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摘要：在建筑物防震抗震研究中，建筑物防震缝宽度的确定在一定程度上对减少地震对建筑物的损害至关重要，建筑物高度、设防烈度、工程地质、建筑采用材料、地下水位等诸多因素均对建筑物抗震宽度产生影响，经过研究，本文作者提出几点确定防震缝宽度计算公式和适宜条件，从而能够合理设计防震缝宽度，减少地震发生时对建筑物所造成的危害。
关键词：建筑物地基；建筑高度；设计烈度；宽度计算
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
经过对最近几次较大地震现场资料调查研究发现，抗震预防除选择有利的工程地质（如避免板块边缘）、场地（如抗震设防区避免山脚处）、采取隔震措施及加强基础刚度和上部建筑结构的整体性外，主要应使上部结构的设计满足结构的抗震要求，如采用轻型结构以减少建筑物自重、钢筋砼结构代替砖混结构以加强整体性、砖混结构必须强化圈梁和构造柱等。在同一建筑中，建筑有高差、荷载有差异以及地基不同处，采用必不可少的防震缝至关重要，这样，当地震来袭时，可以将建筑物分割成若干个体型简单、结构刚度均匀的独立单元，防止在地震波作用下相互挤压、碰撞、拉伸，从而尽可能避免造成变形和破坏。影响建筑物防震缝宽度的因素较多，如何合理设计其宽度对减少地震危害至关重要。
一、影响防震缝宽度的几点因素
1. 建筑物基础和地基
强烈地震发生时，地基土壤的位移引起建筑物和构筑物的振动，此振动所产生的惯性力即为结构发生变形乃至破坏的原因。地基情况对于建筑物的震害有很大影响，地震时有一些建筑物往往主要由于地基失效而招致损害。近年来，由于地震频发，对抗震设防烈度7度以上地区建筑物的安全要求逐步提高，地震时，建筑物的地基基础是否还是一样坚固结实？一些建筑物会出现下沉、略微的倾斜、裂缝等现象，这些都说明了一个问题，地基基础发生改变。一般情况下，建在软土地基上的高层建筑，因其自震周期较长，所以地震造成的危害往往较硬土地基上的的建筑严重。为避免地震时建筑相邻部分相互碰撞，建在软土地基上的高层建筑物除采用合理的基础形式外，应适当加大防震缝宽度。地基在建筑荷载作用下要发生压缩变形，其在基底处产生基地附加压力，因而在地基土中产生附加应力，引起土粒位移，土体中骨架重新排列或出现土的渗透固结，软土、地下水位较高的土体、填土及人工地基变形更大。在地震震动作用下，松砂、排水不良、饱和粉细砂和粉土由于振动而产生液化及震陷，因此，建在这样场地上的建筑物，其防震缝应适当放宽。
另外，地基基础设计也应按共同作用分析来设计，常规设计中将上部结构、基础、地基隔离开来分别进行设计分析。先隔离结构，求得上部结构的内力和变形，支座反力。然后，把支座反力作用于基础上，求得基底反力基底反力按线性分布，把地基反力作用在地基和桩上。共同作用分析设计是把地基－基础－上部结构三者看成一体，在接触点上，同时满足静力平衡和变形协调条件的基础设计方法。这一点不在赘述。
2. 建筑物高度
震源的震动以弹性波的形式沿各个方向传至地表，地震波有纵波、横波与面波之分，其波速不同，纵波波速快衰减也快，横波波速虽较满，但周期较长（约在1s以上），面波波速最慢。地震破坏力最大的当属横波。建筑物自振周期随高度的增加而增大，据资料显示，一般10层高的建筑物自振周期约为1s，与横波周期接近，地震影响强烈。这是由于房屋越高，地震荷载越大，上部结构位移也越大。因此，高层建筑物如不采用较宽的防震缝，极有可能遭遇较大的震害。据介绍，无论是1985年的墨西哥城地震还是1989年的旧金山地震，许多房屋是由于撞击遭受破环的。在国外的抗震设计规范中，如欧洲共同体、日本、前苏联、新西兰、委内瑞拉等，不仅明确给出设置防震缝的条件，也给出了防震缝宽度计算方法，强调在计算地震力和防震缝宽度时，必须考虑建筑物高度的影响，即建筑越高，防震缝宽度也要相应加大。
3、设计烈度和建筑材料
在抗震设计规范中，房屋水平地震荷载Qo计算公式为：
Qo =Cα1W （1）
式中：α1为地震影响系数，设计烈度越高，α1越大，水平地震力也越大，破环相应也越大。所以，设计烈度越高，为防止房屋受到较大的破坏，房屋结构防震缝宽度也应越宽一些。
公式（1）中的W代表建筑物的总重，建筑物的总重W越大，Qo也越大，因此，减少建筑物的总重即采用轻质高强建筑材料，可以降低地震荷载，因此相应防震缝宽度可以设计小一些。
4、地下水位和地下建筑物
地下水位在压缩层范围内升降时，会加大建筑结构的下沉，更会引起建筑物不均匀沉降，引起建筑物防震缝宽度变化。因此，在地下水位较高地区建造房屋时，宜将建筑物基础底面埋在最低地下水位以下。
从抗震设防的角度讲，地下室的建造是有利于抗震的。首先地下室具有良好的防护性能。由于它处在一定厚度的岩层或土层中，因此能较有效地抵御地震自然灾害。地震时比起地面上部的结构来说，地下建筑的震害普遍要轻。地下室对于地面的上部结构来说，即相当于一个整体稳定性好、刚度大、埋置深的基础，它不仅可以减少上部结构的震害，增强上部结构的稳定性，而且使整个建筑物的重心下降，从而减轻上部结构的振动，进而也减轻地震作用的破坏。因此，在新建工程中要尽量利用这一有利因素，特别是对那些表层地基土质较差，基础部分需要深埋的建筑，更应适当扩大地下建筑的建造规模，以利于抗震。因此，无地下建筑物的结构，防震缝应适当加宽。另外，施工时应严把质量关，严格控制防震缝的尺寸以及控制施工坠落物，因为这些都会对抗震效果产生影响。
二、宽度计算
通过上述分析，并结合有关资料，对多层砖混结果房屋和钢筋砼框架结构房屋，其防震缝宽度确定建议按以下简易公式计算：
B = 8(1+∑Ki)
式中：B为防震缝宽度，mm；∑Ki为防震缝宽度综合影响系数；Ki为设计地震烈度影响系数，其中，7~9度时K1对应为0、0.2、0.4；K2为建筑物高度影响系数，，建筑物h≤6m时，K2=0，h≤45m时，每增加1m，K2增加0.05；建筑物高度h＞45m时，每增加1m，K2增加0.055；K3为建筑材料影响系数，Ⅰ类土K3=0，Ⅱ类土K3=0.23，Ⅲ类土K3=0.45；K4为建筑材料影响系数，一般建筑材料K4=0，轻质建筑材料K4=-0.25；K5为地下水位影响系数，建筑基础在最高地下水位以上时，K5=0，建筑基础在最低地下水位以下时，K5=0.2；，K6为地下建筑影响系数，有地下建筑时K6=0，无地下建筑时K6=0.15。
钢筋砼房屋一般通过合理设计建筑结构不设防震缝，如若由于建筑长度、不同工程地质情况必须设置防震缝时，其最小宽度按照GB50011-2001规定应符合下列要求：（1）框架房屋和框架-抗震墙房屋，当高度≤15m时，采用70mm；当高度＞15m时，6、7、8、9度设防区相应高度每增加5m，4m、3m，2m，宜加宽20mm；（2）设置抗震墙的房屋防震缝宽度可采用上述宽度的70%加以确定。
必须加以说明的是，国内有许多计算防震缝宽度的公式，本公式虽然考虑了许多因素，但诸如建筑物自振周期等仍没有考虑，因此应需要在实践中加以不断完善。
三、结束语
影响各类建筑物防震縫宽度的因素很多，如何正确合理地确定其值大小，对建筑抗震设防至关重要，本文给出的公式确定是经验值，力求从影响因素角度探讨怎样明确确定防震缝宽度，随着对防震抗震的不断深入研究，仍然需要在今后的实践中不断完善。
参考文献：
姚春桥，建筑物防震缝宽度确定方法的建议［J］，长江科学院院报，2008（8）。
唐锦春，简明建筑结构设计手册［M］，北京：中国建筑工业出版社，1996.
周炳章，抗震设计与震害经验［J］，工程抗震，2001（3）。
何炳根，抗震设计审查中常见问题浅析［J］，工程抗震，2001（3）。
关键词：建筑物地基；建筑高度；设计烈度；宽度计算
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
经过对最近几次较大地震现场资料调查研究发现，抗震预防除选择有利的工程地质（如避免板块边缘）、场地（如抗震设防区避免山脚处）、采取隔震措施及加强基础刚度和上部建筑结构的整体性外，主要应使上部结构的设计满足结构的抗震要求，如采用轻型结构以减少建筑物自重、钢筋砼结构代替砖混结构以加强整体性、砖混结构必须强化圈梁和构造柱等。在同一建筑中，建筑有高差、荷载有差异以及地基不同处，采用必不可少的防震缝至关重要，这样，当地震来袭时，可以将建筑物分割成若干个体型简单、结构刚度均匀的独立单元，防止在地震波作用下相互挤压、碰撞、拉伸，从而尽可能避免造成变形和破坏。影响建筑物防震缝宽度的因素较多，如何合理设计其宽度对减少地震危害至关重要。
一、影响防震缝宽度的几点因素
1. 建筑物基础和地基
强烈地震发生时，地基土壤的位移引起建筑物和构筑物的振动，此振动所产生的惯性力即为结构发生变形乃至破坏的原因。地基情况对于建筑物的震害有很大影响，地震时有一些建筑物往往主要由于地基失效而招致损害。近年来，由于地震频发，对抗震设防烈度7度以上地区建筑物的安全要求逐步提高，地震时，建筑物的地基基础是否还是一样坚固结实？一些建筑物会出现下沉、略微的倾斜、裂缝等现象，这些都说明了一个问题，地基基础发生改变。一般情况下，建在软土地基上的高层建筑，因其自震周期较长，所以地震造成的危害往往较硬土地基上的的建筑严重。为避免地震时建筑相邻部分相互碰撞，建在软土地基上的高层建筑物除采用合理的基础形式外，应适当加大防震缝宽度。地基在建筑荷载作用下要发生压缩变形，其在基底处产生基地附加压力，因而在地基土中产生附加应力，引起土粒位移，土体中骨架重新排列或出现土的渗透固结，软土、地下水位较高的土体、填土及人工地基变形更大。在地震震动作用下，松砂、排水不良、饱和粉细砂和粉土由于振动而产生液化及震陷，因此，建在这样场地上的建筑物，其防震缝应适当放宽。
另外，地基基础设计也应按共同作用分析来设计，常规设计中将上部结构、基础、地基隔离开来分别进行设计分析。先隔离结构，求得上部结构的内力和变形，支座反力。然后，把支座反力作用于基础上，求得基底反力基底反力按线性分布，把地基反力作用在地基和桩上。共同作用分析设计是把地基－基础－上部结构三者看成一体，在接触点上，同时满足静力平衡和变形协调条件的基础设计方法。这一点不在赘述。
2. 建筑物高度
震源的震动以弹性波的形式沿各个方向传至地表，地震波有纵波、横波与面波之分，其波速不同，纵波波速快衰减也快，横波波速虽较满，但周期较长（约在1s以上），面波波速最慢。地震破坏力最大的当属横波。建筑物自振周期随高度的增加而增大，据资料显示，一般10层高的建筑物自振周期约为1s，与横波周期接近，地震影响强烈。这是由于房屋越高，地震荷载越大，上部结构位移也越大。因此，高层建筑物如不采用较宽的防震缝，极有可能遭遇较大的震害。据介绍，无论是1985年的墨西哥城地震还是1989年的旧金山地震，许多房屋是由于撞击遭受破环的。在国外的抗震设计规范中，如欧洲共同体、日本、前苏联、新西兰、委内瑞拉等，不仅明确给出设置防震缝的条件，也给出了防震缝宽度计算方法，强调在计算地震力和防震缝宽度时，必须考虑建筑物高度的影响，即建筑越高，防震缝宽度也要相应加大。
3、设计烈度和建筑材料
在抗震设计规范中，房屋水平地震荷载Qo计算公式为：
Qo =Cα1W （1）
式中：α1为地震影响系数，设计烈度越高，α1越大，水平地震力也越大，破环相应也越大。所以，设计烈度越高，为防止房屋受到较大的破坏，房屋结构防震缝宽度也应越宽一些。
公式（1）中的W代表建筑物的总重，建筑物的总重W越大，Qo也越大，因此，减少建筑物的总重即采用轻质高强建筑材料，可以降低地震荷载，因此相应防震缝宽度可以设计小一些。
4、地下水位和地下建筑物
地下水位在压缩层范围内升降时，会加大建筑结构的下沉，更会引起建筑物不均匀沉降，引起建筑物防震缝宽度变化。因此，在地下水位较高地区建造房屋时，宜将建筑物基础底面埋在最低地下水位以下。
从抗震设防的角度讲，地下室的建造是有利于抗震的。首先地下室具有良好的防护性能。由于它处在一定厚度的岩层或土层中，因此能较有效地抵御地震自然灾害。地震时比起地面上部的结构来说，地下建筑的震害普遍要轻。地下室对于地面的上部结构来说，即相当于一个整体稳定性好、刚度大、埋置深的基础，它不仅可以减少上部结构的震害，增强上部结构的稳定性，而且使整个建筑物的重心下降，从而减轻上部结构的振动，进而也减轻地震作用的破坏。因此，在新建工程中要尽量利用这一有利因素，特别是对那些表层地基土质较差，基础部分需要深埋的建筑，更应适当扩大地下建筑的建造规模，以利于抗震。因此，无地下建筑物的结构，防震缝应适当加宽。另外，施工时应严把质量关，严格控制防震缝的尺寸以及控制施工坠落物，因为这些都会对抗震效果产生影响。
二、宽度计算
通过上述分析，并结合有关资料，对多层砖混结果房屋和钢筋砼框架结构房屋，其防震缝宽度确定建议按以下简易公式计算：
B = 8(1+∑Ki)
式中：B为防震缝宽度，mm；∑Ki为防震缝宽度综合影响系数；Ki为设计地震烈度影响系数，其中，7~9度时K1对应为0、0.2、0.4；K2为建筑物高度影响系数，，建筑物h≤6m时，K2=0，h≤45m时，每增加1m，K2增加0.05；建筑物高度h＞45m时，每增加1m，K2增加0.055；K3为建筑材料影响系数，Ⅰ类土K3=0，Ⅱ类土K3=0.23，Ⅲ类土K3=0.45；K4为建筑材料影响系数，一般建筑材料K4=0，轻质建筑材料K4=-0.25；K5为地下水位影响系数，建筑基础在最高地下水位以上时，K5=0，建筑基础在最低地下水位以下时，K5=0.2；，K6为地下建筑影响系数，有地下建筑时K6=0，无地下建筑时K6=0.15。
钢筋砼房屋一般通过合理设计建筑结构不设防震缝，如若由于建筑长度、不同工程地质情况必须设置防震缝时，其最小宽度按照GB50011-2001规定应符合下列要求：（1）框架房屋和框架-抗震墙房屋，当高度≤15m时，采用70mm；当高度＞15m时，6、7、8、9度设防区相应高度每增加5m，4m、3m，2m，宜加宽20mm；（2）设置抗震墙的房屋防震缝宽度可采用上述宽度的70%加以确定。
必须加以说明的是，国内有许多计算防震缝宽度的公式，本公式虽然考虑了许多因素，但诸如建筑物自振周期等仍没有考虑，因此应需要在实践中加以不断完善。
三、结束语
影响各类建筑物防震縫宽度的因素很多，如何正确合理地确定其值大小，对建筑抗震设防至关重要，本文给出的公式确定是经验值，力求从影响因素角度探讨怎样明确确定防震缝宽度，随着对防震抗震的不断深入研究，仍然需要在今后的实践中不断完善。
参考文献：
姚春桥，建筑物防震缝宽度确定方法的建议［J］，长江科学院院报，2008（8）。
唐锦春，简明建筑结构设计手册［M］，北京：中国建筑工业出版社，1996.
周炳章，抗震设计与震害经验［J］，工程抗震，2001（3）。
何炳根，抗震设计审查中常见问题浅析［J］，工程抗震，2001（3）。