减少地震灾害的措施范文
时间:2023-12-20 17:42:23
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篇1
关键词:抗震设计;建筑房屋结构设计;住房安全
建筑结构抗震设计中,建筑结构设计人员需要正确认识抗震设计的意义和价值,并且加大了对建筑抗震设计要点的控制力度,从而优化和完善建筑结构的抗震性能,保障群众的生命财产安全。为此,研究抗震设计在建筑房屋结构设计中的应用具有积极的现实意义。
1建筑工程结构抗震设计的重要性
抗震设计在建筑工程结构设计中占据着重要的位置。首先,能够完善工程结构的抗震性能。工程人员可采取切实可行的技术手段,增强建筑工程结构承受地震作用的能力,从而维持工程结构的稳定性和安全性。其次,有助于提高建筑工程结构整体刚度。在工程设计中,建筑工程结构的刚度存在十分明显的不足,这也是其在地震作用下产生变形或塌陷的主要因素。抗震设计中,设计人员需根据工程实际采取多种措施增加结构刚度,强化抗震能力。最后,建筑工程抗震设计也可减轻地震对建筑工程结构的负面影响,以削弱地震灾害对社会的不利影响。
2建筑工程结构抗震性设计的基本原则
为优化建筑工程结构设计中的抗震性能,完善建筑抗震设计,设计人员应准确把握建筑工程结构抗震设计的主要原则。
2.1简单化原则
在建筑工程结构设计中,结构形式越简单,计算简图越明确,地震作用传递途径也越直接。与复杂的建筑结构体系相比,简单的建筑工程结构体系可增加力学计算的准确性,从而有效平衡项目结构设计,最大限度地避免结构设计过于复杂度高所引发的设计不全面问题。同时,建筑形体的规则性还可减少地震灾害对建筑结构的负面影响,弱化地震作用过程中的力学传递效果,优化建筑的抗震性能。
2.2抵抗性原则
为有效加强建筑工程结构在地震作用下的稳定性和安全性,应在结构体系设计中全方位考虑地震作用。为此,设计人员在工程结构设计期间,要建立相对科学和完善的抗震体系模型,确保发生地震灾害时,建筑结构依然能够保持相对稳定性,抵御地震灾害的负面作用,也可充分展现模型的预防性作用和优势。上述工作也是建筑结构抗震设计中的重点内容。为加强结构的稳定性和安全性,要求合理设置抗震能力,且抗震性能设置不宜过大,需保障其自身结构体系力学的平衡性效果。
2.3合理性原则
科学合理的结构布局可以有效抵御地震作用时造成的冲击力,提升建筑的抗震能力。因此,在工程结构抗震设计中,设计人员要从结构的整体特点入手,将在地震作用下可能首先发生位移或形变的建筑部位找出来,并对导致这一部位出现形变的原因进行分析,找出设计不合理之处,进而对现有的结构布局进行优化和调整。然后再次重复同一的实验,直至整个布局受力平衡且无明显变形或形变位置为止。建筑结构抗震设计中,遵循合理性原则,可对建筑结构形态、连接部位特征以及受力情况等进行综合分析与考量,合理调整结构性能参数,科学选择材料设备,提高建筑结构设计质量,降低地震灾害对建筑的影响,减少坍塌问题的产生。
3抗震设计在建筑结构设计中的应用
随着社会经济发展速度的加快,人们对生活质量的要求越来越高,建筑作为生活及工作中的重要组成部分,人们对其要求也在逐渐提升。若想切实的保障建筑工程的施工质量,则就需要切实的做好建筑结构设计工作,并在其中融入抗震设计内容,一方面避免建筑建立在危险区域的可能,另一方面对建筑结构进行优化调整,对其性能及受力状态进行重新设计,以提升建筑强度、承载性能,提高建筑整体的稳定性和安全性。
3.1科学选址
建筑抗震结构设计中,建筑选址尤为关键,虽然突发的地震灾害可能使建筑物轰然倒塌,但科学合理的地理位置也可显著提高建筑物的抗震能力。在发生地震灾害时,建筑结构可能产生明显的移位现象。不同结构和不同性质的土体上,位移的程度也会存在较大的差异。如建筑结构设置于无法满足工程建设要求的土体上,不仅不利于完善建筑结构的性能,而且也会加大建筑物坍塌的风险。为此,在建设项目选址的过程中,要以可有效控制地震作用影响的地区为首选,并全方位考量附近地形和地貌概况,将工程建设在平坦开阔的区域,注重建筑物周边土体的密实度和稳定性,进而承受不同的荷载组合。若无法避开不利地质区域,设计人员可以发挥自身的专业优势和技术优势,采取切实可行的改进措施,根据建筑的抗震能力,采取有效的地基基础设计和加大上部结构刚度的措施,最大限度地减少地震灾害对建筑结构的负面影响。
3.2设置多道抗震防线
在建筑物抗震设计的过程中,设计人员应根据实际设置多道抗震防线,采取该设计模式可控制地震对建筑物的不利影响。在建筑结构设计中,应在抗震体系中应用延性优势较为明显的构件,这也是建筑结构抗震的第一道防线。或者也可设置多种其他的建筑构件,形成第二和第三道防线。发生地震灾害时,如第一道防线受损,则可充分利用其他防线的作用和功能承受地震灾害所带来的冲击,为人们的生命财产安全提供有力保障。多到抗震防线的设置也能够消减地震作用力对建筑结构的威胁,尤其是对高层建筑的威胁,保证建筑在地震灾害中的稳定性,降低危险系数,减少对居民及周边环境的连带影响。
3.3合理布局,控制地震能量
采取减少地震作用的方法可有效减轻地震灾害对建筑结构造成的负面影响。为严格控制地震灾害产生的能量,在建设土木工程结构的过程中,还需认真分析建筑物位移动作的影响因素,且在结构设计的过程中注重因素的合理预测与定量分析,以期在结构设计的过程中减弱地震震动产生的能量。同样重要的是,发生地震时,为严格控制建筑物可能出现的破损和变形问题,需认真分析和设计建筑底部位置的塑性变形,这种方法在地质硬度较高的土木工程建设中具有十分显著的优势。在设计过程中,工作人员应将结构间的关系及力传导方向等进行思考和分析,合理利用结构间的协作关系,实现对地震能量的消减和把控,降低地震能量波集中传导对局部建筑结构带来的影响和威胁,保证建筑的质量。在力传导分析中,要做好应力均衡划分的思考,避免局部应力过大带来的威胁,保证建筑结构的质量。
3.4加强结构抗震设计
3.4.1防震缝设计
以预防地震为基本原则组织抗震结构设计,对于无法满足设计要求的建筑,可以在特定位置设置防震缝,合理利用防震缝分解建筑内部结构,使建筑内部结构成为独立于其他结构的重要单元。缝隙两侧也需预留结构宽度,保证防震缝两侧建筑完全分离。如出现地震作用,则防震缝可有效减轻地震产生的波动,以规避建筑的某个部分影响建筑结构的其他部分。
3.4.2抗震墙设计
建筑结构设计中,如发生严重的地震灾害,则建筑物抗震墙所受的影响最为明显。墙体受到地震作用后,会产生不同程度的裂缝问题,如问题较为严重也会引发建筑倒塌的情况。所以,抗震墙设计也成为建筑结构设计中的关键内容。墙体设计需要高度满足建筑抗震性能的要求。在建筑结构设计中,可采取精细化设计方式。墙体横向设计期间,始终坚持均匀设计原则,确保发生地震灾害时,墙体不易产生横向位移。在墙体纵向设计阶段,为抵御严重的地震灾害,要规避墙体竖向裂缝,这里纵向设计与横向设计的有机结合可有效减轻地震灾害对建筑结构的不利影响。同时也可提高建筑结构的承载力。通常情况下,建筑刚度与墙体的数量有着十分密切的联系,如墙体的数量无法满足工程结构设计的要求,则建筑结构的刚度过小,进而造成建筑位移过大,降低建筑结构的抗震能力。所以,抗震墙设计和布置在抗震设计中占据着极为关键的位置。
3.4.3构件设计
现代房屋建筑建设中,工程质量与结构稳定性关系密切。轻质高强的工程受地震作用的影响较小,也可减少地震灾害所引发的生命财产损失。为维持建筑结构的稳定性,要求人员采取有效措施减轻结构的自重。在规范施工的前提下,减轻结构重量,采用低质高强的材料能更好的维护房屋整体结构稳定性,增强其抵御地震的能力。
结语
现阶段,我国的地震灾害发生频率显著上升,为有效减轻地震灾害对人们日常生活的负面影响,在建筑结构设计期间,务必高度重视结构抗震设计,分析和总结建筑结构设计中的过往经验,将总结的经验教训应用于工程结构设计中,且做好建筑的防震缝设计、抗震墙体设计以及构件设计,以此提升建筑结构抗震设计水平,优化房屋抗震性能,加快现代建筑行业的前进脚步。
参考文献
[1]王艳红.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用分析[J].居舍.2019(13)
[2]杨德明.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产.2019(06)
[3]肖凯峰.简述抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].城市建筑.2020(05)
[4]杨国艳.分析房屋建筑结构的耐久性与安全性施工质量控制[J].建材与装饰.2020(01)
篇2
关键词:地震灾害;特点;措施
引 言:在城市建设高速发展的背后, 突发性灾害事件的发生概率也在悄然 上升, 灾害造成的人员伤亡、经济损失也在大幅度上升。为此, 在建设现代化城市的进程中, 应未雨绸缪, 尽力做好防灾减灾工作,将可能造成的灾害损失减少到最小。
1 地震灾害的主要特点
1.1 对生活环境的破坏严重
地震是从根本上进行破坏,不可避免地加剧环境资源和生态环境的恶化。城市地震对城市环境的破坏严重,灾后几乎失去生存环境。
1.2 经济损失巨大
城市地震灾害的另一特点是经济损失巨大,而且,城市越发达,现代化程度越高,灾害的经济损失也越大,这主要是因为现代化城市的财富集中度相对较高,现代化城市中的各种生命系统工程较多,相较于普通的乡村或山区,人们对现代化城市的投入巨大。若城市建筑等减灾工作不到位,更会加大城市地震的人口伤亡和经济损失。
1.3 人口伤亡巨大
地震具有较强的突发性,发生时间几乎只有几秒钟,而且,一旦发生地震,人们不仅逃生时间短,逃生地点也很少,城市地震尤其严重。更槽糕的是,城市往往是人口密集的地方,即使地震不很强烈,造成的伤亡也将相当严重。
1.4 地震后往往伴随其他灾害
城市地震不仅能直接造成的巨大危害,还将导致其他灾害随即发生,如房屋工程破坏导致的火灾、水灾,特定工厂破坏造成的爆炸、有毒物质泄漏,环境巨大变化引发的瘟疫等等,都严重威胁了人类生存。
2 防震减灾工作的相关措施分析
2.1加强地震科普知识的宣传教育
面对近年来严峻的地震灾害,需要国家地震有关部门、政府采取有效措施,科学预防和应对灾害,需要通过灾害科学知识的普及教育,唤醒民众的灾害、防灾意识,使民众懂得如何科学应对,减轻灾害乃至避过灾害。因此,我国的防灾科普教育,不仅在提高全民的科学技术素质方面具有重要意义,同时在预防减轻各种自然灾害方面更有现实的重大意义。
2.2 积极开展城市地震应急演练
深入贯彻落实科学发展观,坚持以人为本,民生为重,进一步做好严峻形势下的防震减灾工作,增强人民群众在地震中逃生自救的能力,最大限度地保护人民群众的生命、财产安全。这就要求我们将地震应急演练融入渗透到我们的生活中,宁可备而不震,不可震时无备。社会各级部门,如学校、医院等都应在政府的正确组织领导下,定期开展地震应急演练。各级政府应加强组织领导, 分工明确, 各负其责。成立地震科普教育领导组,全面协调地震、教育、卫生、消防、广电等部门。地震部门应编写科普教案,起草演练规范, 提出演练要领与步骤。医护人员应在演练现场对参演人员进行自救互救环节进行培训。消防人员讲解灭火逃生注意事项、灭火器材的应用等。广电部门进行全程跟踪报道, 通过实例向社会宣传。要求从实战出发, 假戏真做, 充分体现实战性和突然性。按照“地震警报―就近避震―紧急疏散―避难场所集结―被压人员的搜救―自救互救处置”等几个环节进行。此外,社区作为防震减灾工作的基础单元,建立一支反应迅速、训练有素、突击力强的志愿者队伍,可以在强烈地震发生之后,专业救援队伍未到来之前,在第一时间内开展有效地自救互救,从而把损失减小到最低限度,建设城市社区地震应急救援志愿者队伍是十分必要的,也是科学、合理的。
2.3 提高城市周边地震台站监测力度
地震监测预报是防震减灾工作的基础和首要环节。对地震信息和地震前兆信息进行连续或定期的科学监测,对破坏性地震发生的时间、地点、震级和地震影响的准确测定能够极大减少地震灾害带来的破坏和损失。因此,必须加强监测预报科研队伍建设,加强对地震预报工作的研究,完善预测预报机制,并在城市及其周边更加合理的布设强震动仪、应力仪等专业设备,提供有效数据,为我们的监测预报研究提供良好前提,为在不久的将来攻克地震预测这一世界难题积累高质量的数据基础。
2.4 加强地震应急避难场所规划
避难场所建设规划是防灾措施的重要内容,城市是人口、建筑物密集的区域,地震发生后,为了确保救灾工作高效进行,确保人员能快速撤离于安全地区,规划出避震路线通道和避难场所是城市防震减灾的主要对策之一。这些地方应当不受地质灾害或周围可能出现塌陷物影响的空旷地域, 而且应该具备一般临时居住的生活条件。首先合理控制城市建筑密度和人口密度,二是疏散路线要通畅。在设计和改造市政公用基础设施时,道路要宽阔,在必要地段建造桥梁,增加城市的对外通道,形成四通八达的交通网。在人员集中的公共建筑如影剧院、图书馆、办公大楼、商场、车站等应设置宽敞的安全出口和明显的人员疏散标志,引导人员快速定向流动,避免造成混乱、拥挤、堵塞等事故。在城市中面积开阔地、高大建筑、高架电线、地下管线较少的地区建设地震应急避难场所,这些场所可以是城市中的广场、公园、绿地、室外体育运动场所等避震安全地带,应力求均匀分布,并保证居民在地震等灾害发生后能够迅速到达的场所。要更多的考虑防灾要求所需要的基本建设,这是亟需加强的方面。
2.5 搞好建设工程的抗震设防
《中华人民共和国防震减灾法》规定:“防震减灾工作,实行预防为主、防御与救助相结合的方针”,作为震前的预防措施,如何去防御地震成了有效减轻地震灾害的根本。破坏性地震引起的建筑物、工程设施的倒塌、破坏,以及相伴生的次生灾害是导致人员伤亡和经济损失的主要原因,据统计,世界上130 次巨大的地震灾害中,90 %~95 %的伤亡是由于建筑物倒塌造成的。可见,如果房屋建筑没有进行抗震设防的话,也很难保证在破坏性地震面前就做到不伤亡、少损失。因此,提高房屋抗震能力,加强抗震设防标准,是有效减轻地震灾害的关键。
我国有《中华人民共和国建筑法》,有《地震安全性评价管理条例》《建设工程质量管理条例》等国务院条例,有中国地震局《建设工程抗震设防要求管理规定》,建设部《房屋建筑工程抗震设防管理规定》等行业规章。同时具备较完善的建筑抗震各项标准体系,如《建筑抗震设计规范》等国家标准。可见提高房屋建筑的抗震能力有法可依、有章可循,关键在于落到实处。也只有环环相扣,落实到位,才能真正实现房屋建筑“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标。只有各相关部门只有密切协作,加强监管力度,严格责任追究,才能更好地做好建筑工程抗震设防工作,提高建筑物的抗震能力,在地震时才能做到最大程度的减小损失。
3 结语
总之,在我国加快经济建设的同时,应高度重视可能出现的地震安全隐患。同时做好城市防震减灾工作,才是我国城市化建设的正确途径。
参考文献:
[1]都吉燮.城市防震减灾及其对策[J].灾害学,2001,16(4).
篇3
【关键词】地震;灾害;结构设计
地震是人类在地震区建筑结构设防与不设防,震后结果大不一样。要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害,把握好抗震设计关是减轻地震灾害的根本措施。 地震是人类在繁衍生息、社会发展过程中遇到的一种可怕的自然灾害。强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。据统计,历史上各种自然灾害曾毁灭了世界各地52个城市,其中因地震而毁灭的城市有27个。地震之外的其它各种灾害,如水灾、火灾、火山喷发、风灾、沙灾、旱灾等毁灭的城市为25座。因此,地震占灾害总数的52%。可见地震灾害确系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人员伤亡和经济损失最主要的因素就是房屋倒塌及其引发的次生灾害(约占95%)。无数次的震害告诉我们,抗震设防是防御和减轻地震灾害最有效、最根本的措施。
另一方面,我国作为发展中国家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我国的地震灾害可谓全球之最。上个世纪,全球因地震而死亡的人数为110万人,其中我国就占55万人之多,为全球的一半。因此,粗略地说,我国的国土面积占全球的1/14,人口占1/4,地震占1/3,地震灾害占1/2。因此,建筑物的抗震设防问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展,特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。
1 震害多发点
地震作用具有较强的随机性和复杂性,要求在强烈地震作用下结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的;既经济又安全的抗震设计是允许在强烈地震作用下破坏严重,但不倒塌。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
1.1 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层
钢筋混凝土框架结构在整体设计上存在较大的不均匀性,使得这些结构存在着层间屈服强度特别薄弱的楼层。在强烈地震作用下,结构的薄弱层率先屈服,弹塑性变形急剧发展,并形成弹塑性变形集中的现象。如1976年唐山大地震中,13层蒸吸塔框架,由于该结构楼层屈服强度分布不均匀,造成第6层和第11层的弹塑性变形集中,导致该结构6层以上全部倒塌。
1.2 柱端与节点的破坏较为突出
框架结构的构件震害一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底,尤其是角柱和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外,一般柱是柱端的弯曲破坏,轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥,主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时,节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时,柱顶剪切破坏严重,破坏部位还可能转移至窗洞上下处,甚至出现短柱的剪切破坏。
1.3 砌体填充墙的破坏较为普遍
砌体填充墙刚度大而变形能力差,首先承受地震作用而遭受破坏,在8度和8度以上地震作用下,填充墙的裂缝明显加重,甚至部分倒塌,震害规律一般是上轻下重,空心砌体墙重于实心砌体墙,砌块墙重于砖墙。
2 抗震结构设计
较合理的框架地震破坏机制,应该是节点基本不破坏,梁比柱屈服可能早发生、多发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散,充分发挥整个结构的抗震能力。
2.1 抗震计算中的延性保证
从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出,在抗震设防的第二、三水准时,框架结构构件已进入弹塑性阶段,构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量,所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明,“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好。
综合大量实验研究成果,影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。
2.2 构造措施上的延性保证
四川大地震实践证明,当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量,因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段,容易产生变形。所以,根据这种特点和抗震的要求,多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计,所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度,保证了建筑构造的整体性,延性的增加也就提高了变形能力,这样可以减少地震的破坏性,提高了建筑的抗震能力。
在结构布置上,按扩大了的柱端抗弯承载力进行设计,理论上可将柱屈服的可能性减少,保证“强柱弱梁”的设计原则。但因各种原因,如梁的实际抗弯承载力可能增大,高振型使柱中反弯点的转移等综合因素影响,要使柱中完全避免塑性铰是困难的,同时为实现“强剪弱弯”的要求,保证塑性铰区域的局部延性,也必须通过一定的构造措施来保证结构的延性,具体做法如下:
2.2.1 限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可明显提高构件延性,为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态,以提高塑性铰区域的转动能力,规范限制轴压比与纵筋最大配筋率,同时对混凝土受压区高度也提出相应要求。
2.2.2 限制约束配筋和配筋形式。加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点,为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性,有必要加密塑性铰区内的箍筋间距,这不但可提高柱端抗剪能力,还可约束核心区内混凝土,对纵向钢筋提供侧向支承,防止大变形下纵筋压曲,从而改善塑性铰区域的局部延性。
2.2.3 限制材料。拒绝豆腐渣工程的第一关就是把握好材料质量,材料延性对确保构件(结构)延性极为重要。
3 结语
钢筋混凝土框架结构是我国大量存在的建筑结构形式之一,历年震害资料表明:钢筋混凝土框架结构的柱端与节点的破坏较为严重,其抗震设计中必须满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点”、“强底层柱底”等延性设计原则和有关规定。在多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计的实践中,由于设计人员对规范的理解和掌握尺度上,以及因地因人在结构选型、布置以及计算方法上相互差异较多而对设计产生较多的争议,抗震设计方法值得深入研究。
参考文献:
篇4
关键词:建筑结构;抗震设计;要求
中图分类号: TU3 文献标识码: A
引言:根据有关部门的统计分析,全世界每年会发生四十万次左右的不同程度的地震,而我国境内发生的地震次数更是达到了十万次以上。地震造成的危害,轻者会对交通设施和房屋建筑带来一定的损害,严重的会使城市变为废墟,人员伤亡惨重,对社会经济和人们的生活造成重大的毁灭性破坏。目前,全世界的很多国家都加大了对房屋建筑结构抗震设计的研究,希望借此可以提高建筑物的抗震水平,减少地震带来的危害。在这一领域中,一些地震频发的国家走在了技术的前列。而我国作为一个地震灾害多发的国家,更是要积极吸取国际上的先进经验技术,重视对建筑结构抗震设计的投入,重视建筑结构抗震设计的意义,从而提高我国建筑物抗震能力的整体水平。
1、建筑结构抗震的意义
建筑结构的抗震加固设计和安全施工措施在建设工程中具有十分重要的意义,。地震灾害的防御是地震发生前要做好的防御性工作。震害防御分为工程性防御措施和非工程性防御措施两种。工程性防御措施是减轻地震灾害的主要途径。工程性防御措施是指用工程的抗震设防与抗震加固来达到防御建筑物遭到地震破坏的措施。地震造成的人员伤亡最直接的原因就是地表的破坏与建筑物的破坏和倒塌。根据对全世界130多次伤亡较大的地震进行的统计表明,地震中绝大多数的伤亡是因建筑物的破坏和倒塌而造成的。所以,对建筑物进行相应的抗震设计,让建筑物在破坏性地震中不倒塌、减少损害,是减少人员伤亡的关键。我国明确规定:新建、扩建和改建建设的工程,必须进行抗震设防,达到抗震设防的要求。一般的工业和民用建筑建设工程,必须按国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求进行建筑结构的抗震设计。对于一些重大建设工程、可能发生严重次生灾害的建设工程以及核电站和核设施建设工程必须进行地震安全性评价,并经过国家和省级地震行政主管部门审定的地震安全性评价结果来确定抗震设防要求。建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计,并按抗震设计进行施工。
2、建筑场地的选择
地震的实质是不规则的具有破坏性的地质运动,在强烈的地质运动下房屋建筑的地基在地震作用力的影响下也会随着发生不规则运动,进而造成房屋建筑上部结构破坏。所以,在房屋建筑抗震设计中应从建筑场地的选择入手。
2.1尽可能地选择一些地势开阔、土质坚硬的场地进行房屋建设。这是因为土质坚硬地基土不容易发生沉降,不会在地震力作用下地基土层发生位移。可有效地防止地震来临时因地基土层的位移、沉降而使房屋建筑上部结构受到破坏。
2.2尽量在房屋建筑选择场地时避开软弱地基以及地震频发的地段,如果应房屋建筑规划设计要求,无法避开这些地段,应采取必要的地基加固处理技术以及抗震措施。从房屋结构抗震性能入手,提高房屋建筑结构的整体性及牢固性。
2.3尽可能地避开易发泥石流、山体滑坡地段,如果在这些危险地段建设房屋,一旦地震来临时往往会引发泥石流及山体滑坡等灾害,加剧了房屋建筑结构的破坏程度; 此外,房屋建筑场地的土层的强度和刚度也对房屋建筑结构的抗震能力有着一定的影响。通常是土层越厚越坚硬,房屋建筑受震害的程度越小。
3、地基和基础设计
3.1为了提高房屋建筑的整体性及刚性,进而增强房屋建筑结构的抗震能力,在房屋建设设计过程中,应按照同一建筑单元建设在同一性质的地基上,结构相同的房屋建筑在地基处理方式选择方面应采用统一的地基处理方式。
3.2房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设,尽可能地增加基础的埋设深度,如果基础埋设深度不够或者过浅会降低建筑物的嵌固作用,使房屋建筑在地震灾害下振幅增大,房屋建筑受害严重。所以,在满足房屋建筑基础埋设深度的基础上尽可能地加大基础埋设深度,并做好基坑的回填夯实工作,提高房屋建筑基础的稳定性。
3.3房屋建筑是由基础和上部结构两部分构成。为了提高房屋建筑的整体性,一般在基础室外的地坪下不宜设置内外交圈的基础圈梁;应在房屋建筑上部结构和基础部分之间设置构造柱,构造柱连接房屋上部结构及基础的圈梁;如果房屋建筑基础土质的刚度不够,应考虑在基底设置圈梁,进而提升房屋基础的强度和刚度。
4、建筑设计和建筑结构的规则性
4.1房屋的高度和宽度房屋高度和宽度比是影响房屋建筑结构抗震性能的主要因素。通常是房屋建筑的高度和宽度的比值越大,房屋建筑受到地震灾害越严重,房屋建筑结构在地震作用力下侧移及倾斜现象越明显; 并且随着房屋建筑建设高度的增加破坏程度也越发的严重。因此,为了使房屋建筑达到抗震要求,减少震害对房屋建筑的破坏,除了要严格按照有关的房屋建筑限高、限宽设计要求外,还应根据房屋建筑的使用功能合理地控制高度及宽度比。
4.2房屋建筑结构体系在房屋建筑结构抗震设计时,应注重房屋建筑结构的刚度及质量的均匀分布问题,尽可能地将房屋建筑的平面结构和立体结构设计为规则状。比如,房屋建筑的平面结构过于复杂,并且房屋建筑结构的刚度和质量分布不均,地震发生时会因这些因素使整个建筑结构产生扭转现象,加重地震度房屋建筑的破坏程度。
4.3防震缝的合理处理在房屋建筑结构抗震设计中,对于那些结构不规则的房屋建筑,应根据实际情况合理地在房屋建筑结构中设置防震缝。在设置防震缝时应注意将房屋建筑划分为规则的独立的单元结构。防震缝宽度应满足房屋抗震要求,完全将上部结构分开,并且防震缝应根据房屋建筑的高度而设置,即房屋建筑高度有多高防震缝就设置多长。
4.4纵横墙的分布墙体是房屋建筑结构的重要承重部分。同时墙体也是地震灾害中破坏程度最为严重的部分。在房屋建筑抗震设计过程中,应重视房屋建筑的纵横墙的设计,纵横墙应按照分布均匀的原则,使各个纵墙和横墙均与承担房屋建筑上部结构重量; 墙体设置数量的多少对房屋建筑结构的整体刚度影响较大,如果纵横墙数量设置的过少,相应地各个墙体间的间隔就越大,各个墙体所承担的结构重要也就越大,房屋刚度就会较弱。房屋建筑结构抗震能力下降。所以应根据房屋建筑结构设计规范要求合理设置纵横墙,这是提高房屋建筑结构抗震能力的关键。
5、墙体和屋盖的抗震设计要求
经大量的房屋建筑结构抗震设计及实践表明,房屋建筑的质量越轻,房屋建筑结构的稳定性越强,受地震破坏程度越小。所以在房屋建筑墙体设计时尽可能地从减少墙体重量入手,比如采用新型的防震砌块;屋盖方面也应选择质量比较轻的新型建筑材料,尽量不要在屋顶设置过多的装饰性建筑,以防增加房屋建筑的整体高宽比影响房屋建筑的抗震性能。
结束语:综上所述,建筑结构的抗震设计是关系到人民的生命财产安全和社会和谐稳定的重大事项。地震给人类造成的灾难是巨大的,也是难以预测的,因此,在建筑物的结构设计上防患于未然,是减少和避免地震灾害带来损失的最主要途径。我国作为一个地震灾害频发的国家,幅员辽阔,人口密度大,在一些落后地区的房屋建筑抗震能力还远远不能够达到应有的要求,因此,为了避免地震灾害给社会和人民带来的生命财产损失,在日后的建筑工程中,我国施工企业必须要严格按照国家规定的相关标准,科学的进行建筑结构的抗震设计,提升我国建筑工程的抗震设计水平和建筑物的抗震能力,保障人民的生命财产安全。
参考文献:
[1]方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报,2011(12).
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关键词:建筑;抗震;破坏
1 引言
地震是人类社会面临的一种严重的自然灾害。据统计,地球每年平均发生500万次左右的地震,其中,5级以上的破坏性地震约占1000次。地震通常给人类带来巨大的经济和财产损失,其产生的影响是长久的。目前,科学技术还不能准确预测并控制地震的发生。长期的工程实践证明,地震并不可怕,完全可以运用现代科学技术手段来减轻和防止地震灾害,对建筑结构进行抗震设计即是减轻地震灾害的一种积极有效的方法。
我国为地震多发区,全国大部分大中城市处于地震区,由于城市人口及设施集中,地震灾害会带来严重生命和财产损失。据统计,全国450个城市中有3/4处于地震区,而其中大中城市的4/5以上均在地震区。因此,为了抗御和减轻地震灾害,有必要进行建筑结构的抗震分析与设计。
2 地震对建筑的破坏作用
多层和高层钢筋混凝土房屋大致有以下震害现象:
(1) 平面布置不当产生的震害
建筑物的平面不规则、质量和刚度分布不均匀、不对称而造成刚度中心与质量中心有较大不重合,易使结构在地震时由于过大的扭转反应而严重破坏。如:1985年墨西哥城地震中,平面不规则的建筑物也产生了整体扭转破坏,角柱破坏严重。
(2) 竖向不规则产生的震害
结构沿竖向的布置或刚度有过大突变时,突变处应力集中,刚度突然变小的楼层成为薄弱层,变形过大,极易发生破坏,甚至倒塌。1976年罗马尼亚地震,某4层框架房屋底层为咖啡馆,无隔墙,而上面几层为住宅,砖隔墙多,震后,底层柱因柱折断而倒塌。
(3) 防震缝处碰撞
防震缝两侧的结构单元由于各自的振动特性不同,在地震时会发生不同形式的振动,如果防震缝宽度不够或构造不当,就有可能发生碰撞而导致震害。例如:唐山地震时,北京民航大楼防震缝处的女儿墙和北京饭店西楼防震缝处的外贴砖假柱被破坏。
(4) 框架柱的震害
框架柱在地震时的破坏有不同的情形。一般框架长柱的破坏发生在柱上下两端,特别是柱顶。其变现形式是,在弯矩、剪力、轴力的复合作用下,柱顶周围有水平裂缝或交叉裂缝,严重者会发生混凝土压碎,箍筋拉断或崩开,纵筋受压屈曲呈灯笼状。短柱由于刚度较大,分担的地震剪力大,而剪跨比又小,容易导致脆性剪切破坏。
3 防震抗震一般措施
(1) 对基础结构的要求
选择建筑场地时,应掌握地震活动情况和工程地质的有关资料,宜选择有利地段,避开不利场地,不在危险地段建设。地基和基础设计应符合下列要求:同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;同一结构单元不宜部分采用天然地基,部分采用桩基;地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时,应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响,并采取相应的措施。
高层建筑宜采用筏形基础,必要时可采用箱形基础以增强结构的整体性与稳定性;当地质条件好、荷载较小且能满足地基承载力和变形要求时,也可采用交叉梁基础或其他基础形式;地基承载力或变形不能满足要求时,可采用桩基,桩基承台之间设基础系梁。单独柱基适用于地基土质较好、层数不多的框架结构,单独桩基之间有时也需要按规范要求设置基础系梁。框架-抗震墙结构和部分框支抗震结构的抗震墙基础,应有良好的整体性和抗转动能力。
基础埋深应根据地基土质、地震烈度及建筑物的体型和高度等条件来确定。根据具体情况,基础埋深可采用地面以上的房屋总高度的1/18~1/15。为了保证在地震作用基础的抗倾覆能力,高度比大于4的高层建筑基础底面不宜出现零应力区,高度比不大于4的高层建筑基础底面的零应力区面积不宜超过基础底面面积的15%。地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室层数不宜少于两层,地下室顶板不宜有较大洞口,地下室结构应能承受上部结构屈服超强及地下室本身的地震作用。
(2) 建筑结构的规则性
建筑结构不规则可能造成较大的地震扭转效应,产生严重应力集中,或形成抗震薄弱层。因此,在建筑抗震设计中,应使建筑物的平、立面布置规则、对称,具有良好的整体性。质量和刚度变化宜均匀,防止在平面上质量中心与刚度中心不重合而造成严重的扭转振动。竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变而形成薄弱层。
建筑结构的不规则类型可分为平面不规则和竖向不规则。当采用不规则建筑结构时,应按建筑抗震设计规范的要求进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震结构措施。
对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当部位设置防震缝,形成多个较规则的抗侧力结构单元,但应注意使设缝后形成的结构单元的自振周期避开场地上的卓越周期。
(3) 结构延性的利用
除强度与刚度要求外,在地震区结构要有良好的抵抗塑性变形的能力,即延性要求。这样通过结构的塑性变形来吸收和消耗地震输入能量,有利于抗御倒塌破坏,提高抗震潜力。
在设计中,可采用多种构造措施和耗能手段来增强结构与构建的延性。如对于钢筋混凝土框架结构采用强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的设计思想,对砌体结构采用配筋措施等。在结构中通过设置一些耗能节点或耗能支撑,吸收并耗散地震能量,也可大大提高结构的延性。此外,如国际著名抗震专家日本武滕清提出的在高层框架结构设置带竖缝的混凝土墙板,不仅增加了柔性框架抗侧力强度和刚度,还大大改善了其延性性能。
(4) 建筑材料
建筑物所受地震荷载大小和它的重量成正比,减轻建筑物重量是减少地震荷载最有效的途径,也是较为经济的措施。要减轻建筑物的自重,就要求在满足抗震强度的前提下,尽量用轻质高强的建材来建造主题结构和围护结构。如当前采用陶粒混凝土、石膏板隔墙、空心大板框架,另外要是建筑物的中心位置尽量降低。
(5) 施工质量
建筑物在强震作用下的完好程度,既是对抗震设计的检验,也是在检验施工质量。房屋的抗震能力与施工质量有很大的关系,因此,在进行建筑施工时要注意按图施工,注意原材料的规格和性能,做好隐蔽工程的验收检验,确保混凝土的标号和钢筋的力学、物理性能,还要加强薄弱部分的施工与检查,注意施工工序,对工程质量高标准、严要求。
4 结论
本文介绍了地震灾害对建筑的破坏作用,并从基础结构、设计、施工等方面探讨了建筑防震抗震的措施,可在实际应用中为建筑设计施工提供参考。
参考文献
[1] 黄健. 抗震设计300问. 北京:中国电力出版社,2010.
篇6
关键词:高层建筑;抗震设计;问题;策略
一、引言
随着城市建设的日益推进,城市建筑行业也是芝麻开花———节节高,城市中到处是高楼林立。再加上近年来人口数量呈递增模式,城市人口越来越密集。为了更进一步为人类提供较大的建筑空间,高层建筑近年来比比皆是,建筑层数也居“高”不下。人民对于高层建筑的安全系数也颇为敏感,尤其是在多地震的城市,人们更是谈“震”色变,这就对我国高层建筑的抗震设计提出了更高的要求和巨大的挑战。可见高层建筑的抗震设计问题是高层建筑中最重要的话题。下面笔者就该问题进行分析和探讨,以引起高层建筑业的高度重视,把这些问题扼杀在萌芽状态,努力为人民创建更美好、幸福的家园。
二、高层建筑抗震设计中存在的现实问题
1、违“高”现象仍然成为高层建筑中的隐患
为了更进一步保障人们的生命和财产安全,有效突出高层建筑的安全性,我国有关法律和文件对建筑物的高度已经做出了明确、具体的规定,各个建筑单位对此也非常清楚,但很多房地产商为了获取更大的利润,在侥幸心理的驱使下,想方设法钻空子,冒天下之大不韪,其高层建筑远远超过了国家规定、限制的高度范围,以至于遇到地震灾害,这些高层建筑不能有效抗震,刹那间,给人民,给国家带来不可挽救的巨大损失。这种违“高”现象是普遍存在的,但它给人们带来的危害是潜在的,可见在人民的生命和财产面前,我们应做到“防患于未然”,不能存在任何侥幸心理。
2、抗震材料选用问题
我国是地震灾害多发国家,虽然在高层建筑中国家对抗震材料的规定很明确,但与一些发达国家所选用的高层建筑抗震材料相比,质量还远远不够。例如对我国地震多发城市,国家规定应采用钢架结构,以进一步提高建筑的稳定性和安全效果,但是一些地震高发区的高层建筑开发商却置若罔闻,仍采用钢筋混凝土的普通结构,这种结构稳定性差,安全防护性源源比不上钢架结构。这无疑就造成了高层建筑抗震的隐患,大大减弱了高层建筑的防震、抗震能力。3、抗震设计人才后备不足现阶段,我国抗震设计领域的专业人才后备不足,大多抗震设计人才大都是学习国外技术,引进国外的成功经验,国内抗震设计人员技术不够精湛,缺乏一定的自主创新能力,尽管一些高校都已经开设了抗震设计专业课程,但是空学理论,缺乏实际,理论和实际不能很好地结合,再加上目前抗震课程不全面等原因,致使我国建筑抗震设计领域的人才比较缺乏。目前我国一些精湛的高层建筑还得借鉴外国先进经验进行施工。此外,我国抗震设计的抗震能力较差,抗震级别和高层建筑不成比例,很难达到相应的级别。基于此,我国高层建筑相关部门应针对我国高层建筑情况制定出更加与之符合的方针政策,以切实提高我国高层建筑抗震设计的要求度。
三、我国高层建筑抗震设计应采取的具体策略
1、采用位移的结构抗震方法进行设计
一旦地震来临,高层建筑会因地震的强烈作用出现变形,本身防震不强的建筑结构在地震面前也会显得那么无力,更何况我们所采取的是不够先进的防震结构和措施呢?因此,不管是在建筑施工中还是在建筑后期防震设计中都应细致考虑到弹性变形结构的运用。例如位移变形结构设计,它是通过纵地基层的位移来减少地震产生的位移。
2、运用高延性结构来进行消震和隔震
高延性结构除了能有效减少地震对房屋建筑的冲击和伤害,还能起到一定的隔震效果。所以在我国当前的建筑防震设计以及后期施工时,一些施工单位都有意识的加强了结构的韧性,以提高高层建筑的刚度和抗震性,降低地震带来的不良后果。众所周知,地震过程是一种能量的释放,在这个过程中,如果能充分使用高延性结构进行设计和施工,就会达到消震和隔震的目的,有效减少地震带来的危害和灾难,且适宜的韧性能够降低房屋倒塌的几率。故此,在对高层建筑进行设计和规划时,一定要采用先进的抗震技术来增加房屋的抗震能力,减少地震能量对房屋建筑的冲击和破坏,比如阻尼器的设计原理就是如此,除此之外,它还具有一定的监测作用,其效果得到好评和推广。
3、尽量建立多层地震防线
多层地震防线,顾名思义,它能够提高高层建筑的抗地震性能,实现高层业主对房屋安全的愿望。建立多层地震防线,最重要的是在高层建筑遭遇地震等自然灾害的冲击时,就可以预防建筑物的倒塌。相反,如果只有一层地震放线,其防震效果会很差,也就是难以减弱地震的破坏程度。因此高层建筑在进行抗震设计时。可以采用多方面的框架结构,最常见的是抗震剪力墙设计,其抗震效果良好,被别人成为抗震的首要防线,且能发挥出很重要的作用。可见,为了保障高层建筑的墙体抗震能力能切实阻止地震的损害,避免墙体出现裂痕或者倒塌,就应当使用和建立有效的防震结构,这样就可以实现多层防线的有效结合,形成客观的合力。并且一旦发生地震,每一层的剪力墙所承受的负重力是防震设计预期最大剪力墙的两倍,效果非常可观。综上所述,在时代的快速发展前景下,高层建筑已经成为现代城市的标志,对其进行科学的抗震设计,会很好地提高高层建筑的抗震能力,这也是时展的必须和重要趋势。高层建筑的相关人员要加强专业技术的学习,潜心研究,努力提高自己的研发能力,使新型的抗震材料,一流的抗震设计手段纳入现实的高层建筑抗震设计中,真正为人民创设安全、舒服的工作和居住环境,为城市的发展增添最美丽的一抹色彩。
参考文献
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关键词:地震;抗震设防;研究
1 导言
为全面提高城市最大限度地抵御和减少地震灾害损失,助推鹤岗经济社会又好又快发展,经对我市地震地质构造背景和抗震设防工作中存在的问题研究,从中找出解决问题的办法和措施,特进行该项问题地研究。
2 鹤岗市地震地质构造背景及本地区地震形势
鹤岗地区处于依-舒断裂带、青黑山断裂带和黑龙江断裂带所切割成的三角形区域内。区域内的梧桐河、嘟噜河、鹤立河、红旗蔬园等多条断裂和次生断裂,把本区域切割成若干块体,裂纹形如龟背,地震地质背景非常复杂,历史上曾发生过Ms=5.8级破坏性地震,是省地震重点监视防御区和危险区。
3 鹤岗市基本建设抗震设防有关情况及存在的问题
我市地处依兰-伊通断裂带上的高寒地区,有多条断裂和次生断裂,破坏性地震如果发生在冬季,生命抢救黄金时间非常的短暂,因此我市的抗震设防尤为重要。2012年开始抗震设防工作,纳入到了政府目标考核,实行责任追究制,工作的难度、工作的压力都非常之大。
4 下一步工作建议
按照省政府“减轻地震灾害,必须主动防范,牢牢把握建设工程抗震设防这个关键”的要求,针对我市抗震设防工作存在的问题,具体的整改意见是:
4.1 贯彻“地下搞清楚,地上建牢固”的抗震设防工作方针,请市政府落实经费,开展全市地震活断层探测、砂土液化区探测、煤矿采空区探测和抗震不良场地排查;开展全市地震危险性评价、煤矿采空区危险性评价、砂土液化区评价和抗震不良场地评价;开展地震动小区划工作,探明依-舒断裂带准确的走向、宽度,次生断裂带分布及走向、宽度,详查城市具体的地震地质环境,完成2006-2020年鹤岗市城市总体规划城镇防震减灾规划专篇的编制,为土地利用、城乡规划和城乡建设提供科学依据,科学地指导全市防震减灾工作。
4.2 认真执行《鹤岗市人民政府关于将工程建设项目地震安全性评价工作和抗震设防管理纳入基本建设管理审批程序的通知》,地震局在项目预可行性研究阶段介入,第一时间掌握项目信息,及时指导项目单位,做好项目立项前置条件工作。
4.3 认真执行中国地震局《建设工程抗震设防要求管理规定》第7号令和黑建设〔2001〕30号“关于认真实施《中国地震动参数区划图》的通知”,在开工审批和综合服务阶段,把抗震设防关口设在施工图审查阶段,严格区分可以直接使用《中国地震动参数区划图》进行抗震设防的工程,不可以直接使用《中国地震动参数区划图》,必须提高设防等级的建筑工程和必须依法做工程场地地震安全性评价的生命线工程、易产生次生灾害工程。同时配合其它部门做好项目的规划、设计、施工、监理和验收阶段的抗震设防监督管理,履行法律法规赋予的抗震设防监管职权,承担起政府赋予的职责。
4.4 落实《鹤岗市工程建设项目抗震设防管理办法》,按照《黑龙江省地震重点监视防御区管理办法》,结合市情制定《黑龙江省地震重点监视防御区鹤岗地区管理办法》,下发《鹤岗市人民政府关于将工程建设项目地震安全性评价工作和抗震设防管理纳入基本建设管理审批程序的通知》。
为加强抗震设防的监督管理,规范监管工作人员的监管行为,保障我市抗震设防监管工作能及时的接受省地震局领导和业务上的指导,恳请市政府批准成立“鹤岗市抗震设防监督管理站”落实监管站编制3个,加强监管队伍建设,提供工作经费保障,配备执法工作用车和办公室,为高效地开展工作提供保障。
4.5 恳请市政府批准将“鹤岗市工程地震研究工作站”更名为“鹤岗市地震安评事务所”的请示,落实人员编制3个,培养、招聘人才,组建安评师队伍,承担地震安全性评价工作。
4.6 加强微观监测手段建设,建设“鹤岗市地震信息平台”,实现与省地震局地震监测信息局域网络联网,与中国大陆构造环境监测网络联网,实现市政府及时获取各种地震信息数据的目标。
4.7 加强地震宏观监测手段建设,制定地震宏观监测员和“三网一员”的岗位补贴标准,落实市地震信息平台、宏观异常监测中心运行经费,落实工作补助经费,稳定地震宏观监测员和“三网一员”队伍,保证政府能够准确的获取地震前兆信息,及时地启动短临跟踪预案和短临预报。
4.8 全市抗震设防监督管理工作,积累的问题比较多,短时间里难以全部解决,请市政府划定个时间界限,对正在建设和即将开工项目,加紧时间补做工程场地安全性评价,积累的问题纳入到抗震性能鉴定工作,以后逐步加以解决,避免产生新的该做,而不做的项目,防止给抗震性能鉴定,带来更多的工作量和更大的工作难度。
抗震设防纳入到基本建设审批程序,地震局重新进入市行政审批中心,实质性的参与建设项目的立项许可、规划许可、竣工验收、产权办理等各项工作。履行法律法规赋予的抗震设防监管职权,承担政府赋予的职责。否则的话,一切将是一句空话。
结束语
地震并不可怕,可怕的是建筑物、构建物不设防,最可怕的是领导干部的思想意识不设防。“治家千日功,毁家几秒钟”,我们一定要认识到抗震设防的工作长期性、艰巨性、重要性,“宁可千日不震,不可一日无防”,一定要进一步增强抗震设防的忧患意识和责任意识。
参考文献
[1]《鹤岗市工程建设项目抗震设防管理办法》,鹤政发〔2002〕18号.
[2]《关于将工程建设项目地震安全性评价工作和抗震设防标准管理纳入基本建设管理程序的通知》黑计国土〔1997〕104号.
篇8
关键词:基本要求问题加固方法
地震时建筑物的破坏是造成地震灾害的主要原因。现有建筑物有的是旧时代修建的,或相当一部分在《74抗震设计规范》颁布前设计建成,未考虑抗震设防,有些虽然考虑了抗震,但由于原定的地震基本烈度偏低,与《中国地震烈度区划图(1990)》(国家地震局、建设部于1992年6月颁布实行)相比,并不能满足相应的设防要求。唐山地震以来建筑抗震鉴定加固的实践和震害经验表明,对现有建筑按现行设防烈度进行抗震鉴定,并对不符合鉴定要求的建筑采取对策和抗震加固,是减轻地震灾害的重要途径。
一、抗震鉴定的基本要求
一般说,抗震鉴定是对房屋所存在的缺陷进行“诊断”,包括下列步骤:
(1)原始资料搜集,如勘探报告、施工图、施工记录和竣工图、工程验收资料等,资料不全时,要有针对性地进行必要的补充实测;
(2)建筑现状的调查,了解实际情况与原始资料相符合的程度、施工质量和维护状况;并注意有关的非抗震质量问题;
(3)综合抗震能力分析,既有抗震概念的宏观判断,也有数值的计算;
(4)鉴定结论和治理,主要对不符合鉴定要求的房屋提出相应的维修、加固,改造或更新的抗震减灾对策。
二、震鉴定中应注意的问题
抗震鉴定的目标为:经鉴定符合标准要求的建筑,在遭遇到相当于抗震设防烈度的地震影响时,一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备,经修理可继续使用。
1、重点检查内容房屋的高度是否超高,层数是否超过,层高是否超过4m;抗震墙的厚度(120mm砖墙稳定性差,一般不作为抗震墙)和间距是否满足要求;墙体的砂浆强度等级(查阅图纸和施工验收记录,必要时应现场检测)和砌筑质量(可结合施工验收记录和现场调查确定);墙体交接处的连接,关键是否咬槎砌筑,有无拉结措施,有无烟囱,通风道等严重削弱交接处截面的情况;女儿墙和出屋面烟囱等易引起倒塌伤人的部位的检查,墙体布置的规则性。
2、外观和内在质量要求墙体不空鼓、无严重酥碱和明显歪斜;支撑大梁、屋架的墙体无竖向裂缝,承重墙、自承重墙及其交接处无明显裂缝;木楼、屋盖构件无明显变形、腐朽、蚁食和严重开裂;混凝土构件仅有少量微小开裂或局部剥落,钢筋无露筋、锈蚀。
三、主要抗震加固方法
现有建筑抗震加固前必须进行抗震鉴定,因为抗震鉴定结果是抗震加固设计的主要依据。建筑抗震鉴定和加固的设防标准比抗震设计规范对新建工程规定的设防标准低。因此不可按抗震设计规范的设防标准对现行建筑进行鉴定;也不能按现有建筑抗震鉴定的设防标准进行新建工程的抗震设计,降低要求。加固方案应根据抗震鉴定结果综合确定,可包括整体房屋加固、区段加固或构件加固。按加固形式,抗震加固方法可按如下分类:
1、增大结构抗震能力的加固方法
(1)增强自身整体性加固法。该法用于加强结构构件本身,恢复或提高构件的承载力和抗震能力,主要用于震前修补结构缺陷或震后对出现裂缝的构件进行修复加固,一般不做为单独的抗震加固方法使用。如:1)压力灌注水泥浆加固法。2)压力灌注环氧树脂浆加固法。3)铁把锯加固法。
(2)外包加固法。指在结构构件外面增设加强层,以提高结构构件的抗震能力、变形性能和整体性。这种加固方法是一种常用的抗震加固方法,某些方法能大幅度提高结构的抗震能力。如:1)外包钢筋混凝土面层加固法。2)钢筋网水泥砂浆面层加固法。3)钢构套加固法。4)粘钢加固法。5)碳纤维加固法
(3)增设构件加固法。通过在原有结构构件以外增设构件能够有效提高结构抗震承载力、变形性能和整体性,对某些承载力、变形不足的构件进行补偿。在采用增设构件进行抗震加固设计时,必须要考虑增设构件对结构整体计算和抗震性能的影响。1)增设墙体加固法。2)增设构造柱、圈梁加固法。3)增设拉杆加固法。4)增设柱子加固法。5)增设支撑加固法。6)增设支托加固法。7)增设门窗框加固法。
(4)增强连接加固法。构件可靠的连接是保证结构抗震性能、防止倒塌的一个非常重要的关键措施,抗震要求结构构件必须可靠连接。如果原有结构构件承载力能够满足,但构件间连接差,则必须采取增强连接的措施。1)拉结钢筋加固法。2)压浆锚杆加固法。3)钢夹套加固法。
(5)替换构件加固法。对原有强度低、韧性差的构件用强度高、韧性好的构件来替换。通常采用的有:1)钢筋混凝土替换砖。2)钢构件替换木构件。
2、减小地震作用加固法
(1)隔震加固法。采用铅芯阻尼橡胶支座,能够延长低层和多层结构的自振周期,通过隔震支座的大变形来减少其上部结构的水平地震作用,从而减少地震破坏。
(2)消能减震加固法。消能减震是采用设置消能器来控制预期的结构变形,增大结构阻尼,同时减少结构的水平和竖向地震作用,从而使主体结构在罕遇地震下不发生严重破坏,该法适用范围较广。
(3)被动控制减震加固法。运用被动控制的基本原理,通过在房屋顶部设置调谐质量,主要降低低阶振型的地震作用。这类加固技术,往往同既有房屋加层技术结合应用,可以在不对下部结构进行加固的情况下,进行房屋加层,新加的房屋质量采用隔震橡胶支座同既有房屋连接,从而减小了原有加固的地震作用,实际上相当于对既有房屋进行了抗震加固。
参考文献:
[1]韦承基、程绍革.抗震加固原理与方法[J].建筑科学,2001,(3).
[2]GB 50011-200,1建筑抗震设计规范[S].
篇9
概念设计应用对结构设计有着至关重要的作用。结构工程师除了在一定的建筑空间运用概念设计完成整体结构方案设计,还要考虑规避不同结构以及构件与结构之间问题的出现。概念设计应用重要性的体现如下:
(1)现实结构构件设计存在很多不可计算的地方,从而这样的设计方案很难满足设计需求。结构设计活动中对概念设计的应用,可以很好的解决计算理论与结构设计中存在不可计算的缺陷。
(2)在结构方案设计的最初阶段,其设计过程不能依靠计算机完成。结构工程师根据自身掌握的知识,综合运用概念设计中隐含的设计概念确定性价比最优的方案。
(3)通过计算机的分析计算所得结果具有高精度的特点,盲目相信计算机计算的结果,对其不合理性与错误性有所忽视,导致建筑结构产生安生隐患。概念设计要求设计师从实际工程的结构需求出发,综合考虑各种因素,可以破除结构工程师对计算机设计软件的盲目信赖,对于结构设计的发展和革新具有重要的推动作用。
二、建筑抗震概念设计
概念设计是从设计概念出发,是有组织、顺序、目标的设计活动,涵盖了设计活动整个过程即用户需求分析到完整设计方案产品的过程。概念设计是一种设计方法,贯穿于整个设计过程,其体现出了从具体到清晰、从简单到复杂、从模糊到清晰的不断变化的过程。防震概念设计是按照地震灾害多发带与建筑工程基本情况等形成的设计思想与基本原则,是细微构造和整体结构安排的设计活动,从最初的防震想法到防震建筑结构形成整个过程都涉及概念设计。由于建筑结构模型预知的情况和现实情况存在一定差别,地震发生和破坏作用具有不确定性与复杂性。因此,很难对建筑物遇到地震的参数与特性进行准确的预测活动。基于这样的情形,工程抗震并不能完全依靠计算机的模拟设计来解决,而是要从概念设计出发。
三、抗震概念设计的原则
3.1建筑设计应注重场地的选择
地基土就是场地范围内的场地土,根据以往地震灾害表面,场地土刚度大比刚度小的,场地土上的建筑损坏程度较小,震害指数小。场地选择深度一般选择地下15m,平面大小相当于自然村或一个厂区的大小。另外位于软土之上且具有较长周期的高层建筑,与位于硬土上相比,软土输入的能量要大的多。如果有条件时,从减少地震能量输入角度来说,选择在坚硬场地土对防震有很大好处。
3.2设置多道防线
在建筑的抗震设计中,不论选择那种结构体系以及哪种材料,都应该对多道抗震防线进行设置。通常来说。每一次发生的地震时间都不尽相同,有长有短。如果发生的地震时间长,那么连续的强脉冲会对高层建筑产生重复的冲击,产生累积式的破坏;如果建筑采用的是单结构体系,只设置了一道抗震防线,那么只要发生第一次破坏,那么连续而来的地震就会导致建筑物产生破坏,但是如果建筑物设置了多道防震体系,那么即使第一道防线受到破坏,那么第二道、第三道以及后来的防震体系也可以对建筑产生一定的保护作用。在实际过程中已经采用这种抗震设计概念,是一种对付地震强度高的经济有效的方法。
3.3合理地进行结构选型与布置
为了减少地震破坏造成的影响,应保持重量分布均匀且适当的减轻房屋重量,在结构方案进行平面布置时,应重视建筑结构抗侧力体系对称分布。进行结构布置应从提高抗倾覆能力和加大扭转度角度出发。在进行结构竖向布置时,应尽可能避免出现薄弱层,要求竖向强度、刚度均匀变化及降低房屋重心。通常在结构布置很多抗震墙,抗侧刚度大的芯筒、抗震墙的位置都是对称或接近居中。在纯框架结构中,梁应先于柱屈服,即“强柱弱梁”型框架。从平面设计,着重提高复杂平面突变处、房屋四周转角处、各翼相接处的结构延性。对于相似构件,应提高关键部分的构件延性。第一道防线在具有多道抗震线的抗侧力体系中,应着重提高第一道防线的构件延性。对于偏心结构,加大房屋四周刚度较弱端构件的延性。因此,关键部位及关键构件具有一定的延性水平和强度,构件的变形能力和承载能力得到充分发挥,从而提高结构整体的变形能力、承载能力。
3.4结构材料
结构材料对建筑结构是否具有良好的抗震性能有着至关重要的作用。设计者根据实际情况,研究结构体系及建筑形式的同时,应对充分了解所选择的结构材料的抗震效果,以便能够选择经济适用又抗震效果较好的结构材料。在进行抗震结构材料的选择时,应该注重抗震结构材料的性能,主要要求如下:具有较好的连接性、较好的延性、构建的连接具有良好的整体、延性系数高、匀质性好。
3.5注重非结构因素
设计师在抗震建筑设计中,在建筑平面上填充墙应尽可能对称均匀,关注填充墙对整个结构抗震性能的影响,避免结构中心偏移。填充墙沿房屋的竖向应连续贯通,规避楼层在填充墙断开后框架承载力骤降的现象。根据以往地震造成的破坏来分析,填充墙在众多钢筋混泥土结构中率先被破坏,减小了框架的变形,吸收了地震大部分能量,延迟震害发生的过程,整体结构的地震侧移幅度较小,主体受损程度也变小,为人们在地震灾害中争取宝贵的逃生时间,所以说填充墙充当了抗震防线的“第一卫士”。
四、结束语
篇10
关键词:砖混结构;房屋;抗震设计
中图分类号:TU973+.31文献标识码: A 文章编号:
1 引言
汶川大地震、青海玉树地震中破坏比较严重的就是砖混结构,每当想起这些巨大的灾害和人类遭受的 损失,都会让人感到颤栗,不少的地震工作者也为此做了很多努力,总结了不少的抗震措施。因此根据现行的抗震设计规范和砌体结构设计规范,我认为在砖混结构的房屋抗震设计上应该注意以下几个方面。
2 砖混结构简介
砖混结构有着工期短造价低、取材方便和施工简单等优点,因此在我国建筑行业中是比较常见的一种建筑结构形式。砖混结构在连接方面主要利用混合水泥砂浆通过咬合内外砖墙达到整体性的目的,砖墙主要采用空心砖。虽然砖混结构具有一定的优点,但由于其脆性材料本身的性质决定了其抗震性能较差的缺点。因此利用其优点、避免缺点是广大抗震工作者一直不断努力的方向,换言之,改善砖混结构房屋的延性和耗能性质,提高其抗震性能具有十分重要及深远的意义。下面着重介绍在砖混结构的房屋抗震设计中应该注意的几个方面。
3 控制砖混结构的房屋总高度和总层数
无论是哪种结构形式,都会有一定的层高限制,砖混结构也不例外。历次震害表明砖混结构的房屋层数越多、高度越高,其破坏程度也就越大,因此在减少地震灾害时,控制砖混结构的房屋总高度和总层数具有很大的作用。其具体做法应按照相关国家标准规范和行业规程,同时满足两者的上限值,如果只满足总高度的要求,多一层楼盖就意味着增加了房屋的重量,从而加大了作用在底部的倾覆力矩;而如果只满足总层数要求,房屋高度过高,结构就比较柔,导致位移比较大,而砖混结构的变形能力不好从而会导致一定的问题。
4 科学选择建筑平面、立面形状
随着社会经济和建筑行业的发展,建筑物的造型变化越来越多,这给结构设计带来一定的难度,但是结构师还是提倡简单、规则的建筑平面,立面不宜有较大的缩进、外挑和错层,比如说缩进不能超过房屋总长度或总宽度的一半,并且要具有良好的整体性能,这样的结构在地震作用下的损伤较轻。选择这样的结构体型是因为规则简单的建筑结构传力途径比较清晰和明确,不容易造成应力集中和受力不合理的情况,细部构造措施也比较容易处理。另外,中国自古以来比较讲究对称,从结构方面来讲,对称的结构的刚度和质量分布比较均匀,这样带来的扭转振动就比较小,因此在结构建模时,要调整刚心和质心的位置,尽量使两者重合,最大限度减少扭转对结构带来的影响。
5 增大砖混结构房屋的刚度和提高其整体性
由楼盖和纵横向承重构件组成的具有空间刚度的结构体系,该房屋抗震能力主要取决于空间整体刚度和稳定性。在砖混结构中,现浇的钢筋混凝土楼板和屋盖有利于抗震,因为刚性楼板及屋盖可以有效保证各抗侧力构件可以按各自的侧移刚度分配地震作用,而且楼板较好的水平刚度可以为荷载传递提供十分有利的条件。从以上所述现浇楼盖的优点可知,只要楼板及屋盖是现浇的,就可以放宽立面墙体对齐要求,因为砖混结构主要以剪切变形为主,层间变形才是起控制作用的,层与层之间被楼板隔开后其联系并不那么紧密了。而且现浇楼板还可以提高可靠的连接和约束,起到提高整体性和房屋刚度的作用。因此为了提高砖混结构的抗震性能,应该尽量采用现浇楼板及屋盖。
6 设置房屋构造柱和圈梁
经过多次震害调查研究表明,构造柱和圈梁是砖混结构房屋中一种有效且经济的措施,因为可以有效提高砖混结构房屋的抗震能力,在地震中可以有效减轻震害。二者共同工作,对竖向承重构件(墙体)在其平面内进行有效约束,从而有效限制裂缝开展,保证墙体的变形能力和整体稳定性,有效提高墙体的抗剪能力,裂缝与水平面的夹角可以有效减小,而且裂缝不超出两道圈梁之间的墙体由楼盖和纵横向承重构件组成的具有空间刚度的结构体系,该房屋抗震能力主要取决于空间整体刚度和稳定性。在实验研究中,砖混结构增设圈梁和构造柱,可以提高该结构的延性,是有效保证结构不倒塌的措施之一。而且可以起到耗能的作用,大大削减地震作用,提高抗震能力。因此通过设置房屋构造柱和圈梁可以有效提高抗震能力。
7 在合理位置设置水平钢筋
有时候通过设置圈梁和构造柱也不能满足抗震承载力要求,因此为了提高砖混结构墙体的抗震能力,可以在验算时抗震能力不够的承重墙体重配置水平钢筋,在合理位置设置水平钢筋不仅可以有效提高墙体的抗剪承载力,而且可以通过设置水平钢筋避免竖向通缝的形成,有效限制斜向裂缝的开展和延伸。具体作用如下:首先进行抗震验算,对抗震验算不满足的地方增设水平钢筋,水平钢筋的直径、间距和锚固长度要求应该满足规范的相关规定,水平钢筋宜采用HRB335钢筋,配筋率不应小于0.07%,也不宜大于0.17%,问距不应大于400mm;钢筋锚固长度不宜小于180mm。。经过多次震害调查研究表明,在合理位置设置水平钢筋可有效提高抗震能力。
8 其他有效措施
结构施工质量问题也是实现抗震设防的关键之一,因此提高施工质量也是很重要的,比如砖墙的堆砌,砂浆的制备和涂抹都要达到施工规定的要求,在施工过程中,纵横向交接处的咬合和设置拉结钢筋是比较关键的工序之一,更要保证施工质量。另外多次震害表明,楼梯处的破坏是比较严重的,通过研究发现,楼梯设置在房屋的中部是比较合理的,应尽量避免设置在房屋的两端靠近山墙的地方。当然除了以上几个方面的措施之外,还有很多细节的抗震措施,这里将不再赘述。
9 结语
在抗震设计中,我们应该要保证小震不坏、中震可修、大震不倒的设防目标,而这个目标的实现需要保证抗震设计与施工质量都符合相关要求。砖混结构房屋中使用的材料具有脆性的缺点,更应做好这两个方面的要求,才能确保砖混结构房屋具有合理的抵抗地震能力。
参考文献(References):
胡波.浅谈多层砖混结构房屋的抗震设计与质量控制[J].甘肃科技,2010,26(8)
王彤方.浅谈抗震对多层砖混结构房屋的设计要求[J].华章,2010,(11)