地震是自然災(zāi)害中危害最大的災(zāi)害之一，對建筑物有著巨大的破壞作用，建筑物抗震效果直接影響著人們的人身安全和財產(chǎn)安全，因此，抗震設(shè)防工作應(yīng)該引起社會各界的重視。由于地震具有隨機性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性，每次地震所產(chǎn)生的波形各異，因而其對建筑物的作用各不相同，所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬別。

       建筑設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的一個重要方面,建筑設(shè)計與建筑抗震設(shè)計有著密切關(guān)系。它對建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。一個優(yōu)良的建筑抗震設(shè)計,必須是在建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互配合協(xié)作共同考慮抗震的設(shè)計基礎(chǔ)上完成。為此,要充分重視建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要性，在建筑抗震設(shè)計中更好地發(fā)揮建筑設(shè)計應(yīng)有的作用。

       在建筑施工中重視抗震設(shè)防的施工質(zhì)量，健全抗震設(shè)防施工質(zhì)量專項檢查和監(jiān)督制度，將抗震設(shè)防納入到規(guī)范化管理，只有保證建筑施工的質(zhì)量，才能滿足抗震設(shè)防對房屋結(jié)構(gòu)的要求，才能杜絕抗震隱患。

       建筑設(shè)計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改，建筑設(shè)計定了,結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。

       如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高。

       如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難,使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制,甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力,不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費。由此可見,建筑設(shè)計是否考慮抗震要求,對整個建筑起著很重要的作用。 

       眾所周知，在國外，也有很多處于地震帶的國家，但是往往他們都能夠?qū)?zāi)害程度降到最低，即使發(fā)生重大地震，房屋抗震能力也是比較好的。

智利建筑為何抗震?

       2010年2月27日，當(dāng)?shù)貢r間凌晨3時34分，南美洲智利中部發(fā)生了里氏8.8級地震。震源深度為55千米，震中距智利第二大城市康賽普西翁100千米，離智利首都圣地亞哥320千米。據(jù)測定，地震造成康賽普西翁向西平移了3.04米，使康塞普西翁沿岸的圣瑪麗亞島抬高了兩米。另外，地震導(dǎo)致綿延數(shù)百千米的巖塊位移數(shù)米，引起地球的質(zhì)量分布發(fā)生變異，地球自轉(zhuǎn)軸線因此偏移了2.7毫弧秒，使得地球自轉(zhuǎn)一圈的時間變短，一天的時間縮短1.26微秒，也就是百萬分之1.26秒。

       此次強震的震中是在智利附近海域的海底，地震沿著一個斷層發(fā)生，而1960年智利發(fā)生的里氏9.5級特大地震也是沿著這個斷裂帶發(fā)生的。兩次強震給這一斷裂帶施加的壓力已導(dǎo)致這里海底約35千米深處的斷裂帶發(fā)生破裂，裂縫的長度達(dá)600多千米。此外，在這個斷裂帶上，位于赤道以南東太平洋下的納斯卡板塊也已在南美洲板塊下滑動。眼下，這兩個板塊正以每年約9厘米的速度會合。

       令人驚訝的是，在特大地震后，智利首都圣地亞哥市的建筑雖然有不少出現(xiàn)裂縫，但受到嚴(yán)重?fù)p壞的只有幾十棟。由于99％的房屋沒有坍塌，當(dāng)?shù)?00萬居民傷亡不大。智利之所以能在強震襲擊時，人員傷亡和財產(chǎn)損失較小，一個重要的原因在于他們的建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)高，經(jīng)得住地震災(zāi)害。

       大震和強震也是可防可控的，關(guān)鍵是建筑物要有足夠的抗震性能。保證建筑抗震性能一是要有合理的抗震設(shè)計，二是有嚴(yán)格按規(guī)范施工的可靠質(zhì)量保證。如果能堅持這樣做，即使建筑物遇強震遭到破壞，也不至于造成人員傷亡。一位智利地震專家指出，“地震并不可怕，可怕的是劣質(zhì)建筑泛濫成災(zāi)，致人于死地?！?nbsp;

（1）強柱弱梁

      智利地處環(huán)太平洋火山地震帶，是世界上發(fā)生地震最頻繁、最強烈的國家。在與地震長期打交道的實踐中，人們深知，抵抗地震的破壞力是不可能的，只有讓建筑物盡可能地將地震發(fā)出的能量加以緩沖和釋放，才有可能最大限度地把建筑物保存下來。

       “強柱弱梁”是智利建筑抗震設(shè)計的一大亮點。它的設(shè)計根據(jù)是：在大地震來臨時，一方面通過房梁的斷裂使地震能量得到緩和；另一方面確保房柱不折斷，以盡量保住樓房整體不倒塌，使人員傷亡減少到最低程度。

（2）以柔克剛

       在智利，為提高抗震性能而另辟蹊徑設(shè)計的建筑物隨處可見。圣地亞哥機場候機樓連接高速公路的一座橋梁，就是一個很有代表性的例子。在這次大地震中，橋的一端完全塌陷，一時眾說紛紜，懷疑是建筑質(zhì)量有問題。然而在回應(yīng)公眾的質(zhì)疑時，設(shè)計師做出的答復(fù)令人頗感意外。他們解釋道：“是故意這樣設(shè)計的!”

       原來，如果橋的兩端都加以固定的話，那么突然而至的強震帶來的巨大沖力，勢必把與橋緊緊相連的候機樓和高速公路同時拉倒。現(xiàn)在的設(shè)計把橋的一端固定，沒有固定的另一端雖然在大地震來臨時因為受強力沖擊塌了下來，卻使候機樓和高速公路躲過一劫，安然無恙。

       考慮到防震的需要，混凝土樓板的設(shè)計也與眾不同。樓板中間使用了橡膠或泡沫等材料，將其隔成兩塊。這樣在地震發(fā)生時有助于緩沖巨大的沖力，以免混凝土樓板在扭曲時斷裂。

       在智利，很少見到高層建筑。像康塞普西翁和塔瓦羅一類的中小城市，房屋大多是一至兩層。即使在首都圣地亞哥，市中心的高樓大廈也屈指可數(shù)。進(jìn)入老城區(qū)，映入眼簾的絕大多數(shù)是低層建筑。因為樓層低，房屋牢固，所以抗震系數(shù)也就更高。

       根據(jù)當(dāng)前的震害經(jīng)驗和理論認(rèn)識，良好的抗震設(shè)計能夠幫助國家和人民減少許多不必要的災(zāi)難。我國依據(jù)自己的國情，堅持建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的原則是：“小震不壞，中震可修，大震不倒”，即在多發(fā)的小震作用下，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)基本處于彈性階段，不發(fā)生破壞；在罕遇的大震作用下，允許結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度、乃至嚴(yán)重破壞，但應(yīng)確保建筑結(jié)構(gòu)物的整體安全，防止倒塌。

日本建筑為何抗震？

還有一個，日本是一個地震多發(fā)國家。那么，日本又是如何做好抗震的呢？

       在日本的建筑施工中，對于抗震有三種構(gòu)造概念：耐震、制震和免震。 耐震為最普通級別，主要用在低層建筑中； 制震則是讓建筑物在地震晃動中，集中在一個地方造成損害，但其他地方不會發(fā)生損毀。

        其中一種做法是在建筑物中放置各種球體，讓這個部分吸收地震能量，等地震過后，只需把這部分換掉就行，建筑其他地方不會發(fā)生問題； 免震的另一個名稱叫做隔震。結(jié)構(gòu)免震是通過某種裝置，將地震動與結(jié)構(gòu)隔開，該裝置既能支撐建筑物本體重量，又具有在水平方向自由變形能力，吸收和消耗地震輸入能量，以達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動的目的，免受地震破壞。 
 

       三種抗震構(gòu)造的概念各有優(yōu)勢，其適用范圍也各有不同。為了將各類抗震技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，日本住宅建筑的抗震構(gòu)造在實際應(yīng)用的過程中，則是根據(jù)不同的物業(yè)形態(tài)進(jìn)行選擇，建筑類型與抗震構(gòu)造的最佳匹配，使得技術(shù)對住宅的保護(hù)作用最大化。 

       日本的民居大多是柔性的木結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)房屋在承受地震作用引起的晃動時，可以很好地釋放力量，不容易散開和松動。在此基礎(chǔ)上，日本民宅均采用箱體設(shè)計，地震災(zāi)害發(fā)生時房屋可以整體翻滾而不損毀。20世紀(jì)80年代后，日本的民居主要應(yīng)用了研發(fā)的“免震建筑技術(shù)”，在建筑物和地基之間設(shè)置用柔和的材料制成的免震層。

       發(fā)生地震時，能夠保住建筑物完好無損，也可以避免由震動引起屋內(nèi)家具傾倒造成家具損壞和人員傷亡，從而在很大程度上減少因人們的恐懼心理加劇次生災(zāi)難。這種房屋成本低，技術(shù)可靠。據(jù)說建一所免震的個人住宅，只需投入一輛普通汽車的費用。此外，在專業(yè)技術(shù)人員對民房進(jìn)行抗震加固的基礎(chǔ)上，政府也給予居民適當(dāng)?shù)难a貼鼓勵私人進(jìn)行抗震加固。  

      除此之外，日本人民防震意識非常強，日本所有的建筑物都要定期接受抗震評估，檢查其房頂和地基是否能承受強烈晃動。如果不能通過評估，建筑物就必須進(jìn)行改造，甚至推倒重建。日本人在買房子或租房子時非常注意房屋的年限，在購買房屋前，買主往往會主動要求開發(fā)商出示建筑抗震評估表。這樣的防震意識反過來又促使開發(fā)商們?yōu)槭狗课蓓樌u出而不得不對建筑的抗震更加重視。

  我們又該如何做到建筑有效防震呢？

一、建筑物地基采用特殊材料

      主要對建筑物基礎(chǔ)部分進(jìn)行特殊處理消減地震時的地震波，從而減少地震對建筑物的損害。傳統(tǒng)上是在建筑物的基礎(chǔ)部分交替鋪上粘土、砂子，直接設(shè)置粘土或砂子墊層。近年來，在這方面的研究已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，以瀝青為原料研究出的一種特殊材料，一次設(shè)置隔震層效果更好。

二、建筑物基礎(chǔ)設(shè)置隔震裝置減震

       這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎(chǔ)與上部建筑物之間設(shè)置特殊裝置。減少地震向上傳遞，高可減少地震對建筑物傳遞能量的2/3。然而，這種措施的缺點是不適用于高層建筑，因為在高層建筑設(shè)置這種裝置會延長建筑本身的自震周期，起不到減小地震對建筑物損害的目的。

      通常采用的辦法有：摩擦滑移防震、粘彈性隔震等幾種，設(shè)置的裝置有橡膠墊、混合隔震裝置等。通過在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部部件之間設(shè)置隔震層。其中隔震支座能夠安定持續(xù)地支撐建筑物重量，并具有適當(dāng)彈性恢復(fù)力，吸收地震輸入能量。在地震頻發(fā)的日本，一種新型廉價防震加固技術(shù)悄然興起，這種技術(shù)采用樹脂材料作為抗震“繃帶”包裹建筑物支柱，從而達(dá)到防止支柱在地震時發(fā)生倒塌的目的。

三、建筑物層間隔震措施

       層間隔震這種方法主要適用于舊房改造，在施工方面具有簡單、易操作的特點。與建筑物基礎(chǔ)部分設(shè)置隔震裝置相比，層間隔震額效果不是很明顯，減震的效果可達(dá)到0.2—0.3的范圍。這種方法主要是依靠設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)各層間隔的減震裝置或者消減地震能量，從而減小的證對建筑物的危害，設(shè)置的裝置本身與基礎(chǔ)隔震的相同。這也是通過引入隔震裝置來延長結(jié)構(gòu)的周期，避開地震能量相對集中的頻段，改變結(jié)構(gòu)動力的特性，并利用耗能裝置來抑制結(jié)構(gòu)的位移。

四、建筑物結(jié)構(gòu)懸掛隔震

       懸掛隔震是將建筑物的大部分或者整個結(jié)構(gòu)懸掛起來，也就是我們通常所說的懸掛結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)?shù)卣饋砼R，地震的能量不會傳遞給懸掛起來的結(jié)構(gòu)，從而減小地震的損害。這種隔震方式常見于大型鋼結(jié)構(gòu)，大型鋼結(jié)構(gòu)總采用鋼結(jié)構(gòu)懸掛體系，以此隔震。

       大型鋼結(jié)構(gòu)一般分為主框架和子框架，在懸掛體系中，子框架通過鎖鏈或者吊桿懸掛于主框架上，當(dāng)?shù)卣饋砼R時，主框架會隨著地殼運動發(fā)生搖擺，但是，子框架和主框架之間是能夠活動的鎖鏈和吊桿，地震的能量到達(dá)這個部位的時候就會消弱，不至于傳遞到子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生慣性力。

五、建筑物走向設(shè)計抗震問題

       地震時由于地殼運動引起的，與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有非常重要的關(guān)系。在建筑選址的時候，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，分析當(dāng)?shù)氐卣鸬恼鹣?，讓建筑物的走向和地震震向垂直，盡量避免兩個走向平行。從汶川地震和玉樹地震的實際情況來看，與地震震向平行的建筑物的倒塌率更高，與之相反，與地震震向垂直的建筑物則不太容易倒塌。

       研究發(fā)現(xiàn)，與地震震向平行的建筑物在發(fā)生地震時隨地震波運動的幅度跟大，因此更容易倒塌。我們再建筑設(shè)計中有關(guān)抗震都堅持了小震不塌、大震能修的原則，雖然設(shè)計在抗震方面也采取了很多措施，但是，由于各種原因，還是不可避免的出現(xiàn)了在地震中因為建筑結(jié)構(gòu)方面的問題而給人們帶來巨大損失，建筑物走向設(shè)計抗震問題也是建筑物修建不容忽視的一面。

六、加大對建筑服務(wù)加固行業(yè)的投入

       我國人均資源較少，節(jié)能減排和低碳環(huán)保是我國需長期堅持的基本政策取向。在建筑領(lǐng)域，對于市區(qū)部分老廠房，老工業(yè)區(qū)等不是拆除重建，而是進(jìn)行改造加固，予以充分合理利用。未來隨著建筑存量的繼續(xù)增長、既有建筑逐步進(jìn)入老化階段、汽車保有量的持續(xù)增長、抗震加固的需求增加、建筑結(jié)構(gòu)改造需求的不斷增加，建筑的加固改造行業(yè)將迎來巨大的藍(lán)海市場，行業(yè)處于朝陽期。