地震力对建筑结构的影响及在结构设计中减少地震力影响的策略

浅析地震力对建筑结构的影响及在结构设计中减少地震力

影响的策略

中图分类号：tu2文献标识码： a 文章编号：

摘要：地震是一种自然灾害现象，2008年与2010年我国均发生较大的地震灾害，对生命财产安全造成了极大的影响。如何减少地震力对房屋建筑结构的影响，是建筑设计过程中应该考虑的重要问题。本文针对地震对建筑结构的影响，以降低地震灾害对建筑结构的影响和损害为目的，提出减少地震对建筑结构影响的策略和方法。

关键词：地震力，建筑结构，影响损害，抗震设计

abstract: earthquake is a natural disaster phenomenon, in 2008 and 2010 china both in great earthquake disaster, to life and property security caused a great influence. how to reduce the force for housing construction structure impact, is in the process of building design should be important considerations. in this paper the structure of the earthquake effect, in order to reduce earthquake disaster to the influence of the structure of the building and damage for the purpose, put forward to reduce the influence of the structure of the building strategy and method.

keywords: earthquake force, building structure, influence damage, seismic design

地震是对人类危害最大的自然灾害现象，每次地震爆发时都会造成生命财产的直接和间接损失。如果建筑结构没有良好的抗震性能，在地震灾害中受到的损害自然更多。现代化的建筑设计中，如何通过改造建筑结构的设计方案，提高建筑结构的抗震能力，成为建筑业的发展趋势。

一、地震力对建筑结构的影响

（一）地震特性

地球内部主要有三个部分，即地壳、地幔和地核，房屋建筑在地壳层上。地震力对建筑物的破坏主要是由于地震波引起地面强烈的震动，从而造成地面建筑物的崩塌。传播方式不同可以将地震波分为三种，即纵波、横波、面波。在地壳中纵波的传播速度约为每秒6千米，是一种推进波，它是这三种形式中最先到达震中的波型，会引起地面的上下震动，但是破坏性不强。横波是是剪切波，在地壳中的传播速度约为每秒4千米，是三种地震波中第二个到达震中的，引起地面在前后、左右方向上摆动，破坏性比较强。面波一种混合波，综合了是纵波与横波的形式，在地壳中的传播速度约为每秒3千米，具有较大的波长和振幅，是造成建筑物破坏的主要因素。

建筑物自身一般都具有一定刚度，能抵抗外力作用引起的各种变形。地震力对建筑结构造成破坏的工作机理是：地震波引起地面振动，振动传给建筑物然后引起房屋建筑物的振动。建筑结构的设计中的力学一般都考虑静力作用，很少考虑到动力的影响，当建筑

结构振动的强度超过了建筑物的承受能力就会导致变形和破坏。

（二）地震力对建筑结构的破坏形式

1、地基影响导致的破坏。建筑结构的地基土质、岩层结构、深度等，都会对建筑结构受地震破坏产生影响。当地震力的加速度较小或者地质比较坚硬时，岩石和土层将产生变形，使地基的承载力下降或者失效，从而造成地震对建筑结构的影响和破坏，比如建筑物下沉、倾斜等，都会给人们的生命财产带来很大影响。

2、纵波的破坏。纵波是上下振动的波，会引起建筑结构上下颠簸，如果建筑物没有良好的竖向稳定性，受到较大地震力的影响，会使建筑物的底层柱子与墙体之间增加很大的荷载，超过底层柱子与墙体的承受能力之后就有可能出现建筑物坍塌。

3、横波的破坏。横波导致建筑结构在水平方向上出现摆动，破坏力很大，横波作用在建筑结构上就相当于在建筑物上施加水平方向的作用力，当该力的大小超过建筑结构承受能力之后，会导致建筑物的倾斜或者倾倒，从而造成极大的破坏。

4、旋转地震力的破坏。形成旋转地震力的因素有很多，旋转地震力会导致建筑结构绕着水平或竖直的轴进行扭转，从而产生一种扭转力，扭转力对建筑物的影响极大，导致房屋建筑物围绕水平轴或竖向轴扭转，这种扭转力对房屋建筑物的影响很大，很容易发生变形。

二、如何减少地震力对建筑结构的影响

地震爆发出极大的破坏力，如何加强建筑结构对地震力的抗击

能力，是建筑设计人员需要十分重视的课题。可以从以下三个方面着手，增强建筑结构的抗震性。

（一）隔震法

如果在建筑结构中加入隔震技术，则能较大地提高建筑物的抗震能力。隔震技术主要有以下几个方面。

第一、地基隔震。顾名思义，地基隔震就是指将隔震层设置在地基中的隔震方式。比如在地基中放入砂垫层或者糯米垫层，也产生一定的隔震效果，再比如在一层软粘土和一层砂土之间加入一层土工布形成隔震带，能使地震波被隔震带中的物质反复反射吸收从而减小地震力的影响。但土层的性状不易控制，会随着自然条件的改变而改变，因此有时会出现效果不稳定的现象。

第二、基础隔震。这种隔震方式指的是在建筑物的基础和上部结构之间设置隔震装置，当地震波来临时可以借助隔震装置来减弱其对建筑结构的影响。这种隔震方式在多层建筑和低层建筑中用的比较多，具有良好的抗震效果。但是因为这种隔震结构会延长建筑结构的自振周期，在高层建筑中效果就不是很理想。基础隔震形式和种类较多，比如混合隔震装置、基底滑移装置等，都是比较常见的隔震装置，针对不同的装置隔震方式也有所不同。

第三、悬挂隔震。这种隔震方式的工作原理是将全部或大部分隔震结构的质量都悬挂起来，使地面的各种运动都不能传递大片主体质量上，从而不能产生惯性力，起到隔震作用。比如巨型刚框架悬挂体系就是一种比较典型的悬挂隔震模式，这种隔震体系的结构