。新設(shè)計(jì)建筑物時，要選擇對抗震有利的地段，避開對建筑不利的地段，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造各類工業(yè)與民用建筑。

　　2.2 采用合理的結(jié)構(gòu)形式。目前我國建筑常用結(jié)構(gòu)形式有磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋——混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)。可根據(jù)不同的地區(qū)，不同設(shè)防烈度選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土本身具有柔性，因而這種結(jié)構(gòu)的建筑物變形能力好，承載能力高，一般來說抗震能力也強(qiáng)。在確定結(jié)構(gòu)方案時，應(yīng)根據(jù)建筑使用功能要求和抗震要求進(jìn)行合理選擇。從抗震角度來說，結(jié)構(gòu)的側(cè)移度是選擇結(jié)構(gòu)體系時要考慮的重要因素，特別是對于高層建筑的設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)起控制作用，隨著多層和高層房屋高度的增加，結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他荷載作用下產(chǎn)生的水平位移迅速增大，要求結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度必須隨之增大。而不同類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，由于構(gòu)件及其組成方式的不同和受力特點(diǎn)的不同，在抗側(cè)移剛度方面有很大差別，他們具有各自不同的合理使用高度。因此，為了滿足結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度要求，避免不合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)對不同類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的房屋總高度分別給予不同的限制，這是確定結(jié)構(gòu)的一個重要因素。選擇多層砌體房屋結(jié)構(gòu)體系應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重的方案?？v墻承重方案因橫向支撐少，縱墻易產(chǎn)生平面外彎曲破壞而導(dǎo)致倒塌，應(yīng)盡量避免采用。

　　2.3 結(jié)構(gòu)體系中橫縱墻的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)選擇內(nèi)容包括高層鋼結(jié)構(gòu)民用建筑、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房、多層鋼結(jié)構(gòu)廠房。根據(jù)不同設(shè)防烈度和結(jié)構(gòu)體系確定鋼結(jié)構(gòu)房屋最大適用高度。

　　提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。地震尤其是震級和烈度高地震，危害性非常大，建筑物的抗震性能就顯得尤為重要。目前我國抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)是“小震不壞，大震不倒”。目前我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平還很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)方案無法合理布置，增加材料用量，帶來兩個惡果：—是造價(jià)升高；二是自重增加，導(dǎo)致地震作用加大，從而布置更多材料。

　　其實(shí)，從建筑設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，在正確的抗震理論指導(dǎo)下，依據(jù)合理的設(shè)計(jì)原則，同樣可提高甚至保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性。

　　其原則包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具備足夠大的承載能力；結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉(zhuǎn)和位移；結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的延性和耗能能力，這一點(diǎn)對結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的安全性尤為重要。

　　延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載力不降低或基本不降低且有足夠塑性變形能力的一種性能。延性大，說明塑性變形能力大，強(qiáng)度或承載力的降低緩慢，從而有足夠大的能力吸收和耗散地震能量，避免結(jié)構(gòu)倒塌。綜合運(yùn)用抗震原則，以承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，多道防線剛?cè)峤Y(jié)合，同時保證結(jié)構(gòu)體型簡單，結(jié)構(gòu)受力和傳力途徑直接，整體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用，如此一來就可以從設(shè)計(jì)上確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。

　　2.4 加強(qiáng)建筑工程的施工管理?？茖W(xué)合理的抗震設(shè)計(jì)，必須通過高質(zhì)量高水平的施工才能實(shí)現(xiàn)。如果說設(shè)計(jì)是“理論”，那么施工就是“實(shí)踐”了，施工是實(shí)施設(shè)計(jì)意圖，施工質(zhì)量的好壞，直接影響建筑物的抗震能力。倘若施工質(zhì)量存在重大問題和隱患，一旦遭遇強(qiáng)烈地震使會將問題暴露無遺。搞好施工質(zhì)量的關(guān)鍵在于嚴(yán)格按施工規(guī)范或規(guī)定施工?，F(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范與施工規(guī)程，對施工標(biāo)準(zhǔn)，施工技術(shù)與措施及施工質(zhì)量等均作了明確的規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行國家制定的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，特別是強(qiáng)制性抗震技術(shù)規(guī)范是非常必要的。

　　總之，為了提高建筑工程的抗震性能，必須完善建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)合理規(guī)劃、選擇對抗震有利的場地、符合抗震設(shè)計(jì)、確保建筑質(zhì)量、合理使用建筑物、加強(qiáng)建筑監(jiān)管等。因此，建筑物的抗震性能是政府、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)檢、業(yè)主等共同作用的結(jié)果。