建筑结构设计抗震措施的分析

一、建筑结构设计中的抗震措施原理与技术

1.建筑结构的隔震原理与技术

建筑结构设计中对隔震技术的运用，不仅能减弱突发地震对建筑上层部位的破坏，还可以使建筑物室内的装饰物、各种大型生活用具、家电设备得到较好的保护，减少地震发生时造成的经济损失。根据国际通用的建筑结构隔震技术，我们通过对建筑不同位置的分析，将隔震原理分为以下四种。（1）地基隔震指建筑的隔震层设置在建筑基础下的地基当中，通过使用砂垫层、糯米垫层、软粘土等方式，使地震在发生时其能量波在建筑地基当中被多次吸收、反复吸收，从而达到减弱地震能量的效果。（2）基础抗震指建筑的隔震层设置在建筑基础与上层结构部分之间，采用夹层橡胶垫隔震、基底滑移隔震、混合隔震等装置，使用粘弹性隔震、滚轴滑移隔震、摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震等形式，达到衰减地震能量波向建筑上层部分的传递总量，从而减弱建筑上层部分在地震发生时产生的摇摆、破裂等地震反应。（3）层间隔震这种方式是将建筑结构的隔震技术与抗震技术相互结合，通过在建筑结构上安装耗能减震装置，减弱地震发生时产生的能量，吸收地震能量波，从而降低建筑结构的地震反应强烈程度。（4）悬挂隔震通过将建筑结构进行悬挂设计和建造，减低地震发生时产生的能量波对建筑主体结构的冲击，减弱地震作用时的能量传递，起到控制建筑结构的地震反应程度，从而得到建筑结构的隔震作用。

2.建筑结构的减震原理与技术

建筑结构的减震原理与技术可按照减震方式的不同分为以下三类。（1）消能减震建筑结构设计中对减震原理与技术的应用，是凭借建筑结构附加阻力值的提高来减弱建筑结构地震反应程度。使用特别制造的加注结构元件对地震发生时产生的能量波进行消减和吸收，从而达到保护建筑主体结构的安全与稳定。建筑结构减震技术的使用范围是比较广泛的，可以用在新建建筑结构的减震消镇设计中，可以用在已有建筑的抗震防震加固上，可以用于钢结构建筑结构建造中，可以用于建筑上层结构的隔震层中。关于消能减震的装置，划分出来的种类是比较多的，如摩擦阻力器、粘滞阻力器、形状记忆合金阻力器、塑性阻力器等。（2）机械减震这里主要指无粘结钢支撑减震体系，通过利用建筑结构内部钢支撑和外包钢管之间的不粘结性或是在内部钢支撑与外包钢筋、钢管混凝土上涂抹无粘结漆，从而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的机械材料，在材料尺寸上要精心设计、施工，形成内部和外包层之间的相对滑动，防止内部钢支撑结构发生横向变形、整体弯曲或局部弯曲。（3）跷动减震在跷动振动控制减震设计上，目前采取两种方法，一种是对建筑上部结构与下部基础在竖向上的不紧固设计；另一种是对建筑结构中承受地震能量较大的柱、支撑等结构与建筑下部基础的不紧固设计。

二、雅安地震后关于建筑结构设计的反思

1.建筑结构设计与抗震措施的重要性

2013年4月20日早8点，中国四川省雅安市芦山县发生7.0级地震，造成众多房屋倒塌，人员伤亡惨重。在这场自然灾难中，我们发现芦山县老城区99%的房屋倒塌。但新建房屋相对保存完好，这是一个值得反思的问题。我们知道，自2008年“5.12”大地震发生后，国家对新建建筑的抗震要求明确规定，就是为了以防万一。通过这场灾难，我们的建筑结构工程研究专家们应该更加积极努力的根据实际情况，制定和规划建筑结构。可以向地震高发的日本在建筑结构方面进行学习和交流，尽可能的通过建筑结构的改良来减少不必要的人员伤亡。国家在统一规划市县以下建筑建设的工作中，需要明确提出建筑结构的设计要求和建造要求。在民用居住的房屋中，设计在地震发生时，可以进行躲避的防震空间。这点想法是因为，很多较高层的人在地震发生逃跑中确实不知道躲在何处，为什么不能在家中就建造保留一个可避难的空间？希望我国的建筑结构研究者重视这方面的问题，国家政策也要对此大力支持。这样一来，地震损失才能尽可能的减少。

2.芦山县人民医院抗震技术探析

此次四川雅安地震中，芦山县人民医院门诊综合楼在地震中表现出了良好的隔震效果。经历7.0级强震后，除了少许墙面乳胶漆层脱落，建筑内部梁柱和墙构件竟没有出现任何裂纹，就连窗户的玻璃没有任何毁坏，成为震后地震区抢救伤员的主要医院之一。它也因此被网友誉为“楼坚强”，成了中国首幢经过强震考验的隔震建筑。根据专家解析，该楼的无损秘密就在于“弹簧隔震”技术，该建筑结构抗震设防烈度7°。通过分析与设计，采用83个直径为500mm和600mm的橡胶隔震支座。橡胶隔震技术，就是在上部结构和下部结构之间设置一层水平较柔的橡胶隔震支座，以隔离或耗散地震输入的能量，从而确保建筑结构在地震作用下的安全。用北京清华城市规划设计研究院建筑分院结构工程师徐珂的话来说，隔震相当于在建筑物下面做了一个弹簧，用这个弹簧把地震的作用给隔开，类似自行车车座下的弹簧作用。一般抗震是指建筑靠本身的结构来抵抗地震的作用，如果无法抵抗，建筑会坍塌。是采用传统抗震结构，还是采用隔震结构，并没有特别规定。但我们知道，隔震技术比普通正常的抗震技术的建筑造价要高10%～50%左右。

三、结语

经历过汶川大地震、玉树地震、雅安地震后，国家对民用居住建筑、商用建筑、政府办公建筑、医疗科研建筑的结构设计和建造必然会更加重视抗震措施这一方面，抗震结构设计必然会成为今后建筑结构设计的主流和重心。我国的建筑结构设计者要根据实际情况和自身经验，加大对建筑抗震性能的研究，不断总结创新建筑结构设计中的抗震理念。国家在建筑结构设计的整体方向上，要制定相关国家政策，严格把控建筑结构的抗震能力。做好上述方面的工作并通过多建筑结构的抗震设计，相信一定能减少地震带来的建筑损害，确保建筑结构的整体安全性和稳定性，保障人们的生命安全。

本文作者：朱慧袁明星工作单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司