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浅谈建筑物抗震的措施

(发稿时间:2011-08-19  阅读次数:805)
 

        人们通常用地震烈度来描述地面遭受地震影响和破坏的程度,烈度的大小是根据人的感觉,室内设施的反应,建筑物的破坏程度以及地面的破坏现象等综合评定的。震级与烈度虽然都可以反映地震的强弱,但含义并不一样。同一个地震,震级只有一个,但烈度却因地而异,不同的地方烈度值不一样。对于建筑物的设计而言,国家有关部门根据全国各地历史统计规律以及地震研究成果的相关数据规定不同的房屋抗震设防烈度。一般建筑物使用年限是50年,其相应的抗震设防烈度维持功效年限也是50年。
    
  一、房屋的抗震等级以及设计要求
    
  ()抗震等级的确定
    
  1.抗震等级:是设计部门依据国家有关规定,按建筑物重要性分类与设防标准,根据烈度、结构类型和房屋高度等,而采用不同抗震等级进行的具体设计。以钢筋混凝土框架结构为例,抗震等级划分为四级:很严重、严重、较严重及一般。
    
  2.地震烈度:是国家主管部门根据地理、地质和历史资料,经科学勘查和验证,对我国主要城市和地区进行的抗震设防与地震分组的经验数值,是地域概念。全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。
    
  3.震级是表示地震强度所划分的等级,中国把地震划分为六级:小地震3级,有感地震3~4.5级,中强地震4.5~6级,强烈地震6~7级,大地震7~8级,大于8级为巨大地震。
    
  ()建筑结构抗震等级的一般
    
规定
    
  1.多高层建筑结构的抗震措施是根据抗震等级确定的,抗震等级的确定与建筑物的类别相关,不同的建筑物类别在考虑抗震等级时取用的抗震烈度与建筑场地类别有关,也就是考虑抗震等级时取用烈度与抗震计算时的设防烈度不一定相同。
    
  2.建筑结构应根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁类四个抗震设防类别。
    
  ()抗震设计的基本要求
    
  1.选择对抗震有利的场地、地基和基础:应根据工程需要掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料,对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。应选择有利地段;避开不利地段。当无法避开时应采取有效措施。
    
  2.建筑设计和建筑结构的规则性:建筑设计应符合抗震概念设计要求,不应采用严重不规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
    
  二、房屋结构形式及其抗震性能
    
  ()钢结构及其抗震性能
    
  由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻、强度高、施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高、最大的结构采用的都是钢结构。由于钢材料的匀质性、强韧性,可有较大变形,能很好地承受动力荷载,具有很好的抗震能力。
    
  ()框架结构及其抗震性能
    
  框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。框架结构建筑的优点是抗震性能好,结构牢固,使用寿命长,房屋的结构可以随客户的意愿而改变,大开间建筑均采用此结构。
    
  ()砖混结构及其抗震性能
    
是指房屋主要承重结构为砖砌墙体。楼板、过梁、楼梯、阳台、挑檐等构件由钢筋混凝土浇制(或预制)建造的房屋。砖的抗压性强,但韧性差,一遇到67度地震破坏就会局部开裂和散落,8度时裂缝会更大,稳定性差的会倒塌。但施工质量好,砖的形状规则,砂浆强度高,灰缝均匀,这类房屋只有在10度时才会被严重破坏或倒塌。通常这种结构房屋易发生问题的部位和构件有:跨度大的横梁、楼梯间墙体和开有较大洞口的墙体等。砖混结构抗震性能好于砖砌体结构,砖混结构在唐山地震经历了考验,受灾小很多,其抗震性能比起上述两者相对弱一些。
    
  ()砖木结构及其抗震性能
    
  砖木结构,主要承重构件是由砖和木两种材料制成的,由于力学工程与工程强度的限制,一般砖木结构是平层(1~3)。这种结构建造简单,材料容易准备,费用较低。但其稳定性较差,67度地震时极易倒塌。
    
  三、目前防震和抗震的问题和措施
    
  ()防震和抗震存在问题
    
  缺乏岩土工程勘察资料或资料不全;结构的平面布置;一个结构单元内采用两种不同的结构受力体系;底框砖房超高超层;抗震设防标准掌握不当;结构的竖向布置;抗震构造柱布置不当;框架结构砌体填充墙抗震构造措施不到位;结构其他问题;平面布局的刚度不均;防震缝设置;墙体局部尺寸限值;同一结构单元基础形式不同;基础的埋置深度;结构抗震等级掌握不准。
    
  ()现代防震和抗震具体措施
    
  1.一般的建筑物通常都是采用抗震方法(设置抗震构件、抗震墙)和防震措施(如设置防震缝)来预防地震灾害的,隔震和减震仅适用于特殊要求和高烈度抗震结构。
    
  2.由于强调强剪弱弯故需改变传统的做法——箍筋只用级钢,现在提倡用级钢箍;砼强度越高,其脆性越大,抗裂性能越低,所以对砼强度等级的采用是有所限制的,不是越高越好,正确的设计方法是恰当、适用就行。采用高强砼时,有关构件剪力、轴压比、柱墙箍筋特征值都比普通砼要求严。
    
  3.“部分框支抗震结构指首层或底部两层框支抗震墙结构,意即不包括高位转换层框支结构,换句话说,即高位转换层结构的最大高度应从严控制。对于部分框支抗震墙结构的框支层框架,不管设防烈度高低也不管房屋高度如何,其抗震等级最低为二级,不存在三级,意即其结构计算及构造措施要求都较严。部分框支抗震墙结构属于复杂结构之一,框支层楼板厚度、砼强度等级、楼板的配筋率等都有特别要求,设计时务必给予满足。
    
  4.设置抗震缝时即出现抗撞墙,什么情况下需设置抗撞墙,如何合理设置,均应按规定实施。
    
  5.应注意框架剪力墙结构中的抗震墙连梁刚度要求大,而在抗震墙结构和部分框支抗震墙结构中的抗震墙连梁的刚度要求小,两种结构处理方法截然不同。
    
  6.扁梁楼盖的抗震性能并不优于传统梁板结构,因此扁梁楼盖不宜用于一级框架结构,即扁梁楼盖的应用是有一定限制的。只有当客观条件受到限制,比如房屋总高与层数关系、层高与净高关系等,才考虑采用扁梁楼盖。
    
  7.抗震墙端部和洞口两侧的边缘构件根据抗震等级和轴压比分为约束边缘构件构造边缘构件,两者的配筋范围和配筋量都有不同的规定,尤其约束边缘构件的箍筋配置决定于砼强度等级和箍筋钢筋种类,具体设计时颇为繁琐。边缘构件的形式除规范中列出的典型截面外,由于建筑平面开门洞的关系,会产生许多异型截面,设计时也颇费周折。
    
  8.地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,从楼板厚度、砼强度等级、板的配筋率、楼层的侧面刚度等都有具体要求。此外,从规范条文说明中看到,地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下室层数不宜少于两层,这意味着对高层建筑来说,地下室层数或总深层不仅由地基基础埋深决定,还必须考虑上述因素。
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作者单位:上海开天建设(集团)有限公司)

                                                       转载自:建筑时报网


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