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摘 要:在我国的建筑结构设计中,消防、人防及抗震是三种灾害预防设计内容,其中地震是一种最残酷的自然灾害,对建筑物损害巨大.其中造成建筑物损害的两大原因是:原有建筑结构设计完全设置度低和抗震设防烈度低,故提高建筑结构设计抗震鉴定标准,是建筑结构抗震设计中的重要任务.
关 键 词:建筑抗震安全设置抗震设防烈度
中图分类号:TU352.1文献标识码:A文章编号:1003-8809(2010)12-0003-01
在我国现行抗震规范中,采用的是两阶段、三水准设计理论,即所谓的小震不坏、中震可修、大震不倒.而此设计理论是基于一个假设的地震烈度、地震模型下的概率设计,因此单纯的结构抗震设计与真实的地震反应是有很大出入的.在地震中不能完全保证建筑物的安全性,这也是现行的结构抗震设计无法克服的缺点.
一、地震的分类
地震是一种突发的、剧烈的地壳运动形式,是地壳应变在活动地块边界带的特殊部位逐渐积累和突然释放的结果.按照地震的不同成因,地震可以分为五种:构造地震,火山地震,水库地震,陷落地震和人工地震.
二、地震造成建筑物大规模倒塌的原因
1.地震作用震级大、烈度高、破坏性强
地震可按照震源深度分为浅源地震、中源地震和深源地震.浅源地震大多发生在地表以下30公里以上的深度范围内,占地震总数的70%以上,所释放的能量占总释放能量的85%左右,是造成灾害的主要类型,对人类活动影响最大.
2.建筑结构所用的材料及质量问题
在建筑的楼板、墙体、框架、维护墙及屋面结构中,应广泛采用多孔砖、硅酸盐砌块、陶粒混凝土等轻质材料,来加强建筑物的抗震性能,从而减少建筑物在地震中破坏作用.
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根据地震灾害调查可得,在特大地震中,大规模倒塌的房屋都是一些村镇住宅,死伤人数也主要在城镇和农村.农村还有相当数量的房屋属于自建房,不能满足设计和施工规范,抵抗自然灾害的能力较低.即使在小城镇,也缺乏对建筑设计和施工进行控制.建筑物的质量也很难保证.在地震中,大量不满足规范要求的构造柱、圈梁及楼面梁的破坏,造成结构局部或整体倒塌.
3.建筑结构抗震设计规范要求低
由于我国经济条件及生产力落后等因素的制约,我国结构设计规范安全设置水平要比欧美及日本等发达国家要低很多.我国现行设计规范规定的荷载标准值偏低,赋予结构的设计安全富裕度较低.
三、对建筑结构抗震设计及现有建筑抗震鉴定的思考
为了避免地震带来的严重灾害,在建筑结构抗震设计中应做到以下几方面:
修订和完善建筑结构抗震设计规范修
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现在建筑结构限于当时的设计条件,抗震性能较差,一些建成多年的房屋现在已经开始出现基础沉降、墙体裂缝.倾斜、面层剥落等,需对部分部位及构件进行修缮、加固,以满足抗震设防目标.
巨大的地震灾害警示我们必须对房屋、桥梁道路及公共场所的所有建筑物进行一次全面的抗震鉴定,对达不到抗震要求的建筑物进行加固或拆除.对现有建筑的总体布置和关键构造进行检测,从各个侧面的综合情况来衡量现有建筑的整体抗震能力.
(1)现有房屋综合抗震能力判断.不仅要从抗震构造和抗震承载力两个侧面进行综合分析,还要区分结构构件失效后的影响是整体性的还是局部性的,当现有承载力较高时,除了保证结构整体性的构造外,其它延性方面的构造要求可稍低.承载力较低时,可用较高的延性构造要求来补充、弥补.
(2)抗震鉴定的重点部位和一般部位.进行抗震鉴定时,可区分重点部位与一般部位,对影响整体抗震性能的关键部位做认真检查,关键部位的确定则依据结构的震害特征,不同的结构类型有不同的部位.
(3)建筑场地条件和基础类型.一般只要不是地基存在缺陷或处于不利地段的场地,可不进行抗震鉴定,可以只对上部结构进行鉴定,对结构构造方面也可适当降低.对于不利地质或场地,上部结构的有关构造鉴定需要加强.
(4)合理性检验.抗震鉴定时,如旧房规则而且传力途径合理,与新建工程需采用相同的尺度衡量.如果不规则、不合理,则处理要求与设计应有所不同,对有关部位应提高鉴定要求,对传力途径不合理的结构,要注意抗震薄弱的程度,相应提高相关的鉴定要求.
(5)材料要求.抗震鉴定时应首先明确结构构件实际达到的材料强度等级,加以控制.这样做的目的一是为了判断结构实际具有的承载力,二是为了在一定程度上缩小鉴定时抗震验算及后期加固的范围.
(6)加固的整体布置和宏观控制.抗震加固不同于工程事故的修复.需加固的一般正常使用都是安全的,而抗震加固是要使结构达到规定的设防要求.
证建筑结构延性能力合理选择建筑结构的屈服准则和延性要求,通过抗震措施来保证结构具有所需的延性,使得结构在地震中实现抗震设防目标.在抗震设计中为保证结构的延性,通常采用以下措施:控制受拉钢筋配筋率,保证一定数量受压钢筋;通过增加箍筋,保证纵向钢筋不局部受压屈曲失稳及约束混凝土;对柱子限制其轴压比等措施.
四、小结
前事不忘,后事之师,为避免以后悲剧再次的发生,我们应当对以前地震灾害中所暴露的一系列问题实事求是的总结,科学、合理的对现有建筑结构设计规范、抗震设计规范及鉴定标准进行修订和完善,并立即对现有建筑抗震性能进行鉴定、加固.
参考资料:
[1]冯远,肖克艰,刘宜丰.汶川地震灾害引发建筑结构设计者的思考[J].建筑结构.2008(7):25~27.
[2]GB50011-2001建筑抗震设计规范[S]北京:中国建筑工业出版社.2001
[3]周昌贤.由地震引发对建筑结构抗震设计的思考[J].中国科技财富.2010.
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