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建築抗震的必要性

發表時間:2019/11/5 10:17:04  瀏覽次數:226  
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地震是自然災害中危害最大的災害之一,對建築物有著巨大的破壞作用,建築物抗震效果直接影響著人們的人身安全和財產安全,因此,抗震設防工作應該引起社會各界的重視。由於地震具有隨機性、複雜性、藕聯性,每次地震所產生的波形各異,因而其對建築物的作用各不相同,所產生的破壞程度也千差萬別。


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       建築設計是建築抗震設計的一個重要方麵,建築設計與建築抗震設計有著密切關係。它對建築抗震起著重要的基礎作用。一個優良的建築抗震設計,必須是在建築設計與結構設計相互配合協作共同考慮抗震的設計基礎上完成。為此,要充分重視建築設計在建築抗震設計中的重要性,在建築抗震設計中更好地發揮建築設計應有的作用。


       在建築施工中重視抗震設防的施工質量,健全抗震設防施工質量專項檢查和監督製度,將抗震設防納入到規範化管理,隻有保證建築施工的質量,才能滿足抗震設防對房屋結構的要求,才能杜絕抗震隱患。


       建築設計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控製主導作用。結構設計很難對建築設計有較大的修改,建築設計定了,結構設計原則上隻能是服從於建築設計的要求。


       如果建築師能在建築方案、初步設計階段中較好地考慮抗震的要求,則結構工程師就可以對結構構件係統進行合理的布置,建築結構的質量和剛度分布以及相應產生的地震作用和結構受力與變形比較均勻協調,使建築結構的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高。

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       如果建築師提供的建築設計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結構的抗震設計帶來較多困難,使結構的抗震布置和設計受到建築布置的限製,甚至造成設計的不合理。有時為了提高結構構件的抗震承載力,不得不增大構件的截麵或配筋用量,造成不必要的投資浪費。由此可見,建築設計是否考慮抗震要求,對整個建築起著很重要的作用。 


       眾所周知,在國外,也有很多處於地震帶的國家,但是往往他們都能夠將災害程度降到最低,即使發生重大地震,房屋抗震能力也是比較好的。


智利建築為何抗震?


       2010年2月27日,當地時間淩晨3時34分,南美洲智利中部發生了裏氏8.8級地震。震源深度為55千米,震中距智利第二大城市康賽普西翁100千米,離智利首都聖地亞哥320千米。據測定,地震造成康賽普西翁向西平移了3.04米,使康塞普西翁沿岸的聖瑪麗亞島抬高了兩米。另外,地震導致綿延數百千米的岩塊位移數米,引起地球的質量分布發生變異,地球自轉軸線因此偏移了2.7毫弧秒,使得地球自轉一圈的時間變短,一天的時間縮短1.26微秒,也就是百萬分之1.26秒。

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       此次強震的震中是在智利附近海域的海底,地震沿著一個斷層發生,而1960年智利發生的裏氏9.5級特大地震也是沿著這個斷裂帶發生的。兩次強震給這一斷裂帶施加的壓力已導致這裏海底約35千米深處的斷裂帶發生破裂,裂縫的長度達600多千米。此外,在這個斷裂帶上,位於赤道以南東太平洋下的納斯卡板塊也已在南美洲板塊下滑動。眼下,這兩個板塊正以每年約9厘米的速度會合。

 

       令人驚訝的是,在特大地震後,智利首都聖地亞哥市的建築雖然有不少出現裂縫,但受到嚴重損壞的隻有幾十棟。由於99%的房屋沒有坍塌,當地600萬居民傷亡不大。智利之所以能在強震襲擊時,人員傷亡和財產損失較小,一個重要的原因在於他們的建築抗震標準高,經得住地震災害。


       大震和強震也是可防可控的,關鍵是建築物要有足夠的抗震性能。保證建築抗震性能一是要有合理的抗震設計,二是有嚴格按規範施工的可靠質量保證。如果能堅持這樣做,即使建築物遇強震遭到破壞,也不至於造成人員傷亡。一位智利地震專家指出,“地震並不可怕,可怕的是劣質建築泛濫成災,致人於死地。” 

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(1)強柱弱梁


      智利地處環太平洋火山地震帶,是世界上發生地震最頻繁、最強烈的國家。在與地震長期打交道的實踐中,人們深知,抵抗地震的破壞力是不可能的,隻有讓建築物盡可能地將地震發出的能量加以緩衝和釋放,才有可能最大限度地把建築物保存下來。


       “強柱弱梁”是智利建築抗震設計的一大亮點。它的設計根據是:在大地震來臨時,一方麵通過房梁的斷裂使地震能量得到緩和;另一方麵確保房柱不折斷,以盡量保住樓房整體不倒塌,使人員傷亡減少到最低程度。


(2)以柔克剛


       在智利,為提高抗震性能而另辟蹊徑設計的建築物隨處可見。聖地亞哥機場候機樓連接高速公路的一座橋梁,就是一個很有代表性的例子。在這次大地震中,橋的一端完全塌陷,一時眾說紛紜,懷疑是建築質量有問題。然而在回應公眾的質疑時,設計師做出的答複令人頗感意外。他們解釋道:“是故意這樣設計的!”

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       原來,如果橋的兩端都加以固定的話,那麽突然而至的強震帶來的巨大衝力,勢必把與橋緊緊相連的候機樓和高速公路同時拉倒。現在的設計把橋的一端固定,沒有固定的另一端雖然在大地震來臨時因為受強力衝擊塌了下來,卻使候機樓和高速公路躲過一劫,安然無恙。


       考慮到防震的需要,混凝土樓板的設計也與眾不同。樓板中間使用了橡膠或泡沫等材料,將其隔成兩塊。這樣在地震發生時有助於緩衝巨大的衝力,以免混凝土樓板在扭曲時斷裂。


       在智利,很少見到高層建築。像康塞普西翁和塔瓦羅一類的中小城市,房屋大多是一至兩層。即使在首都聖地亞哥,市中心的高樓大廈也屈指可數。進入老城區,映入眼簾的絕大多數是低層建築。因為樓層低,房屋牢固,所以抗震係數也就更高。


       根據當前的震害經驗和理論認識,良好的抗震設計能夠幫助國家和人民減少許多不必要的災難。我國依據自己的國情,堅持建築結構抗震設防的原則是:“小震不壞,中震可修,大震不倒”,即在多發的小震作用下,建築結構應基本處於彈性階段,不發生破壞;在罕遇的大震作用下,允許結構產生一定程度、乃至嚴重破壞,但應確保建築結構物的整體安全,防止倒塌。


日本建築為何抗震?


還有一個,日本是一個地震多發國家。那麽,日本又是如何做好抗震的呢?

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       在日本的建築施工中,對於抗震有三種構造概念:耐震、製震和免震。 耐震為最普通級別,主要用在低層建築中; 製震則是讓建築物在地震晃動中,集中在一個地方造成損害,但其他地方不會發生損毀。


        其中一種做法是在建築物中放置各種球體,讓這個部分吸收地震能量,等地震過後,隻需把這部分換掉就行,建築其他地方不會發生問題; 免震的另一個名稱叫做隔震。結構免震是通過某種裝置,將地震動與結構隔開,該裝置既能支撐建築物本體重量,又具有在水平方向自由變形能力,吸收和消耗地震輸入能量,以達到減小結構振動的目的,免受地震破壞。 
 

       三種抗震構造的概念各有優勢,其適用範圍也各有不同。為了將各類抗震技術的優勢發揮到極致,日本住宅建築的抗震構造在實際應用的過程中,則是根據不同的物業形態進行選擇,建築類型與抗震構造的最佳匹配,使得技術對住宅的保護作用最大化。 


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       日本的民居大多是柔性的木結構。木結構房屋在承受地震作用引起的晃動時,可以很好地釋放力量,不容易散開和鬆動。在此基礎上,日本民宅均采用箱體設計,地震災害發生時房屋可以整體翻滾而不損毀。20世紀80年代後,日本的民居主要應用了研發的“免震建築技術”,在建築物和地基之間設置用柔和的材料製成的免震層。


       發生地震時,能夠保住建築物完好無損,也可以避免由震動引起屋內家具傾倒造成家具損壞和人員傷亡,從而在很大程度上減少因人們的恐懼心理加劇次生災難。這種房屋成本低,技術可靠。據說建一所免震的個人住宅,隻需投入一輛普通汽車的費用。此外,在專業技術人員對民房進行抗震加固的基礎上,政府也給予居民適當的補貼鼓勵私人進行抗震加固。  


      除此之外,日本人民防震意識非常強,日本所有的建築物都要定期接受抗震評估,檢查其房頂和地基是否能承受強烈晃動。如果不能通過評估,建築物就必須進行改造,甚至推倒重建。日本人在買房子或租房子時非常注意房屋的年限,在購買房屋前,買主往往會主動要求開發商出示建築抗震評估表。這樣的防震意識反過來又促使開發商們為使房屋順利賣出而不得不對建築的抗震更加重視。

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  永利皇宮棋牌又該如何做到建築有效防震呢?


一、建築物地基采用特殊材料


      主要對建築物基礎部分進行特殊處理消減地震時的地震波,從而減少地震對建築物的損害。傳統上是在建築物的基礎部分交替鋪上粘土、砂子,直接設置粘土或砂子墊層。近年來,在這方麵的研究已經取得了突破性的進展,以瀝青為原料研究出的一種特殊材料,一次設置隔震層效果更好。


二、建築物基礎設置隔震裝置減震


       這一種隔震措施主要是在建築物的基礎與上部建築物之間設置特殊裝置。減少地震向上傳遞,高可減少地震對建築物傳遞能量的2/3。然而,這種措施的缺點是不適用於高層建築,因為在高層建築設置這種裝置會延長建築本身的自震周期,起不到減小地震對建築物損害的目的。

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      通常采用的辦法有:摩擦滑移防震、粘彈性隔震等幾種,設置的裝置有橡膠墊、混合隔震裝置等。通過在基礎結構和上部部件之間設置隔震層。其中隔震支座能夠安定持續地支撐建築物重量,並具有適當彈性恢複力,吸收地震輸入能量。在地震頻發的日本,一種新型廉價防震加固技術悄然興起,這種技術采用樹脂材料作為抗震“繃帶”包裹建築物支柱,從而達到防止支柱在地震時發生倒塌的目的。


三、建築物層間隔震措施


       層間隔震這種方法主要適用於舊房改造,在施工方麵具有簡單、易操作的特點。與建築物基礎部分設置隔震裝置相比,層間隔震額效果不是很明顯,減震的效果可達到0.2—0.3的範圍。這種方法主要是依靠設置在建築結構各層間隔的減震裝置或者消減地震能量,從而減小的證對建築物的危害,設置的裝置本身與基礎隔震的相同。這也是通過引入隔震裝置來延長結構的周期,避開地震能量相對集中的頻段,改變結構動力的特性,並利用耗能裝置來抑製結構的位移。

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四、建築物結構懸掛隔震


       懸掛隔震是將建築物的大部分或者整個結構懸掛起來,也就是永利皇宮棋牌通常所說的懸掛結構,這樣,當地震來臨,地震的能量不會傳遞給懸掛起來的結構,從而減小地震的損害。這種隔震方式常見於大型鋼結構,大型鋼結構總采用鋼結構懸掛體係,以此隔震。


       大型鋼結構一般分為主框架和子框架,在懸掛體係中,子框架通過鎖鏈或者吊杆懸掛於主框架上,當地震來臨時,主框架會隨著地殼運動發生搖擺,但是,子框架和主框架之間是能夠活動的鎖鏈和吊杆,地震的能量到達這個部位的時候就會消弱,不至於傳遞到子結構產生慣性力。


五、建築物走向設計抗震問題


       地震時由於地殼運動引起的,與地質結構有非常重要的關係。在建築選址的時候,應充分考慮當地地質條件,分析當地地震的震向,讓建築物的走向和地震震向垂直,盡量避免兩個走向平行。從汶川地震和玉樹地震的實際情況來看,與地震震向平行的建築物的倒塌率更高,與之相反,與地震震向垂直的建築物則不太容易倒塌。


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       研究發現,與地震震向平行的建築物在發生地震時隨地震波運動的幅度跟大,因此更容易倒塌。永利皇宮棋牌再建築設計中有關抗震都堅持了小震不塌、大震能修的原則,雖然設計在抗震方麵也采取了很多措施,但是,由於各種原因,還是不可避免的出現了在地震中因為建築結構方麵的問題而給人們帶來巨大損失,建築物走向設計抗震問題也是建築物修建不容忽視的一麵。


六、加大對建築服務加固行業的投入


       我國人均資源較少,節能減排和低碳環保是我國需長期堅持的基本政策取向。在建築領域,對於市區部分老廠房,老工業區等不是拆除重建,而是進行改造加固,予以充分合理利用。未來隨著建築存量的繼續增長、既有建築逐步進入老化階段、汽車保有量的持續增長、抗震加固的需求增加、建築結構改造需求的不斷增加,建築的加固改造行業將迎來巨大的藍海市場,行業處於朝陽期。


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