结构抗震与地下结构抗震

边羽

摘要：为了保障生命和财产的安全，地下建筑的抗震韧性要求既要降低地震对建筑物的损伤，又要使建筑物在地震后能够迅速地恢复其正常的使用功能，从而使其具有更好的抗震性能。抗震设计在建筑设计中占有举足轻重的地位，近年来，地震灾害频发。由于建筑行业的不断发展，建筑结构的抗震性能得到了很大的改善。在建筑工程建设之前，科学、专业地进行抗震结构的设计已经成为全面保证建筑物安全的一种有效手段。

关键词：结构抗震；地下结构抗震；技术探析

在我国经济社会发展迅速的今天，如何提高结构抗震与地下结构抗震，已经成为国际上普遍关注的问题。从地震抗震的内容以及现状研究方法，地下抗震方法分析等方面进行了综述和讨论。在此基础上，提出一种适用于抗震强度评价的经典模式和现行的评价准则。

1.建筑结构抗震设计的内容

1.1.考察施工地点

在建筑施工中，抗震设计作用是确保结构稳定和可靠的一项重要措施。因此，在前期的工作中，设计师必须按照施工现场的实际情况，进行现场勘查，并做好现场勘察、记录。通过对现场勘察所获得的资料，可以作为建筑物抗震设计的一个重要参考。其次，要加强对建筑现场周围环境的分析和研究，找出可能出现的各种不利因素，并进行相应的防范。最后，通过现场勘察，设计者可以依据调查结果进行抗震设计，以降低周围环境的安全风险，确保施工安全。

1.2.优化建筑布局

加强建筑布局的专业性、科学性和合理性，可以有效防止建筑物在发生地震时坍塌，危及居民的人身和财产安全，从而提高建筑物的安全性。从某种意义上说，建筑设计的不科学常常会造成建筑之间的影响。所以，在进行建筑结构抗震设计时，确保建筑布局的平衡与整体性，并尽可能地避免使用不规则形状的建筑，以达到美观、独特的目的。在施工时，应严格按照国家有关法规和行业标准进行设计。另外，在制定建筑结构抗震设计时，建筑工程应选用与建筑布局相适应的建材。

1.3.选择合适的抗震体系

在进行建筑结构抗震设计时，应考虑到周围环境的影响，以提高其安全性。因此，在工程实践中，为了改善其抗震性能，必须选用适当的抗震系统。在这一阶段，设计者要认真地对施工现场进行细致地分析和比较，并将有关的参数综合起来，以求在众多的抗震系统中选择最适宜的抗震系统。在建筑设计初期，依据现场调研资料，找出符合目前施工项目需求的最佳施工场地。

2.地下结构抗震简化分析方法研究现状

2.1.地震系数法

上个世纪以前，提出基础地震系数法，但是由于不熟悉地下结构的动态反应规律，这一方法在实际运用中仍然有很多缺陷。以中国的铁路隧道为例，其设计方法大都采用了地震系数法。在2008年汶川大地震中，中国多处隧道遭受了不同程度的损伤，可见，目前采用的地震系数方法还不够完善。

2.2.自由场变形法

20世纪60年代，我国对地下建筑进行了大量的研究。国外学者普遍认为，地下建筑物的地震作用主要来自地表，而非由地震因子法所描述的惯性力。国外有关学者提出了一种新的理论，称为自由场变形法。尽管该方法比传统的地震系统法要好，但是仍然存在着忽视了地震过程中地下结构对周边环境的影响。

2.3.反应位移法

由于地震时地下结构与土壤结构之间的振动规律有很大的不同，在地震时，其机械构造与周边土壤的运动频率是一致的，故有关专家提出了反应位移的方法。专家建议对这种地震方式进行监控。在地震时，地下的构造和在地震时的直肠构造有很大的区别。与其他方法比较，反应位移法更具科学性。同时，国外学者也同意采用反应位移方法作为计算地震系数法的补充

3.提高建筑结构抗震性能的有效措施

3.1.增设抗震防线

在增加多道防震防线的同时，使用具有较强弹性的构件。通常，建筑现场在地震中会受到影响。一般建筑物在遭受强烈地震后，其稳定性将会显著下降。建筑物一旦失去了弹性，就不能抵御余震。在地震发生后，增加建筑物的抗震设防措施，以增强建筑物对建筑物构件的耐震性能。

3.2.检查建筑结构的抗震功能是否正常

由于建筑物的地理位置不同，在地震中所遭受的破坏也是不同的。这就需要设计单位及时提交设计方案，并对其进行全面的抗震性能检测。在这段时间里，专业的验收人员要充分利用专业技术，严格遵守有关的国家标准。同时，专业的工程验收人员也要运用专业的技术和检测手段进行危险的排查，以提高建筑物的抗震能力，保证居民的生活质量

3.3.利用辅助部件来保证建筑结构的抗震性能

在建筑结构的抗震设计中，充分认识其结构的特性，并合理地使用辅助构件，以确保结构在地震作用下仍然具有抗震性能。除了主要构件之外，其他的附属构件也可以起到抗震的作用，从而确保建筑物的耐久性和稳定性。因此，在实际工程中，需要对结构构件的抗震性能进行分析。此外，在建筑结构抗震设计中，设计者也要检查各个构件的抗震性能。在此期间，设计者应着重于对辅助构件能否确保建筑物的抗震性能进行检验。如果在测试中发现了问题，就及时对辅件的使用进行及时的调整，以确保居住安全。

3.4.将抗震结构设计作为重点内容

为了保证整个工程的顺利进行，应根据工程的实际情况，选用最适宜的抗震构造，并把抗震结构设计作为主要工作内容，以减少事故发生的概率。首先，对地震建筑物进行合理的抗震设计，对其进行合理的选址。其次，在保证建筑物安全性的前提下，应该尽量减少建筑物的重量，同时要注意加固建筑物的薄弱部位。由于地震时，建筑本身的质量往往与其本身的重量成比例，即，建筑本身的自重愈大，它所受到的损害就愈大。因此，合理地降低结构的自重能够有效地改善结构的抗震能力，保证结构的稳定，降低对人身和财产的损害。

4.地下结构抗震减化分析方法的应用

4.1.隧道建设

在隧道建设中，由于地质条件的影响，需要大量的人力、物力、财力。是一个非常复杂的过程，在地震和其他自然灾害面前都是脆弱的。因此，强化结构的抗震设计，以降低其潜在的安全隐患。甚至在建设过程中，隧道处于地表。由于隧道工程是连接着山体和地面的，所以在发生地震时，仍然会随着周围的山体和地面保持着相同的运动频率，所以必须采用地下建设隧道时应用地下结构抗震技

4.2.修建地铁

众所周知，地铁通常都是在地下修建的，这也就意味着有关部门要为地铁的运行而开挖地道。在地震发生时，地下结构与周边土壤的运动规律是不会被地下所覆盖的。了解这种运动规律，就可以合理地修建地铁，避免因地震造成的隧道崩塌。同时，由于地铁工程中隧道的长度比较大，为了降低地震和隧道的损坏，必须采取地下结构的防震技术。另外，在隧道建设过程中，由于隧道的长度和弯道的存在，使得隧道的运行规律与其他施工路段有一定的差异。所以，在隧道建设中，加强对隧道内弯管的土质结构进行检测，并对其进行规范的防震技术施工，防止隧道发生地震坍塌，如图2所示。

4.3.建设海底隧道

随着人类科技的飞速发展，生产力日趋饱和，人们开始在海底挖地道。海底隧道因频繁的地震而改变了海洋的运动规律，所以在建设海底隧道时要考虑其抗震性能。这就要求在隧道工程建设中，必须重视地下工程的抗震技术，以保证隧道的安全与稳定。同时，由于海底隧道在地震作用下，需要经受地震和海水的冲刷，其安全性也比较差。为此，建议在隧道工程中应用地下结构的抗震技术，对其进行科学的分析，以达到合理的耐磨性和抗震性，以保证其在工程勘察中的安全。由于海底隧道一旦发生故障，就不能保障在海底隧道内的交通工具及有关建筑，而且可能会带来大量的损害，所以应该适当地提高建筑安全等级。

结束语：

综上所述，随着社会经济的发展，人民的生活水平越来越高，对建筑的要求也越来越高。为了更好地保护人们的生命和财产，建筑结构的抗震设计日益受到人们的关注。经过漫长岁月的变迁，地下建筑的抗震技术逐渐成熟，成为人类对自然灾难的新挑战。在自然灾害发生时，由于科技水平低，生产能力低，容易遭受自然灾害的侵袭。地下建筑的抗震技术需要得到积极的发展。

【参考文献】

[1]陈国兴,陈苏,杜修力,路德春,戚承志.城市地下结构抗震研究进展[J].防灾减灾工程学报,2021,36(01):1-23.

[2]刘晶波,王文晖,赵冬冬,张小波.地下结构抗震分析的整体式反应位移法[J].岩石力学与工程学报,2023,32(08):1618-1624.