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提高建筑工程抗震性能的探索

2010-09-19 14:33  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )  【  【打印】【我要糾錯】

  我國是一個(gè)地震多發(fā)國家,地震區分布廣大,很多城市位于地震區,70%以上的城市都應進(jìn)行抗震設防。

  本文通過(guò)對當前建筑工程抗震常見(jiàn)問(wèn)題的分析,指出了提升建筑工程抗震性能的有效措施。

  我國是一個(gè)地震多發(fā)的國家,需要考慮抗震設防的地域遼闊。2008年的汶川地震造成倒塌房屋超過(guò)500 萬(wàn)間,死亡人數近7 萬(wàn)人,這其中,多數遇難人員是因為房屋倒塌造成的。汶川大地震深刻地揭示,90%以上的地震災害的直接或間接損失是由于地震對建筑物、構筑物破壞性造成的,這次地震又一次使工程技術(shù)員感到抗震設防的重要性。血的教訓提醒人們,抗震設計不可掉以輕心,如有失誤就會(huì )付出沉重的代價(jià)。

  1、建筑工程抗震存在的常見(jiàn)問(wèn)題

  建筑規劃和選址不當。中國地震活動(dòng)的主要特點(diǎn)有:分布范圍廣,震中分散,難以集中采取防御措施;震源淺、強度大,對地面建筑物和工程設施的破壞較重;位于地震區的大、中城市多,建筑物抗震能力低;強震的重演周期長(cháng)。

  建筑抗震需求考慮不足。按照抗震標準建造的房屋,如遇超過(guò)其設防標準的地震,可能會(huì )發(fā)生扭曲變形的現象,但不會(huì )瞬間倒塌,從而為人們留下充足的逃生時(shí)間。這類(lèi)延性倒塌,可以確保更多的人可以在地震發(fā)生之時(shí)逃到戶(hù)外。

  建筑抗震設計欠缺。在中國廣大的農村,絕大部分農房處于不設防狀態(tài)。地震作用下結構進(jìn)入非彈性大變形,構件失穩,傳力途徑失效容易導致連續倒塌。

  建筑質(zhì)量過(guò)差。關(guān)于1999 年臺灣大地震,據臺灣媒體報道“施工不確定(不按設計要求施工),設計與實(shí)際施工不同,偷工減料,未按抗震設計要求施工”等也是倒塌的重要原因。如:部分樓房柱子過(guò)細,配筋不足,箍筋間距過(guò)大,彎鉤、搭接長(cháng)度、錨固長(cháng)度、縱筋在同一截面搭接等均不符合抗震設計要求。“導致建筑質(zhì)量過(guò)差的原因還有:建筑材料的質(zhì)量差(如混凝土標號不夠、鋼筋不合格等),施工質(zhì)量差(如不按圖施工、技術(shù)不到位、偷工減料等),隨意裝修損害房屋的抗震性(如將承重墻拆除、承重墻上隨意鑿洞、擴大原有門(mén)窗尺寸或者另建門(mén)窗等),建筑施工中缺乏有效監管等。

  2、建筑工程提升抗震措施的措施

  2.1 正確的選址!吨腥A人民共和國防震減災法》規定,對于重大建設工程和可能發(fā)生嚴重次生災害的建設工程,必須進(jìn)行地震安全性評價(jià);并根據地震安全性評價(jià)的結果,確定抗震設防要求,進(jìn)行抗震設防。建筑物建造在軟弱地基或可液化場(chǎng)地或臨近地震斷層,地震對場(chǎng)地液化導致地基失效,建筑物傾斜而易于倒塌。務(wù)必重視社會(huì )經(jīng)濟系統的安全,規劃時(shí)應注意避免導致地震次生災害或使次生災害限于局部。新設計建筑物時(shí),要選擇對抗震有利的地段,避開(kāi)對建筑不利的地段,不應在危險地段建造各類(lèi)工業(yè)與民用建筑。

  2.2 采用合理的結構形式。目前我國建筑常用結構形式有磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼筋——混凝土組合結構、鋼結構?筛鶕煌牡貐^,不同設防烈度選擇不同的結構形式。鋼筋混凝土本身具有柔性,因而這種結構的建筑物變形能力好,承載能力高,一般來(lái)說(shuō)抗震能力也強。在確定結構方案時(shí),應根據建筑使用功能要求和抗震要求進(jìn)行合理選擇。從抗震角度來(lái)說(shuō),結構的側移度是選擇結構體系時(shí)要考慮的重要因素,特別是對于高層建筑的設計,這一點(diǎn)起控制作用,隨著(zhù)多層和高層房屋高度的增加,結構在地震作用以及其他荷載作用下產(chǎn)生的水平位移迅速增大,要求結構的抗側移剛度必須隨之增大。而不同類(lèi)型的鋼筋混凝土結構體系,由于構件及其組成方式的不同和受力特點(diǎn)的不同,在抗側移剛度方面有很大差別,他們具有各自不同的合理使用高度。因此,為了滿(mǎn)足結構的抗側移剛度要求,避免不合理的設計,應對不同類(lèi)型的鋼筋混凝土結構體系的房屋總高度分別給予不同的限制,這是確定結構的一個(gè)重要因素。選擇多層砌體房屋結構體系應優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重的方案?v墻承重方案因橫向支撐少,縱墻易產(chǎn)生平面外彎曲破壞而導致倒塌,應盡量避免采用。

  2.3 結構體系中橫縱墻的布置應均勻對稱(chēng),沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續,同一軸線(xiàn)上的窗間墻寬度宜均勻。鋼結構房屋抗震設計選擇內容包括高層鋼結構民用建筑、單層鋼結構廠(chǎng)房、多層鋼結構廠(chǎng)房。根據不同設防烈度和結構體系確定鋼結構房屋最大適用高度。

  提高設計質(zhì)量。地震尤其是震級和烈度高地震,危害性非常大,建筑物的抗震性能就顯得尤為重要。目前我國抗震設計的目標是“小震不壞,大震不倒”。目前我國建筑結構設計水平還很低,大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理,導致結構方案無(wú)法合理布置,增加材料用量,帶來(lái)兩個(gè)惡果:—是造價(jià)升高;二是自重增加,導致地震作用加大,從而布置更多材料。

  其實(shí),從建筑設計的角度出發(fā),在正確的抗震理論指導下,依據合理的設計原則,同樣可提高甚至保證建筑結構的安全可靠性。

  其原則包括:結構構件應具備足夠大的承載能力;結構應具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉和位移;結構應具有足夠大的延性和耗能能力,這一點(diǎn)對結構在強震作用下的安全性尤為重要。

  延性是指構件和結構屈服后,具有承載力不降低或基本不降低且有足夠塑性變形能力的一種性能。延性大,說(shuō)明塑性變形能力大,強度或承載力的降低緩慢,從而有足夠大的能力吸收和耗散地震能量,避免結構倒塌。綜合運用抗震原則,以承載力、剛度和延性為主導目標,多道防線(xiàn)剛柔結合,同時(shí)保證結構體型簡(jiǎn)單,結構受力和傳力途徑直接,整體結構與結構構件共同作用,如此一來(lái)就可以從設計上確保建筑結構在地震作用下的安全性。

  2.4 加強建筑工程的施工管理?茖W(xué)合理的抗震設計,必須通過(guò)高質(zhì)量高水平的施工才能實(shí)現。如果說(shuō)設計是“理論”,那么施工就是“實(shí)踐”了,施工是實(shí)施設計意圖,施工質(zhì)量的好壞,直接影響建筑物的抗震能力。倘若施工質(zhì)量存在重大問(wèn)題和隱患,一旦遭遇強烈地震使會(huì )將問(wèn)題暴露無(wú)遺。搞好施工質(zhì)量的關(guān)鍵在于嚴格按施工規范或規定施工,F行的抗震設計規范與施工規程,對施工標準,施工技術(shù)與措施及施工質(zhì)量等均作了明確的規定,嚴格執行國家制定的建筑抗震設計規范,特別是強制性抗震技術(shù)規范是非常必要的。

  總之,為了提高建筑工程的抗震性能,必須完善建筑抗震標準、科學(xué)合理規劃、選擇對抗震有利的場(chǎng)地、符合抗震設計、確保建筑質(zhì)量、合理使用建筑物、加強建筑監管等。因此,建筑物的抗震性能是政府、規劃、設計、施工、監理、質(zhì)檢、業(yè)主等共同作用的結果。

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