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提高建筑工程抗震性能的探索

0139建筑材料2021-07-18 12:02:43


  我國是一個地震多發(fā)國家,地震區(qū)分布廣大,很多城市位于地震區(qū),70%以上的城市都應進行抗震設防。

  本文通過對當前建筑工程抗震常見問題的分析,指出了提升建筑工程抗震性能的有效措施。
  我國是一個地震多發(fā)的國家,需要考慮抗震設防的地域遼闊。2008年的汶川地震造成倒塌房屋超過500 萬間,死亡人數(shù)近7 萬人,這其中,多數(shù)遇難人員是因為房屋倒塌造成的。汶川大地震深刻地揭示,90%以上的地震災害的直接或間接損失是由于地震對建筑物、構筑物破壞性造成的,這次地震又一次使工程技術員感到抗震設防的重要性。血的教訓提醒人們,抗震設計不可掉以輕心,如有失誤就會付出沉重的代價。
1、建筑工程抗震存在的常見問題
  建筑規(guī)劃和選址不當。中國地震活動的主要特點有:分布范圍廣,震中分散,難以集中采取防御措施;震源淺、強度大,對地面建筑物和工程設施的破壞較重;位于地震區(qū)的大、中城市多,建筑物抗震能力低;強震的重演周期長。
  建筑抗震需求考慮不足。按照抗震標準建造的房屋,如遇超過其設防標準的地震,可能會發(fā)生扭曲變形的現(xiàn)象,但不會瞬間倒塌,從而為人們留下充足的逃生時間。這類延性倒塌,可以確保更多的人可以在地震發(fā)生之時逃到戶外。
  建筑抗震設計欠缺。在中國廣大的農村,絕大部分農房處于不設防狀態(tài)。地震作用下結構進入非彈性大變形,構件失穩(wěn),傳力途徑失效容易導致連續(xù)倒塌。
  建筑質量過差。關于1999 年臺灣大地震,據臺灣媒體報道“施工不確定(不按設計要求施工),設計與實際施工不同,偷工減料,未按抗震設計要求施工”等也是倒塌的重要原因。如:部分樓房柱子過細,配筋不足,箍筋間距過大,彎鉤、搭接長度、錨固長度、縱筋在同一截面搭接等均不符合抗震設計要求。“導致建筑質量過差的原因還有:建筑材料的質量差(如混凝土標號不夠、鋼筋不合格等),施工質量差(如不按圖施工、技術不到位、偷工減料等),隨意裝修損害房屋的抗震性(如將承重墻拆除、承重墻上隨意鑿洞、擴大原有門窗尺寸或者另建門窗等),建筑施工中缺乏有效監(jiān)管等。
2、建筑工程提升抗震措施的措施
  2.1 正確的選址。《中華人民共和國防震減災法》規(guī)定,對于重大建設工程和可能發(fā)生嚴重次生災害的建設工程,必須進行地震安全性評價;并根據地震安全性評價的結果,確定抗震設防要求,進行抗震設防。建筑物建造在軟弱地基或可液化場地或臨近地震斷層,地震對場地液化導致地基失效,建筑物傾斜而易于倒塌。務必重視社會經濟系統(tǒng)的安全,規(guī)劃時應注意避免導致地震次生災害或使次生災害限于局部。新設計建筑物時,要選擇對抗震有利的地段,避開對建筑不利的地段,不應在危險地段建造各類工業(yè)與民用建筑。
  2.2 采用合理的結構形式。目前我國建筑常用結構形式有磚混結構、鋼筋混凝土結構、鋼筋——混凝土組合結構、鋼結構??筛鶕煌牡貐^(qū),不同設防烈度選擇不同的結構形式。鋼筋混凝土本身具有柔性,因而這種結構的建筑物變形能力好,承載能力高,一般來說抗震能力也強。在確定結構方案時,應根據建筑使用功能要求和抗震要求進行合理選擇。從抗震角度來說,結構的側移度是選擇結構體系時要考慮的重要因素,特別是對于高層建筑的設計,這一點起控制作用,隨著多層和高層房屋高度的增加,結構在地震作用以及其他荷載作用下產生的水平位移迅速增大,要求結構的抗側移剛度必須隨之增大。而不同類型的鋼筋混凝土結構體系,由于構件及其組成方式的不同和受力特點的不同,在抗側移剛度方面有很大差別,他們具有各自不同的合理使用高度。因此,為了滿足結構的抗側移剛度要求,避免不合理的設計,應對不同類型的鋼筋混凝土結構體系的房屋總高度分別給予不同的限制,這是確定結構的一個重要因素。選擇多層砌體房屋結構體系應優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重的方案??v墻承重方案因橫向支撐少,縱墻易產生平面外彎曲破壞而導致倒塌,應盡量避免采用。 2.3 結構體系中橫縱墻的布置應均勻對稱,沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續(xù),同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。鋼結構房屋抗震設計選擇內容包括高層鋼結構民用建筑、單層鋼結構廠房、多層鋼結構廠房。根據不同設防烈度和結構體系確定鋼結構房屋最大適用高度。
  提高設計質量。地震尤其是震級和烈度高地震,危害性非常大,建筑物的抗震性能就顯得尤為重要。目前我國抗震設計的目標是“小震不壞,大震不倒”。目前我國建筑結構設計水平還很低,大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理,導致結構方案無法合理布置,增加材料用量,帶來兩個惡果:—是造價升高;二是自重增加,導致地震作用加大,從而布置更多材料。
  其實,從建筑設計的角度出發(fā),在正確的抗震理論指導下,依據合理的設計原則,同樣可提高甚至保證建筑結構的安全可靠性。
  其原則包括:結構構件應具備足夠大的承載能力;結構應具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉和位移;結構應具有足夠大的延性和耗能能力,這一點對結構在強震作用下的安全性尤為重要。
  延性是指構件和結構屈服后,具有承載力不降低或基本不降低且有足夠塑性變形能力的一種性能。延性大,說明塑性變形能力大,強度或承載力的降低緩慢,從而有足夠大的能力吸收和耗散地震能量,避免結構倒塌。綜合運用抗震原則,以承載力、剛度和延性為主導目標,多道防線剛柔結合,同時保證結構體型簡單,結構受力和傳力途徑直接,整體結構與結構構件共同作用,如此一來就可以從設計上確保建筑結構在地震作用下的安全性。
  2.4 加強建筑工程的施工管理??茖W合理的抗震設計,必須通過高質量高水平的施工才能實現(xiàn)。如果說設計是“理論”,那么施工就是“實踐”了,施工是實施設計意圖,施工質量的好壞,直接影響建筑物的抗震能力。倘若施工質量存在重大問題和隱患,一旦遭遇強烈地震使會將問題暴露無遺。搞好施工質量的關鍵在于嚴格按施工規(guī)范或規(guī)定施工?,F(xiàn)行的抗震設計規(guī)范與施工規(guī)程,對施工標準,施工技術與措施及施工質量等均作了明確的規(guī)定,嚴格執(zhí)行國家制定的建筑抗震設計規(guī)范,特別是強制性抗震技術規(guī)范是非常必要的。
  總之,為了提高建筑工程的抗震性能,必須完善建筑抗震標準、科學合理規(guī)劃、選擇對抗震有利的場地、符合抗震設計、確保建筑質量、合理使用建筑物、加強建筑監(jiān)管等。因此,建筑物的抗震性能是政府、規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)理、質檢、業(yè)主等共同作用的結果。

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