淺談怎樣提高建筑物的多方面抗震能力

1、<p>　　淺談怎樣提高建筑物的多方面抗震能力</p><p>　　摘要：相較于其它科學或天然災害，人類對地震的了解相對而言比較欠缺，總要在一次一次的地震災害中汲取教訓學習經(jīng)驗。從全球的重大地震災害調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，95%以上的人命傷亡都是因為建筑物受損或倒塌所引致的，從工程上建造經(jīng)得起強震的抗震建筑是減少地震災害最直接、最有效的方法。 </p><p>　　關鍵詞：建筑物；地震

2、</p><p>　　中圖分類號：TU973+.31 文獻標識碼:A </p><p><b>　　1·地震的危害 </b></p><p>　　然而，不是符合抗震標準的房子就不會被震倒。一般建筑物只有7度的耐震能力(符合抗震標準)，但地震卻有很多遭受了7度以上的地震襲擊。這也會使地震烈度超過抗震標準而成為重災區(qū)。 </p>

3、;<p>　　地震的隨機性很大，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)，一時尚難以做到。在結構內(nèi)力分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質(zhì)、材料時效、阻尼變化等多種因素，其準確性受到一定的影響。在建筑抗震理論遠未達到科學嚴密程度的今天，單靠計算很難使建筑具有良好的抗震能力，因此著眼于建筑總體抗震能力的概念設計越來越受到國內(nèi)外工程界的普遍重視。關于抗震設計，我國目前建筑結構的抗震設防原則是“小震不壞，中震可修，大

4、震不倒”。實踐證明，只有在設計階段把握好能量輸入、房屋體形、結構體系、剛度分布、構件延性等幾個主要因素，從根本上消除建筑中的抗震薄弱環(huán)節(jié)，再輔以必要的計算和構造措施，才有可能使設計出的高層建筑具有良好的抗震性能和足夠的抗震可靠度。 </p><p>　　2·建筑物抗震防范的幾個要點 </p><p>　　2.1選擇有利的房屋形狀 </p><p>　　房屋

5、的動力性能基本上取決于其建筑布局和結構布置，若平面布置簡單合理，結構設計符合抗震原則，就從根本上保證了房屋具有良好的耐震性能。 </p><p>　　2.1.1簡單的平面 </p><p>　　我國 《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程》（JCJ3-91 ）對地震區(qū)高層建筑的平面形狀作出了以下明確規(guī)定：平面宜簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心，否則應考慮其不利影響。在設計中宜調(diào)整平面形狀和尺寸，

6、采取構造和施工措施，不設伸縮縫、防震縫和沉降縫。當需要設縫時，應將房屋建筑結構劃分為獨立的結構單元。 </p><p>　　2.1.2均勻的立面變化 </p><p>　　地震區(qū)高層建筑的立面要求用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀，盡量有利的建筑立面示意避免采用突然變化的階梯形立面，因為這必然帶來質(zhì)量和抗推剛度的劇烈振動或塑性變形集中效應而加重破壞。 </p><

7、p>　　2.1.3合適的房屋高度 </p><p>　　對抗震設防烈度為7度的地區(qū)，現(xiàn)澆框架適用的最大高度為55m，現(xiàn)澆剪力墻為為120m。 </p><p>　　2.1.4不大的房屋高寬比 </p><p>　　在建筑地震反映中，建筑的尺寸比例比絕對尺寸更為重要。建筑的高寬比越大，地震作用下的側(cè)移越大，地震引起的顛覆作用越嚴重，而對于巨大的傾覆 </p

8、><p>　　力矩在柱和基礎中所引起的壓力和拉力較難處理。 </p><p>　　2.2·合理的結構布置 </p><p>　　2.2.1結構力求對稱，質(zhì)心與剛心應盡量接近。對稱結構在地面平動作用下，一般僅發(fā)生平移振動，各構件的側(cè)移量相等，因水平地震力按構件剛度分配，故各構件的受力會比較均勻。而非對稱結構，由于剛心偏在一邊，也會激起扭轉(zhuǎn)振動，其結果是遠離剛心的

9、剛度較小的構件，由于側(cè)移量的增大，所分擔的水平地震剪力也顯著增大，很容易超出允許抗力和變形極限而發(fā)生嚴重破壞，甚至導致整個結構因一側(cè)構件失效而倒塌。 </p><p>　　2.2.2結構豎向要等強，即結構的質(zhì)量、剛度沿結構高度均勻變化。 </p><p>　　對高層建筑來說，要盡量做到各樓層的屈服強度系數(shù)大致相等，實現(xiàn)沿房屋全高的等強設計，避免出現(xiàn)柔弱底層，以及承力豎向構件的中斷和突變，同

10、一樓層各柱的剛度要相等。 </p><p>　　3·建筑物慎防“四不、一沒有” </p><p>　　從全球重大地震災害調(diào)查的結果我們綜合得出了一個結論，所有的地震災難都是因為“四不、一沒有”造成的，簡單的說，“四不”就是建筑物的抗震設防標準不足、設計不當、施工不良和使用維護不善，而“一沒有”就是沒有防災意識。 </p><p>　　抗震設防標準不足、設計

11、不當、施工不當、使用維護不善。 </p><p><b>　　4、抗震新技術 </b></p><p>　　4.1抗震“繃帶” </p><p>　　在地震頻發(fā)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”包裹建筑物支柱，從而達到防止支柱在地震時發(fā)生倒塌的目的。 </p><p>　　施工

12、時，將抗震“繃帶”涂上黏合劑，包裹固定在建筑物支柱上。地震發(fā)生時，支柱即使出現(xiàn)內(nèi)部損傷也不會倒塌，這可以確保建筑物內(nèi)人員的生存空間。 </p><p>　　4.2橡膠墊隔震技術是國際上熱門的工程抗震新技術。它通過把隔震消能裝置（橡膠隔震墊）安放在結構物底部和基礎（或底部柱頂）之間，把上部結構和基礎“隔開”。這樣，改變了結構的動力特性和動力作用，明顯地減輕結構物的地震反應，達到“以柔克剛”的效果。 </p&g

13、t;<p>　　當?shù)孛姘l(fā)生劇烈地震震動時，上部結構仍處于正常的彈性工作狀態(tài)。根據(jù)地震模擬震動臺試驗和地震實測的結果表明，夾層橡膠隔震墊隔震體系的結構加速度反應只相當于傳統(tǒng)抗震結構（基礎固定）加速度反應的1/4~1/12。橡膠墊隔震體系除了比傳統(tǒng)抗震體系具有明顯降低地震反應、確保安全外，還可降低房屋造價同時，它的抗震措施（橡膠隔震墊）簡單明了，震后修復方便，且可使上部結構設計自由靈活。 </p><p&g

14、t;　　鋼板夾層橡膠隔震墊是具有代表性的隔震裝置。它具有很大的垂直承載力（50T～2000T）及很大的垂直壓縮剛度，而其水平變形剛度較?。?.25kN/mm～1.8kN/mm），水平極限變位值較大(10～50cm)，它具有足夠大的初始剛度，以抵抗風荷載和輕微地震，當強地震發(fā)生時，又能自由柔性滑動，而變形過大時，剛度回升，具有保護和限位作用，鋼板夾層橡膠隔震墊具有較大的復位能力，在多次地震中自動瞬時復位。同時，它耐久性能好，一般使用壽命可

15、在七十年以上，遠遠超過一般民用建筑物五十年使用壽命的要求，所以鋼板夾層橡膠墊成為應用很廣泛的隔震裝置。 </p><p>　　目前，世界上有20多個國家已開始在建筑物中使用橡膠墊隔震技術，日本、新西蘭、美國、意大利、中國等應用實例較多。我國已有四十多棟建筑物采用橡膠墊隔震。國內(nèi)第一幢，當時世界上最高的隔震住宅房屋就是汕頭市陵海路八層框架結構商住樓。建造該樓是“汕頭多層房屋隔震技術應用研究”項目的一個主要內(nèi)容。該樓

16、92年3月動工，93年9月完工。汕頭市陵海路隔震樓適當改變上部結構的設計，補償了隔震基礎所增加的費用（比常規(guī)抗震房屋節(jié)省了7％），使房屋既安全又經(jīng)濟，開創(chuàng)了這一領域的先例，為隔震技術的推廣和應用作出了重要貢獻，得到了國內(nèi)外專家的充分肯定和高度評價。 </p><p>　　國外采用橡膠墊隔震的工程大多數(shù)屬于重要建筑物，例如政府大樓、醫(yī)院、法律中心、計算中心、博物館、實驗室、圖書館以及警察局、監(jiān)獄、高級住宅等。因為設

17、計時所取的安全系數(shù)較大，工程造價偏高，所以在推廣應用方面受到了一定限制。 </p><p>　　橡膠墊隔震房屋經(jīng)受了多次強烈地震的考驗，減震性能表現(xiàn)非常顯著。 </p><p>　　1994年9月16日，臺灣海峽發(fā)生了7.3級地震，震源離汕頭市約200公里，汕頭市烈度為6度，各類房屋搖晃厲害，居民驚慌失措，水桶里的水濺出了1/3左右，而陵海路隔震樓上的人并沒有感到晃動，聽到鄰樓和鄰街喧鬧聲

18、后下樓才知道發(fā)生了地震。 </p><p>　　1995年10月24日，云南武定發(fā)生6.5級地震，距大理市水平距離大約200公里。地震發(fā)生時，大理許多人從睡夢中驚醒，明顯感到較強的晃動，桌上的花瓶、玻璃杯等跳動，懸掛物搖擺很厲害，地震烈度約5度強。而橡膠墊隔震建筑大理州交通指揮中心大樓中的大多數(shù)人沒有感覺，只有20％感到有輕微搖動，直到聽到其他建筑物內(nèi)的人講，才知道發(fā)生了地震，隔震建筑無任何破壞，減震效果明顯。

19、</p><p>　　1996年2月3日，云南麗江發(fā)生7級強烈地震。相距不遠的西昌市國稅局宿舍樓，是一幢六層隔震樓。在樓上居住的職工，只是感到輕微的晃動，而相鄰的一幢常規(guī)抗震樓只有四層高。樓上居住的人搖晃十分厲害，驚慌失措往外逃跑。 </p><p>　　在南京舉行的第三屆地震工程國際會議上，有關專家指出，隨著結構控制、智能材料等新成果的應用，房屋建筑有望避免地震的損害。 </p&g

20、t;<p>　　中國建筑科學研究院工程抗震研究所王亞勇教授也指出，經(jīng)濟越發(fā)達，地震造成的損失越大，像這次云南5.0級地震有兩萬間房屋倒塌受損，所以今后再搞建設一定要考慮減震。這次會議有許多新東西就可以在今后使用，比如在結構控制方面，我們由原來的被動抗震變?yōu)橹鲃涌拐?，運用消能器和緩沖器等技術，地震來臨時就可以主動減、消或耗掉地震能量，減小損害；比如使用記憶合金技術，即使地震時造成建筑變形，但在地震后還可以變回去；還有就是運用

21、智能材料，譬如現(xiàn)在研制成功的一種混凝土砂漿，具有自動填充、自動彌合裂縫的功能，對建筑的抗震減震就很有效。 </p><p>　　近些年來 , 國內(nèi)外發(fā)生了多次較大的破壞性地震 , 如 1995 年阪神地震 , 1997 年的伊朗地震 , 美國、墨西哥、印尼、土耳其等國都相繼發(fā)生了強震。國內(nèi)的河北張北、新疆伽師、甘肅景泰、云南麗江、寧浪 , 內(nèi)蒙古包頭等地也相繼發(fā)生較大地震。特別是我國今年的臺灣大地震 , 造成房屋