时间:2023-03-10 14:52:41
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇抗震设防论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:房屋建筑;结构分析;抗震设计
一、抗震设计的重要性
从我们现在的经济发展状况来讲,城市人口越来越密集,房屋建筑也越来越多,若突然发生大的地震灾难就会造成难以估量的损失。房屋建筑根本性质就是为了给人们提供一个安全舒适的住宿,为人们的一个防护所,避免人们经受风吹日晒以及其他极端天气。地震则是我们目前所知的自然灾害中最严重的一个灾害,它所给人们造成极大的影响,地震不仅是简单的震动,也会引起一系列海啸、泥石流等自然灾害,其破坏性不可小觑。由此可见,当一个破坏性极大的灾难发生在人们最需要安全的避难所时,我们就不得不重视对于这一灾难的防护。再加上我们目前生活水平的提高,我们目前对于房屋建筑的要求应该是更为舒适,使用寿命更强,这就进一步要求我们对于房屋建筑的整体抗震性有更加完善的技术从而更好地保证我们生活的舒适性。
二、房屋建筑结构抗震设计规定
在我国,房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别,简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定,但抗震措施(6度除外)允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中,当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时,适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中,它的抗震设计一般要满足,如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%的话,那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说,筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时,加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。
三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用
抗震的设计在整个建筑中可以说是十分关键的一环,我们可以从一下几个方面进行理解,从而体会抗震设计时如何在房屋建筑结构设计中进行运用,进而理解抗震设计在房屋建筑中的重要性。(1)提高房屋建筑结构的抗震力。抗震设计,顾名思义,就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计师,首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础,其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次,房屋的整体结构上要建造抗震能力强的结构。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能,我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的稳定性,从而减少地震对于房屋建筑变形的影响。在房屋建筑中的一些小细节上注意到对于抗震的作用。(2)我们完善了房屋的抗震设计之后,可以再从地震一方面来思考如何降低地震作用对房屋建筑的影响。我们目前所采取的办法就是在建筑物的基础与主体之间加一个隔震层,也有人提出在建筑物的顶端部分设立一个“反摆”。这样的设计首先能够有效避免发生地震时建筑物之间互相碰撞,并且能够有效缓解在地震来临时房屋的震动幅度,从而保障房屋内部物品的安全。这样的设想我们目前已经有所应用,在一些实际的经验中我们也发现了这一方法的可行性。(3)保证建筑的刚度,建筑结构上的防护以及外部的防护之后,还有保障房屋建筑自身的坚硬程度。首先,就需要考虑到在进行建筑时,使用钢筋混凝土材料,保障房屋的稳固。其次,就是在我们已有的建筑结构上对整个建筑进行进一步的加固。这一方面我们目前已经有相关的规定,明确告诉我们如何对于不同建筑类型进行不同的外层加固。目前,我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究,努力寻找优化建筑材料的办法,能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费,另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上。
四、房屋建筑结构抗震设计措施
1.房屋建筑位置的选择,房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏,一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化,这样就会造成地基的开裂,导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上,设计人员要对房屋建筑进行合理化选择:如选择开阔的坚硬场地,考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。2.房屋建筑材料的选择,抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在,比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。3.选择合适的建筑结构体系,结构体系要满足稳定性,要与建筑结构相配套。此外要注意建筑物传力途径的明确性,以及受力计算的明确性,保障在建筑体系中不使用转换层,这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。4.做好底层框架抗震墙设计,鉴于我国的地震灾害多数发生在底层,一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象,所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重,框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。5.钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构,为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性,对梁端的剪力适当调整,使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力,做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施,柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋,使塑性铰首先出现在梁端,抗震性能较好。
五、结语
地震是人类生活面临的重要的自然灾害,危及着人民的生命与财产安全。在我国,目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高,房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术,不断为人们提供更好更优质的服务。在建筑结构设计的时候,必须充分考虑抗震设计,并有采取适当的抗震措施,尽最大可能确保房屋质量,才能减少地震的危害。我们要进行不断地探索,对于抗灾设计有所重视,不断改善我们的技术,建造更优质的建筑。
作者:王甲辉 单位:吉林供电公司
我国现行的结构抗震设计,主要是以承载力为基础的设计,即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移;用组合的内力验算构件截面,使结构具有一定的承载力;位移限值主要是使用阶段的要求,也是为了保护非结构构件;结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态,弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性,让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费,是不经济的。随着人们认识的提高,结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变:(1)静力分析方法到动力分析方法的转变:(2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法,目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析,是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大,使结构从弹性阶段开始,经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系,塑性铰出现的顺序和位置,薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中,计算工作量大的问题,仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是,传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构,对于高层建筑或不规则的建筑,高阶振型的影响不容忽视,并且对于非对称结构,还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况,这限制了它在抗震性能设计中的使用。
地震动能量是刻画地震强弱的综合指标,它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时,结构处于能量场中,地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散,以估计结构的抗震能力,是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下,每经过一个循环,加载时先是结构吸收或存储能量,卸载时释放能量,但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能),亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多,不仅因为它承担了较大的地震作用,还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看,耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲,来维持整个结构的安全。所以,每次大的地震作用之后,人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构,只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此,结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一,如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上,充分考虑结构和构件的塑性变形能力,在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏,当地震作用超过设防烈度时,利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量,保证结构裂而不倒。
能量法在近半个世纪的研究中发现较快,但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。
底部框架~抗震墙砌体房屋结构的薄弱层一般均出现在底部钢筋混凝土结构部分或过渡层。汶川地震经验表明,过渡层先于其他层倒塌、破坏的实例较多、程度较重,这种现象不容忽视。众所周知,结构存在两种不同部位的薄弱层,故在结构设计中应控制其中相对薄弱的部分,避免出现特别薄弱的部位。底部框架一抗震墙和上部砌体均具有一定的承载能力,但后者的变形和耗能能力比较差。权衡二者受力特点,规范提出结构纵横两个方向,上部砌体计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值要求均不应小于1.0,目的是使结构上下侧向刚度趋于一致不发生较大突变并迫使变形下移至底部具有较好的变形能力和耗能能力的框架一抗震墙部分,从而改善抗震性能。汶川地震震害表明,上部砌体比多层砌体房屋抗震性能稍弱,是砌体结构部分的薄弱层,因此构造柱的设置要求更严格。在强烈地震作用下过渡层损坏严重,过渡层砌体的开裂将会破坏托墙梁的整体性,所以应慎重考虑托墙梁整体工作。
2侧向刚度比的合理确定
上部砌体的侧向刚度与底层侧向刚度K的比值应满足表1的要求。在确定上下层刚度比时应注意考虑以下因素。
2.1下部框架一剪力墙的侧向刚度
底部侧向刚度不能过大也不能太小'冈0度过大将吸收过多的地震作用,破坏严重同时会迫使薄弱层向上部砌体转移而出现脆性破坏;刚度过小则形成软弱层,地震时塑性变形过多集中在底部而发生较大破坏。底部框架一抗震墙砌体房屋自振周期一般在0.6—0.9左右,略大于场地土的特征周期,可以设计相对较小的侧向刚度,适当增大结构自振周期,使结构从整体上减小地震作用。同时不宜设计过柔的下部结构,下部侧向刚度过小导致结构在强烈地震下发生较大的塑性变形,同时为避免出现脆性剪切破坏,底部的地震剪力设计值应乘以增大系数,其值可取1.2~1.5,刚度越小,剪力增大系数越大。因此,上下层刚度比宜取接近下限值,底层宜尽量设置较多数量剪力墙,从而提供较大侧向刚度并且剪力增大系数不至于取太大。
2.2次梁转换的砌体墙段
对于有些工程在设计时出现次梁托上部砌体墙的情况,可能造成一些不利后果。图1为L一1上有砌体墙,两端支撑在KL一1上形成次梁转换的情况,次梁转换的受力如图2所示。重力荷载和地震作用下上部墙体传来轴力、弯矩及剪力。在弯矩作用下使支撑次梁的框架主梁产生附加集中力,由于程序未能很好的反映这部分作用,因此在设计中应尽量不采用次梁转换。如无法避免时,应采取以下措施:1)过渡层墙体另外采取加强措施(参《建筑抗震设计规范》7.5.2),同时支撑框梁应加强;2)次梁一端尽量与框柱或剪力墙相连以便将上部传递下来的弯矩转移给框柱或剪力墙;3)次梁转换的墙体不宜太长从而降低其向下传递的弯矩。—图1次梁转换图图2转换梁传力图
2.3过渡层构造柱及门窗
洞边小墙段在计算上部砌体侧向刚度时应该考虑构造柱的影响,因此在模型输入时应输入构造柱的布置。如果未输入构造柱可能造成下部结构侧向刚度偏柔的结果,且上下层刚度比接近下限时,就容易使下部结构形成柔软层而不利于抗震。《建筑抗震设计规范》7.2.3条规定,刚度的计算应计及高宽比的影响,高宽比大于4时,等效侧向刚度可取0.0(注:墙段的高宽比指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比)。为此,在模型输人时应将高宽比大于4的墙段删去以尽量接近实际受力情况。反之,则结构侧向刚度偏大有可能造成下部结构设计过刚而迫使薄弱层转移至过渡层,发生脆性破坏。
3托墙梁的设计
底部框架一抗震墙砌体房屋的钢筋混凝土托墙梁计算地震组合内力时,应采用合适的计算简图。若考虑上部墙体与托墙梁的组合作用,应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响,可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。托墙梁弯矩计算时,设计中可按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减,一般无洞口可取0.85,有洞口可取0.95,但四层以下应全部计入组合;托墙梁剪力计算时,由重力荷载产生的剪力不折减。
4底部框架一剪力墙的设计
剪力墙的布置应遵守对称、均匀、分散、周边的原则,且应使上部砌体的中线与抗震墙中线重合,具有良好的整体抗倾覆和抗扭转能力。底部抗震墙应承担地震作用下全部地震剪力设计值,且该地震剪力设计值应乘以增大系数。由于底框结构层数不高,底部抗震墙轴压比大都不大,一般不都超过0.3,因此剪力墙均按底部加强区的构造边缘构件设计,即根据《建筑抗震设计规范》7.1.9条确定抗震等级后按照《建筑抗震设计规范》表6.4.5-2进行边缘构件设计。由于全部承担地震剪力设计值,因此要根据计算结果对墙体配置足够的水平分布筋数量,以满足抗剪承载力要求。当建筑层数和平面尺寸确定之后,为满足底部抗剪承载力的要求,剪力墙的数量基本就能确定;然后再根据上下层刚度比的要求确定底层框架柱的数量和截面,柱截面宜小但应满足轴压比和截面配筋率的要求。布置柱时尚应考虑框架梁中心与上层墙体中线对齐的原则。
5过渡层的设计
过渡层设计的目的是使上部砌体具有良好的整体性,在地震作用下避免出现过渡层先于其他层倒塌、破坏的情况。为保证过渡层在地震作用下具有一定的整体性和传递水平地震力的刚度,规范要求过渡层底板为现浇混凝土板且厚度不应小于120mm,配筋双层双向,每个方向配筋率不小于0.25%。过渡层圈梁和构造柱的设置规范也给出了相应的规定。高度不宜小于240mm,构造柱截面不应小于240mm×240mm,截面配筋6,7度时不宜少于4+16。构造柱与墙体连接处的水平拉结筋,6,7度下部1/3楼层处应沿墙通长设置。总之,过渡层设计应严格遵循规范要求对其采取必不可少的构造加强措施,避免成为结构的软肋。
6基础设计及其他
底部框架一抗震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏形基础等整体性好的基础。当结构采用板式楼梯时,楼梯踏步板宜采用双层双向配筋。
7结语
论文关键词:供水管网,地震损失,宏观估计
2008年汶川地震、2009年智利太子港地震、2010年玉树地震、2011年新西兰克莱斯特彻奇均对受灾地区的生命、财产造成了损坏,供水管网亦遭受了重大损失。因此对于地震的损坏影响进行科学合理的预测估计就显得尤为重要,但迄今为止的损失估计方法多集中在震后详细统计评价,少量的预测估计统计提出了一些方法,但因为其对于资料要求比较高而不大适用于供水系统的抗震规划工作,因此建立适应和尤其是对于宏观方面的损失进行战略性的估计是非常必要的。
1研究现状
M. D. Trifunac水利论文,M. I. Todorovska对于Northridge-California地震中的管道损坏密度进行了分析,研究了其与表面土体应变之间的关系,其研究中所采用的指标是每km2的管道损坏数,因素为土壤的峰值应变或者场地土震动强度,通过分析其相关关系,建立起了预测模型,可以对San Fernando Valley和Los Angeles的管网在假设的地震场景下的损坏估计其地震损坏概率,对地震危机的应急预案(例如地震后的消防规划)具有重要的指导意义[[1]]。
Walter W. Chen, Ban-jwu Shih,Yi-Chih Chen等人对Ji-Ji地震进行分析,利用GIS的数据库,在研究中建立了修复率RR和地震峰值地动加速度、峰值地动速度、地震谱强度之间的关系[[2]]。
Yarg?c?Volkan对于埋地管线进行了深入研究水利论文,针对1999年的DüZCE地震进行了基于经验的埋地管线地震反应概率分析评价方法研究。该研究建立了管线损坏指标基于土壤液化敏感性、场地土厚度(如果存在的话)、峰值地动加速度、场地变形值等因素的有限状态函数,由此建立了管线系统的修复与前述因素的相关关系,这些成果均有助于供水系统运营者做好抗震规划[[3]]。
IainTromans也研究了埋地管线在地震区的损坏特征。该研究在欧洲51次实际地震的资料基础上建立了经验公式,着重探索了管线震害率与峰值地动速度之间的关系,并认为峰值地动速度为因素建立管线震害率损坏指标的关系比较合理[[4]]。
Takao Adachi1, Bruce R. Ellingwood等人[[5]]研究认为管道损坏率(以抢修率近似)与管道损坏烈度存在关系:
(1)
RR——抢修率(RepairRatios),处/1000ft(处/305m)。
k——取决于管材、管径、土地条件的常数。
PGV——峰值地动速度(Peak Ground Velocity),in/s(2.5cm/s)。
但一般情况下地震区的地震烈度容易为供水系统的管理人员了解且直观明了,峰值地动速度比较专业且资料不易获取,故该模型应用受到限制。
2 管网损失宏观估计模型研究
2.1 地震烈度值单变量模型
管网损坏的程度采用以每km修复数目的“修复密度”和以产销差震前震后变化程度衡量的“恢复难度”两项指标来衡量,相关的影响因素考虑设防等级高于地震烈度的设防富余度、柔性管材与接头比例两项因素,对汶川各城镇的损失情况分析如图1、图2所示。可见按照修复密度损坏指标衡量的管网损失与各个因素相关度不高,如图1、图3所示;而柔性管材与接头比例也与两项损坏指标相关性不强水利论文,如图2、图4所示。故考虑基于恢复难度损坏指标与地震烈度、设防富余度因素的管网损失宏观估计模型。
图1修复密度与设防富余度关系图
图2 恢复难度与设防富余度关系图
图3 修复密度与柔性比例关系图
图4 恢复难度与柔性比例关系图
表1表明按照恢复难度指标计算的管网损失也与地震烈度基本呈正相关,因此同时考虑建立由基于地震烈度因素和恢复难度指标的单变量管网损失宏观估计模型, 利用表1的第2行与第4行的数据进行单变量非线性回归分析,借助于Microsoft Excel的散点图进行“加载趋势线”实现,趋势线选用多项式类型,得到结果如图5所示。
表1 恢复难度与设防富余度关系表
城镇名称
绵竹
青川
都江堰
绵阳
原来管网设防烈度
8
8
8
7
汶川地震实际烈度
9.5
9
9
7.5
设防富余度
-1.5
-1
-1
-0.5
恢复难度
2.53
1.8
0.67
0.42
城镇名称
江油
宁强
广元
成都
原来管网设防烈度
8
7
7
8
汶川地震实际烈度
8
7
7
7
设防富余度
1
恢复难度
0.2
重庆位于我国南北地震带中段东侧,属中强地震比较活跃的地域,1996年重庆市被国务院列为全国地震重点监视防御城市。重庆地区的中强地震具有震源浅、烈度高、震害严重、易导致严重的次生灾害等特点。由于重庆乡镇人口集中,地震所造成的灾害损失和社会影响很大。近年来,随着重庆经济社会的发展,城乡居民的住房条件有了明显改善,但广大农村地区仍是防震减灾工作的薄弱地区。因此逐步提高农村防震能力是当前迫切开展的一项工作,是加强农村防震减灾工作,统筹城乡一体化的必然结果。
一、重庆农村民居防震设防应对措施
农居抗震设防历来是防震减灾工作的薄弱环节,我国在前几年确定防震减灾十年目标时,是以城市为重点,要求在各级政府和全社会的共同努力下,争取用10年左右时间使我国大中城市和人口稠密、经济发达地区具备抗御6级左右地震的能力,当时农村的抗震设防工作没有提到议事日程。随着农村经济的发展和地震对农村经济破坏的加重,农居地震安全工程已引起了党和政府的高度重视,并提出了“突出重点、全民防御,健全体系、强化管理,社会参与、共同抵御”三大战略要求。
为贯彻落实全国农村民居防震保安工作会议精神,努力提高农村民居防震保安能力,2007年重庆市建委、市地震局提出了全市的农村民居地震安全工程的实施意见;2008重庆市政府拟出台文件,要求按高于《中国地震动参数区划图》确定的抗震设防要求设计,提高重庆市新建、改建大楼的防震标准;2009政府又安排300万元专款,组织有关专家和科研单位,开展农村民居经济实用抗震技术和农村民居巴渝建筑风貌特色研究,编制实用技术标准。目前,区县的抗震民居示范工程已经逐步启动。
二、农村民居抗震设防基本状况和存在的问题
随着改革开放以后人民群众物质文化生活水平的提高,村镇建筑(本文仅指不纳入建设行政主管部门管理的居民建筑)建设的快速增长,居民的房屋结构也由传统的土坯或土木结构逐渐改为砌体结构、框架结构。但由于缺乏有效的技术指导,多数建筑在没有规范设计和规范施工的情况下就已建成,留下了不少的安全隐患。具体问题在于:一是目前重庆市村镇建筑多由居民自己出资,在自有土地产权范围内建设,一般不纳入政府职能部门的基本建设管理范围,大多无正规设计标准,房主仅为了满足自身需求,依照自己拟定的功能、开间尺寸、进深尺寸、层高、层数等来进行建盖;二是施工方大多属无资质的农民施工队,工匠技能参差不齐。建盖过程中,凭建房农民自己的经验和感觉,甚至是错误的经验就把房屋结构建盖起来;三是建筑经费使用不合理,主要追求住房的高大、宽敞、明亮,在外表装饰上投入过多,在结构抗震上过分省钱,有的甚至不与考虑过房屋结构的抗震问题;四是地基选择不合理,地基挖掘深度不够,处理方式简单,大多数仅在地面下50公分左右填埋碎石或片石,很少打地圈梁,基本没有加钢筋,多层建筑大多没有圈梁;五是承重墙厚度达不到要求,有的砖混结构承重墙仅是l2墙,普遍存在砖木结构房屋层高超高,达4~5米;六是砂桨比例不合理,粘接强度差,建筑质量差,忽视抗震设防标准,达不到抗震设防的要求。
从重庆5个乡镇民居的调查统计分析情况看:个别地区乡镇经济发展较快,农民生活逐渐富裕,房屋建筑情况相对好些,主要以混合和混预结构为主,采用了圈梁,结构上具有一定的抗震能力,约占调查总数的10%;以砖混合预制结构为主的农家自建楼房,建房过程中根本未考虑抗震设防因素,施工人员技能普遍很低,特别是部分房屋的选址不科学、地基不稳定,不符合抗震设防要求,虽然这类房屋具有一定的抗震性能但很脆弱,约占调查总数的25%;在有些偏僻山区的情况相对较差,由于经济原因主要以土木结构(土坯房)为主,少部分为砖木结构,房屋基本不具备抗震能力,约占总数的65%。总体上看,农村民居抗震能力十分脆弱,推广和加强农村民居地震安全工程的工作十分必要。
三、推行民居抗震设防工作需加强的几项工作
推进农村民居地震安全工程是一项复杂的系统工程,是一项长期而艰巨的任务。各级政府要在民居安全工程建设中发挥主导作用,将其纳入政府的议事日程,要落实分管领导、责任到人。在推进农村民居防震保安工作中不容忽视以下几个方面:
1、专家参与设计,组织进行抗震性能房屋建设论证。针对不同地区、不同经济条件下各种机构类型,给出当地群众经济上易接受的抗震技术措施和指导性建议。通过编制地区性房屋抗震技术标准和抗震构造图集的形式,指导村镇房屋建造,提高其综合抗震能力。
2、领导重视。少数乡镇政府对农居抗震设防工作没有给予足够的重视,干部群众防震减灾意识淡薄,存在侥幸心理,对推广民居地震安全工程积极性不高,没有建立农居档案,心中无数,这种现状对今后的抗震救灾工作极为不利。
3、严把五关。严把选址关:严格规划选址实行统一规划、分栋(分户)自建,严格按建设程序审批。规划选址用地避开山洪、风口、泥石流、洪水淹没、风景区核心景区、地下采空区、高压输电线路等,并要求有充足的水源和便利的交通条件,以方便生产生活;严把建筑设计关:住宅方案供农民选择使用,免费向村民提供住宅设计图集,住宅设计一般为2~4层,达到国家技术标准,满足农村生产生活需要;严把施工关:以镇为单位编制施工方案,组织有资质的施工企业或持证工匠施工,杜绝无证施工,加强施工安全管理;严把工程质量关:聘请监理公司或区质监站对农房建设进行监理和监督,同时还应建立由镇村管所技术人员、村组干部、建房业主代表三方组成的质量监督小组进行质量监督;严把建筑材料关:凡进入施工现场的建筑材料及构配件必须符合国家标准,凡不能满足技术标准的一律禁止进入施工现场。
4、加强宣传教育。农村长期存在防震抗震知识不足,对建房质量认识不能到位,采用科学、灵活、及时有效的宣传方式,通过各种宣传媒体,将农村住宅建设防震抗震知识普及到乡(镇)、村庄和农户,使广大农民建设安全农居变为维护自身生命财产安的自觉行动,增强市民防震意识。
5、加强监管,保障农村民居抗震质量。把抗震设防管理纳入工程审批、规划、勘察、设计、施工、验收等各个管理环节中,加强监管,确保抗震设防质量。
四、结束语
农村民居防震保安工作要结合新农村建设来改善农民居住条件,是加强农村民居防震减灾能力的一种基本措施。同时,积极宣传,提高农民认识,让农民自主自愿参与实施地震安全民居工程,做好抗震设防技术指导和服务是实施地震安全民居工程的核心。
(作者单位:重庆大学建设管理与房地产学院)
主要参考文献
[1]陈东良.真抓实干求真务实扎实推进农居地震安全工程试点工作.高原地震,2007.1.
[2]罗书山.山地城镇防震规划初探.重庆建筑工程学院学报,1991.4.
【关键词】房屋抗震;影响因素;措施
引言
房屋的抗震性能最大程度上取决于房屋的抗震设防标准,抗震设防标准越高,房屋的抗震性能就越强。目前,已有数百位专家在研究讨论新的房屋抗震设防标准,以期修改沿用多年的房屋建造抗震标准,增强新建房屋的抗震能力。北京地区近日已率先将农房抗震要求提高到了能抵御8级地震的高标准。据测算,抗震设防标准每提高一级,建筑成本将随之提高8%-10%。 房屋的选址是房屋抗震性能的外部主要条件,初步总结四川地震的经验和教训可以发现,遭遇同等强度地震的不同位置的房屋,其抗震性能有所不同。位于地质断层附近的房屋比其他房屋更易被震塌。我国是一个地震多发国家,发生过破坏性地震的城市占全国城市总数的10%以上。因此,各地今后在房屋建筑设计与施工之前,必须充分重视房屋的选址应远离地质断层,防患于未然。 房屋结构设计与施工质量、房屋装修是决定房屋抗震性能中受人为影响最大的两个因素。在房屋结构设计中,一般而言,剪力墙结构的抗震性能优于框架结构,框架结构优于砖混结构。在施工质量中,建筑物必须严格根据抗震设计规范施工。 居住者在房屋装修时不得随意更改房屋结构,尤其是不可随意更改房屋承重墙等一些关键部位,更改结构时应得到专业人士的指导或相关许可,任何擅自改动都有可能降低房屋抗震性能,造成致命隐患。
1 建筑物的重要性决定了其不同程度上的抗震性能
不同结构型式是不同建筑物功能需求和性价比所决定的,不能单单片面的说地震来临时,哪种结构型式就一定好哪种结构型式就一定不好;因为按目前的抗震设防标准,它们有一个共同的设防目标:小震不坏 、中震可修 、大震不倒。
国家按建筑物发生灾害时对人民生命财产可能造成损失的程度,按建筑物分为甲乙丙丁四类。主要的、重要的水电站、医院、电力、通讯等生命救援保障和人员密集建筑被定为甲类或乙类,一般的住宅、办公等均定义为乙类,设防的目标也不同:丙类建筑在设计时按设防目标进行;甲乙类建筑设计时至少要提高1度,请注意,这里均指是烈度而不是震级,这也很好理解,好的地基要比差的地基抗震性能好,处在地震活动带的建筑自然发生地震的几率大,抗震性能也很难保证。
2 建筑物得抗震性能首先取决于建筑物的抗震设防标准
国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度,这是各地区抗震设计的基本参数,主要代表地面加速度的大小。设防烈度一般分6~9度,上海地区设防烈度主要为7度,崇明、金山为6度。对具体建筑物,需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准,即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑,设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高,抗震能力愈强,但建筑物造价也愈高。
2.1 房屋结构的抗震性能与合理的抗震设计密切相关。
抗震设计就是要选择合适的结构形式,确定合理的抗震措施,保证结构的抗震性能,确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。所谓中震,指设防烈度,小震比中震小约1.55度,而大震则比中震增加约1度。合理的抗震设计主要基于先进的抗震理念、系统的分析计算和恰当的抗震措施。既要注意控制抗震指标如轴压比、相对变形等,又要采取合适的抗震构造措施。
目前高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架-核心筒或框架-剪力墙结构,具有较好的强度和变形能力,抗震性能相对较好。因此,无论板式住宅还是点式住宅,只要设计合理,都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构,目前多采用现浇楼板,并采取设构造柱和圈梁等抗震措施,或者采用框架结构,大大增强了抗震能力。部分建筑外形怪异,平立面不规则,传力体系复杂甚至需要多次结构转换,这既增加了建筑物造价,也影响了建筑物的抗震性能。
2.2 房屋抗震性能还与施工质量等其他因素有关。因此加强施工质量监督,规范既有建筑的使用管理是十分必要的。
3 建筑物抵抗地震的能力不确定性
为了搞好抗震结构的施工,首先要了解地震力对建筑物可能引起的破坏作用。因为地震时不确定性和复杂性,我们很难用“数值设计”来有效控制结构的抗震性能,因此不能完全依赖于计算。根据目前对地震规律的认识,抗震设计的指导思想是:房屋在使用期间,对不同强度的地震应具有不同的抵抗能力,一般小震发生的可能性较大,因此,要求做到结构不损坏,这在技术上,经济上是可以做到的。近几年台湾发生三次地震,福建沿海受其余震波影响,没有造成建筑物严重损坏。如果要求结构遭受大震时不损坏,这在经济上是不合理的,因此可以允许结构破坏。但是在任何情况下,不应导致建筑物倒塌,概括起来说,抗震设防的一般目标就是要做到“小震不坏,大震不倒”。从另一方面看,一个地区的基本地震烈度也是难以准确估计的,要根据当地的地址,地形和历史地震情况等确定,因此房屋抗震能力很难确定。那就要在结构强度上和构造上下功夫,才能做到建筑物裂而不倒。这种危中脱险的工作主要依赖于良好的结构设计和施工质量。
4 施工质量和房屋抗震性能的关系
在强烈地震的作用下,要使建筑物裂而不倒,关键在施工过程的控制,以保证结构本身具有足够的强度和各部件间有可靠的连接。对混合结构来说,一是砌体强度,也就是砖块本身和砂浆标号。二是内外砖墙的咬槎以及构造柱,圈梁和墙体的连接构造。对钢筋混凝土结构来说一是混凝土和钢筋本身的强度。二是节点间的连接构造,两者都和施工的质量密切相关,强度和构造连接的施工质量好,建筑就能抵抗地震,否则建筑物就要遭到严重破坏,以致倒塌,人民生命财产遭到严重损失。
5 目前影响建筑物抗震的施工质量问题
对于砖混结构的建筑物,在材料选用、施工质量上应当引起足够重视。砌体强度不足,砂浆不饱满,砂浆标号低,砌筑前砖块不湿润,冬季施工不浇水都会降低砂浆的粘结力和砌体的抗剪强度;加之砌体结构通常采用单块的材料和砂浆砌筑,抗拉压力低,且主要以手工操作,容易丧失承载能力。圈梁和构造柱的配筋不合理:圈梁和构造柱依靠其中的钢筋将建筑上下各层,各片墙体连在一起,哪里连接不好,哪里就容易出问题。我们在施工现场经常发现钢筋搭接长度不够,钢筋接头该错开的不错开,该弯钩的不弯钩,钢筋位置偏差大等等,都会直接影响到结构整体连接。 构造柱与墙体拉接筋放置不准确,构造柱混凝土振捣不密实,都直接影响构造柱的抗震能力,关系到砖混结构建筑物能否满足抗震要求。
对于混凝土结构的建筑物,当前钢筋混凝土结构的施工存在问题比较多,对结构的抗震性能极为不利。首先混凝土强度问题,混凝土水泥用量,水灰比和含砂率控制不严,对混凝土湿润养护不重视,振捣不密实,柱头施工缝遗留木屑、焊渣等造成柱的断层,这些都是削弱结构支撑竖向荷载能力的重要因素,严重影响房屋抗震能力。
6 总结
前面谈到影响房屋抗震的施工质量问题,这些都不是很难做到,只要我们在施工过程中认真负责,引起重视,发现问题及时整改,严格按照施工规程操作,控制好每一个分项、分部工程,绝不片面追求施工速度不顾工程质量,对人民的生命财产要有高度负责的态度。只有这样,才能使建筑物的抗震安全性能得到进一步保证,人民生命财产免遭损失。
参考文献:
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[2]杨佑发 底部框剪砌体房屋抗震及隔震性能研究 [学位论文] 1998 .
[3]杨佑发;魏建东 结构动力分析的非线性拟动力方程法 [期刊论文] -世界地震工程2002(02) .
[4]郭子雄 RC低矮抗震墙的变形性能及恢复力模型研究 1998(01) .
关键字:抗震设防 设防烈度 管理工作
为了提高我国工程抗震性能,减少地震灾害对我国工程设施的破坏程度,国家于2002年元旦实施《建筑抗震设计规范》(GB50011)国家标准,以此强制性推行提高地区设防烈度。实施该规范也取得了很好的成效,例如陇县城区原抗震设防烈度为7度,在积极响应国家《建筑抗震设计规范》下,该地区抗震设防烈度提升至8级,且该地区亦成为了陕西省提高抗震设防烈度唯一的地区。在本案,笔者将结合陇县城区提高设防烈度之后的抗震设防管理工作,探析抗震设防管理工作。
一、案例概况
陇县县城城区有3.1万人口,总面积2km2,建筑物占地面积290万m2。自2002年元旦,即《建筑抗震设计规范》(GB50011)实施之后,陇县新建建筑工程共4万m2。
陇县县城地震地质环境复杂,即陇县位于龙山山断裂带,受控于陇西旋扭性活动断裂带,且县城北部有陇县-马召断裂带。针对这一情况,陇县提高抗震设防烈度势在必行。自从提高了抗震设防烈度,该地区抗震设防标准大大提高。下表比较了陇县县城抗震设防标准提高前后。
由图表可得,建筑物现行设计基本地震加速度值高出原加速度值的1倍;相对于调查估算工程造价,实际造价高出约13%;据,Ⅱ类场地内建筑结构地震影响系数高出原地震影响系数的2.3倍。
二、抗震设防管理工作
在实施《建筑抗震设计规范》(GB50011)之后,陇县面临新的问题,即如何解决原有建筑物抗震设防性能低、如何管理新建高抗震设防性能建筑物。这不仅仅只是陇县面临的问题,也是若干类似于陇县的地区共同面临的问题。在本案,笔者将针对以上问题做一系列探索性研究:
(一)加固原有抗震水平较低的建筑工程
2002年元月之前,陇县已建建筑物占地面积约280万m2,为96%总建筑面积。调查结果显示,陇县已建建筑物抗震设防性能均不符合《建筑抗震设计规范》,其严重影响了陇县城区建筑物总体抗震性能。针对这一问题,笔者认为应该坚持“详细调查已建建筑物实际抗震能力、针对性加固抗震性能不足建筑物结构”管理思路。
工程建设行政主管部门应积极配合工程技术人员普查鉴定已建建筑物抗震性能,并根据鉴定结果创建数据库。针对这一问题,笔者认为应该突出重点,即重点普查鉴定震时抗震指挥系统、生命线系统及震时次生灾害严重的建筑物等。从而对陇县已建建筑物进行综合性评估,制定针对性强、可操作性强的抗震加固计划,并分期、不步骤开展,以此提高陇县已建建筑物抗震水平。
此外,扩大抗震宣传范围,适时转变城区人民观念,并积极提高城区人民8度区抗震设防意识;新建工程抗震设防管理部门、强化建设行政主管部门监督检查力度,以此为施行《建筑抗震设计规范》保驾护航;加固已建建筑工程,提升其抗震设防标准。
(二)强化提高抗震设防宣传力度
提高抗震设防烈度事关该地区社会活动及经济活动的正常开展,且对人民生命财产安全也至关重要。所以,地区领导应该及时掌握所管辖地区建筑工程抗震性能,并针对发现的问题,制定切实可行的解决措施。此外,地区管理部门应该适时向设计单位、勘察单位及建筑施工企业传达中央相关思想及文件,并通过开展学习班,组织专业技术人员学习抗震规范,以此充分转变其观念及8度区抗震设防意识。充分利用大众传媒,向当地人民传达中央相关思想,以此提高当地人民抗震防灾意识。
(三)新建工程抗震设防管理部门
新建工程抗震设防管理部门要求充分发挥建设行政主管部门监督检查职能,以确保《建筑抗震设计规范》落实到位。
笔者在结合多年研究结果及实践经验基础上,提出要强化建设行政主管部门监督检查职能应着手于以下三个方面:
1.强化管理新建工程场址选择
规范新建工程场址选择是提高设防烈度的要求,更是适应现代社会发展的需要。通过综合分析《建筑抗震设计规范》、《陇县县城抗震防灾规划》、地震地质资料及工程地质资料,根据分析结果综合评价抗震危险地段、不利地段及有利地段。新建工程场址应该尽可能避开抗震不利地段,若新建工程无法避开抗震不利地段,则应该制定针对性的、切实可行的工程抗震措施。关于新建工程场址选择相关事项,笔者认为应该适时纳入陇县城市总体规划。
2.建立健全工程施工图设计审查机制
施工图设计审查制度为建筑物抗震设防标准的保障措施之一,则应该将施工图设计审查作为新建工程抗震设防管理工作的重中之重来抓。施工图设计审查即检查抗震设防规范于建筑工程设计图的落实情况。据相关权威调查数据显示,工程项目设计均不同程度地存在问题,例如:就工程设计文件而言,设计单位说明该工程抗震设防烈度是8度,而就工程结构设计而言,该工程抗震构造措施均为7度。但针对这一问题,施工图审查机构往往不容易察觉,由此可得,施工图审查单位及工程设计单位均未完全转变抗震设防观念,且对提高建筑工程抗震设防标准概念认识不完全面。由此可得,抗震设防管理部门应该强化管理力度,并经常性监督检查施工图审查工作及施工图设计工作,以确保工程抗震设防标准落到实处。
3. 加大工程抗震设防管理部门与质量监督部门合作力度
质量监督部门应积极配合工程抗震设防管理部门跟踪检查新建工程抗震设防情况,并严格执行《中华人民共和国防震减灾法》,对减漏抗震构造措施致建筑工程抗震设防标准不达标的施工企业予以最严厉的惩罚。
结束语
综上,针对提高设防烈度地区抗震设防管理工作,笔者认为应该建立健全相关管理机制,并适时调整及探索新工作思路,以此确保提高设防烈度地区能够有效抵御未来破坏性地震灾害,并最大程度降低人民生命财产损失等。
参考文献:
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[3] 吴凌华,吴友岳,季文付等.软土地基处理以及加固策略的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(7).
论文关键词:汶川地震,一般建筑,抗震,安全
5.12四川汶川地震震撼全国,也震撼了千千万万国人的心。地震造成的直接经济损失达8451亿元人民币,遇难人数及失踪人数总和超过87000人,建筑物倒塌造成的人员伤亡占地震伤亡人数的90%以上,庇佑人类生存、遮风挡雨的建筑是否成为了生命的杀手?我们日常居住和使用的建筑安全吗?带着这样的疑问,作者在暑假期间走访了主要地震区——都江堰市和震中区——映秀镇,了解一般建筑特别是新建建筑在地震中的表现,以期对按现行国家标准建造的房屋抗震能力有所认识,说明一般建筑的抗震安全性能。
作为描述地震的相关概念包括震级、烈度等。地震震级是表示地震本身大小的一种度量,一般用里氏震级表示。地震烈度指某一区域的地表和各类建筑遭受某一次地震影响的平均强弱程度,我国规定的地震烈度划分为12个等级,最高为12度。设防烈度是按国家规定的权限批准,作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
此次汶川地震震区地理位置处于青藏高原斜坡龙门山麓坡底与成都平原(盆地)边缘交接地带,地震震级为8.0级,都江堰市距汶川县映秀镇震中直线距离约14公里,地震实际烈度约为8--9度,映秀镇地震实际烈度约为11度(见中国地震局网站的《汶川8.0级地震烈度分布图》)。地震烈度8--11度时一般建筑的通常情况见表1,该地区地震前的抗震设防烈度为7度。
表1中国地震烈度表(节选)
烈度
8
9
10
11
一般建筑震害程度
中等破坏——结构受损,需要修理
严重破坏——墙体龟裂,局部倒塌,修复困难