抗震问题(精选12篇)
抗震问题 篇1
在层高一定的情况下, 为提高延性而降低轴压比则会导致柱截面增大, 且轴压比越小截面越大;而截面增大导致剪跨比减小, 又降低了构件的延性。众所周知, 短柱的延性很差, 尤其是超短柱几乎没有延性, 在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时, 很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌, 无法满足“中震可修, 大震不倒”的设计准则。为了避免短柱脆性破坏问题在建筑中发生, 首先要正确判定短柱, 然后对短柱采取一些构造措施或处理, 提高短柱的延性和抗震性能。
1 短柱的正确判定
规程规范上规定, 柱净高H与截面高度h之比H/h≤4为短柱, 很多工程技术人员也都据此来判定短柱。确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比λ, 只有剪跨比λ=M/Vh≤2的柱才是短柱, 而柱净高与截面高度之比H/h≤4的柱其剪跨比λ不一定小于2, 亦即不一定是短柱。按H/h≤4来判定的主要依据是:1) λ=M/Vh≤2;2) 考虑到框架柱反弯点大都靠近柱中点, 取M=0.5VH, 则λ=M/Vh=0.5VH/Vh=0.5H/h≤2, 由此即得H/h≤4。但是, 对于高层建筑, 梁、柱线刚度比较小, 特别是底部几层, 由于受柱底嵌固的影响且梁对柱的约束弯矩较小, 反弯点的高度会比柱高的一半高得多, 甚至不出现反弯点, 此时不宜按H/h≤4来判定短柱, 而应按短柱的力学定义———剪跨比λ=M/Vh≤2来判定才是正确的。事实上, 在柱高Hn或连续梁剪跨a的范围内, 最大剪跨比是出现在弯矩较大区段上的。钢筋砼构件的抗剪承载力是随剪跨比λ增大而降低的。所以, 同样条件下, 弯矩较大区段的截面抗剪承载力要比弯矩较小区段的小, 在荷载作用下, 如果发生剪切破坏, 就只能是在弯矩较大区段上。用来判断框架柱是否属于短柱的剪跨比λ当然应是可能发生剪切破坏截面的剪跨比λ。
一般情况下, 在高层建筑的底部几层, 框架柱的反弯点都偏上, 即Mb>Mt式1) 。此时, 可按式1) 或式2) 判定短柱:
或Hn/h≤2/yn式2) 式中, yn——n层柱的反弯点高度比, 根据几何关系, 可得:yn=1/ (1+Ψ) , 其中, Ψ=Mt/Mb, 0≤Ψ≤1;Hn———n层柱的净高。
式2) 具有一般性。当反弯点在柱中点时, Ψ=1, yn=0.5, 2) 即成为Hn/h≤4;当反弯点在柱上端截面时, Ψ=0, yn=1, 式2) 即成为Hn/h≤2;如果框架柱上不出现反弯点, 就应采用最大弯矩作用截面的剪跨比λ=M/Vh≤2来判断短柱。
当需要初步判断框架柱是否属于短柱时, 可先按D值法确定柱子的反弯点高度比yn, 然后按式2) 判断短柱。在施工图设计阶段, 可根据电算结果作进一步判断。
2 改善短柱抗震性能的措施
当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时, 按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确定为短柱后, 就应尽量提高短柱的承载力, 减小短柱的截面尺寸, 采取各种有效措施提高短柱的延性, 改善短柱的抗震性能。
2.1 使用复合螺旋箍筋
建筑中框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的, 柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。对于短柱, 只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求, 是能够做到使其不发生剪切型破坏的。因此, 使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力, 改善对砼的约束作用, 能够达到改善短柱抗震性能的目的。
2.2 采用分体柱
由于短柱的抗弯承载力比抗剪承载力要大得多, 在地震作用下往往是因剪坏而失效, 其抗弯强度不能完全发挥。因此, 可人为地削弱短柱的抗弯强度, 使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度, 这样, 在地震作用下, 柱子将首先达到抗弯强度, 从而呈现出延性的破坏状态。人为削弱抗弯强度的方法, 可以在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱, 分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键, 以增强它的初期刚度和后期耗能能力。一般, 连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键等形式。
对分体柱工作性态的理论分析和试验研究表明:采用分体柱的方法虽然使柱子的抗剪承载力基本不变, 抗弯承载力稍有降低, 但是使柱子的变形能力和延性均得到显著提高, 其破坏形态由剪切型转化为弯曲型, 从而实现了短柱变“长柱”的设想, 有效地改善了短柱尤其是剪跨比λ≤1.5的超短柱的抗震性能。分体柱方法已在实际工程中得到应用。
2.3 采用钢骨砼柱
钢骨砼柱由钢骨和外包砼组成。钢骨通常采用由钢板焊接拼制或直接扎制而成的工字形、口字形、十字形截面。与钢结构相比, 钢骨砼柱的外包砼可以防止钢构件的局部屈曲, 提高柱的整体刚度, 显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能, 使钢材的强度得以充分发挥。采用钢骨砼结构, 一般可比钢结构节约钢材达50%以上。
2.4 采用钢管砼柱
钢管砼是由砼填入薄壁圆形钢管内而形成的组合结构材料, 是套箍砼的一种特殊形式。由于钢管内的砼受到钢管的侧向约束, 使得砼处于三向受压状态, 从而使砼的抗压强度和极限压应变得到很大的提高, 砼特别是高强砼的延性得到显著改善。同时, 钢管既是纵筋, 又是横向箍筋, 其管径与管壁厚度的比值至少都在90以下, 这相当于配筋率至少都在4.6%以上, 这远远超过抗震规范中对钢筋砼柱所要求的最小配筋率限值。由于钢管砼的抗压强度和变形能力特佳, 即使在高轴压比条件下, 仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”, 不存在受压区先破坏的问题, 也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲失稳的问题。因此, 从保证控制截面的转动能力而言, 无需限定轴压比限值。
3 小结
1) 确定是不是短柱不宜按H/h≤4来判别, 而应按剪跨比λ=M/Vh≤2来判别。一般情况下, 可采用本文式2来判别。当需要初步判别是否属于短柱时, 可先按D值法确定反弯点高度比yn, 然后按本文式2来判别。2) 当按剪跨比λ判定柱子不是短柱时, 按一般框架柱的抗震要求采取构造措施即可;确为短柱, 就应当尽量提高短柱的承载力, 减小短柱的截面尺寸, 采取各种有效措施提高短柱的延性, 改善短柱的抗震性能。使用复合螺旋箍筋, 采用分体柱技术均可有效地改善短柱的抗震性能;采用钢骨砼、钢管砼等新结构, 可显著提高柱的承载力, 减小柱截面尺寸, 避免在结构下部出现短柱尤其是超短柱。因此, 在高层建筑抗震设计中应根据工程的具体情况, 尽量采用上述新结构、新技术, 来避免短柱脆性破坏问题的发生。
抗震问题 篇2
(The discussion on the problem of Seismic Input in Aseismic Design)
摘要:地震动输入的不确定性是结构抗震设计中最大的不确定性,针对抗震设计中往往只重视计算方法和计算模型的研究,而忽略输入机制的情况,总结设计反应谱地震动输入机制的主要方法,对这种方法进行介绍、评价以及前景预测,使设计人员在抗震设计时可根据不同情况选择最佳的输入机制,以满足抗震设计的需要。
关键词:结构抗震设计;地震波;地震动;反应谱;
1 引言
结构抗震设计理论涉及地震学、结构工程学等多门学科知识,其内容可概括为地震动输入、结构模型化、结构反应分析及抗震设计原则四部分。
地震动输入即是根据地震危险性分析的结果进行地震动区划,对于重要的工程结构甚至还需要进行地震动小区划,从而确定工程结构在设计基准期内具有不同超越概率的设计地震动参数;结构模型化是指根据分析的目的和侧重点对实际工程结构进行必要的简化,以使分析可行, 通常的结构模型化包括结构动力分析模型和结构构件恢复力模型的简化;结构反应分析则是采取适当的计算方法分析给定结构在给定地震动输入下的响应;抗震设计原则是在经济政策指导下对震害经验、抗震原理以及工程经验的综合技术成果,通常以技术法规的形式体现于各类工程结构的抗震设计规范中,
上述四部分内容既是结构抗震设计理论必须研究的对象,同时又是具体工程结构抗震设计所应遵循的步骤,四者彼此独立又相互联系,不可或缺。
本文旨在阐明结构抗震设计中地震动输入问题的讨论。针对抗震设计中往往只重视计算方法和计算模型的研究,而忽略输入机制的情况,总结设计反应谱和时程分析中输入地震波和随机分析采用的地震动输入机制的主要方法。对各种方法进行介绍、评价以及前景预测,使设计人员在抗震设计时可根据不同情况选择最佳的输入机制,以满足抗震设计的需要。
2 地震动输入的不确定性是结构抗震设计中最大的不确定性
建筑抗震是个经济问题 篇3
1976年唐山地震后,中国的建筑抗震开始得到重视,最终提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求,并延续至今。
但对于偏远民族地区而言,这个目标一直受制于经济发展而举步维艰。
中国建筑科学研究院工程抗震研究所原所长王亚勇,曾多次参与建筑抗震设计规范的编写。他告诉《瞭望东方周刊》,建国后多年,建筑抗震方面的研究很少,主要集中在中科院工程力学研究所,即现在的中国地震局工程力学研究所。
1964年该机构参照苏联规范起草了《地震区建筑抗震设计规范》草案,但没有形成正式规范条例。1966年的邢台地震,成为中国地震工程研究的起点。
唐山地震发生后,国家召集力量,修改颁布了1978年的《工业与民用建筑抗震设计规范》。
王亚勇说,中国真正大规模的建筑抗震研究始自唐山地震,总结唐山地震经验而取得的一些基本房屋建筑抗震方法,沿用至今。
当时震区有两座寺庙没有倒掉,原因在于支撑寺庙的四根柱子下面都有一块石头,其中一座寺庙底部连接地面的地板甚至可以滑动,可以有效消除地震波的冲击,正是隔震技术的具体体现,后来被广泛模仿。
而寺庙顶部的木榫结构,消耗地震能量,也被应用于后来的消能减震技术。
唐山地震对建筑抗震研究的影响,在王亚勇看来主要有几大方面:首先是开展了强震地面运动的研究,发展了强震观测技术;其次,改善了各类房屋的抗震方法、设计技术。包括房屋砌体结构,各类建筑和工业设施,比如烟囱、输煤栈道、水坝等抗震研究;再一方面,开展防灾规划,把城市建设的抗震问题放在重要位置。
自唐山地震后,每年国家出资十几亿元,由原国家建委统一安排,在全国范围内进行抗震加固。这笔延续约10年的资金越来越少,最后约为七八亿元。
唐山地震后抗震建设的成果体现在1988年的云南澜沧耿马地震。澜沧县城的医院经过震前加固,安然无恙。震前加固的澜沧县城影剧院,也没有造成人员伤亡。
澜沧耿马地震既是对1978年规范的检验,也为1989年《建筑抗震设计规范》的编写起了推进作用。后者在唐山、云南、四川等地的地震经验基础上形成了一个“标志性的规范”,并明确提出“小震不坏、中震可修、大震不倒”的地震设防思想。
相关规范的下一次修改则要到2001年,一直到2008年,除了修订新的《建筑抗震设计规范》,在1995年日本阪神大地震等影响下,我国中央政府于1999年启动“首都圈防震减灾示范区工程”。
此时,面对国际上的多次大震经验,国内抗震设防思想从过去的“硬抗”转为“软抗”,消能减震技术、隔震技术等都在2001年的规范中明确体现。
2013年芦山地震中芦山县人民医院大楼就是一个例子。这个由澳门特区政府援建的建筑,由于采用了在地基部分增添橡胶隔震垫等隔震技术,成为“抗震明星”。
到2010年正式启动新《建筑抗震设计规范》编写,主要吸收了2008年四川地震的经验,提高了学校、医院的抗震设防能力。
村镇抗震:存在问题与改进措施 篇4
我国村镇抗震能力低
2003年我国大陆发生成灾地震21次, 这些地震的震中均发生在村镇地区, 共造成约298万人受灾, 受灾面积约78143平方公里;死亡319人, 重伤2332人, 轻伤4815人;造成房屋倒塌328.50万m2, 严重破坏483.69万m2, 中等破坏1006.42万m2, 轻微破坏1909.50万m2;地震灾害总直接经济损失46.6亿元, 而房屋建筑破坏是村镇震灾损失的主要原因。
村镇建筑主要有以下几种结构类型:
一、农村土木结构房屋
这类房屋在我国西部地震高发地区的农村普遍采用。农村土木结构房屋在抗震方面存在的主要问题是:主体结构的材料强度低、结构的整体性差、房屋各构件之间的连接薄弱。这类房屋的抗震能力最低, 6度地震就可造成相当数量的破坏, 7度地震时有一定数量的严重破坏和倒塌, 8度地震时则多数破坏达到不可修复程度, 9度地震时则全部倒塌。
二、村镇砖木房屋
这类房屋在我国广大农村和乡镇普遍采用, 西部地震高发地区的农村也可见到, 但因经济状况差, 数量较少。村镇砖木结构房屋在抗震方面存在的主要问题是:一是砌筑砂浆强度低。地震时墙体产生开裂破坏, 墙面出现与水平线呈45度的斜裂缝或交叉斜裂缝, 且主要是沿灰缝开裂。二是纵横墙 (内外墙) 连接不牢。没有同时咬槎砌筑 (如施工时留马牙槎) 、无拉接措施等。在水平地震作用下外墙拉脱外闪。三是屋盖与墙体无连接。如大梁与墙体无连接, 尤其是檩条与山墙无锚固措施, 山墙外闪使屋架塌落。四是房屋整体性差。如不设置圈梁 (如配筋砖圈梁等) 。
三、乡镇砖混结构房屋
乡镇砖混结构房屋主要是学校、影剧院、医院、乡镇政府机关等公共建筑, 临街面的商业用房也有部分为砖混或底层框架房屋。这类房屋在抗震方面存在的主要问题是砂浆强度普遍较低, 施工质量差, 门、窗间墙的宽度达不到抗震规范要求等。房屋震害调查表明, 凡严格按照抗震规范设计与施工的砖混房屋, 其抗震能力均可以达到“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的设防目标, 确保人民生命财产的安全。
2003年2月24日新疆巴楚6.8级地震农村和乡镇中上述三种结构类型房屋在宏观地震烈度为7、8、9度区内各类房屋严重破坏和倒塌所占比例分别为:农村土木房屋16.32%、69.94%、100%;村镇砖木房屋5.50%、25.00%、70.00%;乡镇砖混房屋3.70%、12.50%、36.90%。上述情况基本反映了我国西部以及其他经济不发达地区 (华北、东北等) 村镇建筑的地震灾害和抗震能力现状。
村镇抗震能力建设存在的五大问题
一、现有村镇房屋的抗震技术的系统性、针对性和可操作性还有欠缺。
二、农村没有建设总体规划、施政缺乏法规依据。
三、农民抗震防灾意识淡薄、缺乏必要的抗震知识、传统的不良习惯做法对抗震不利。主要表现在以下几个方面:
1、墙体没有同时咬槎砌筑, 如河北张北和内蒙西乌旗地区的农民在建房过程中, 习惯上先砌筑一墙片并留直槎, 再进行其他墙片的砌筑, 导致纵横墙连接不牢。
2、同一墙体使用两种不同的材料, 如云南、内蒙古不少地区的农房采用内层土坯外层砖的里生外熟做法 (俗称金包银) , 由于材料规格和强度不同, 导致墙体两张皮, 地震中破坏严重, 如云南丽江地震和内蒙古西乌旗地震表明里生外熟墙体房屋的抗震能力甚至不如土坯墙房屋。
3、是片面追求大空间、大开窗, 窗间墙宽度仅有490mm甚至370mm, 这种现象在全国各地农村均较普遍。
4、主体建筑材料缺乏, 房屋造价高。我国西南、西北和华北地震高发地区的农村普遍缺乏砖、石、木材甚至砂子等房屋的主体建筑材料。
5、国家的资金投入少, 缺乏相应的推进机制。由于农村民房是自主建造, 何时建造, 采用何种结构型式、何种建筑材料等, 完全由房主根据自己的财力、传统习惯等因素与建筑工匠议定, 政府缺乏相应的抗震技术推进机制。
提高村镇抗震能力措施
一、村镇抗震防灾技术标准和技术措施
由于村镇建筑在功能、结构类型、建筑材料、建造方式等方面与城市建筑有很大差别, 应制定针对村镇建筑的抗震技术标准并逐步使之系列化。
1、村镇建筑抗震设防目标
在遭遇到当地基本烈度地震影响时, 防止倒墙塌架。目的是不砸死人、不造成严重财产损失, 允许房屋有一定程度的破坏 (如中等破坏) 。
2、村镇建筑抗震防灾技术措施
由于我国幅员辽阔, 村镇建筑在结构类型、建筑材料、民俗习惯、经济发展等存在很大差异, 抗震防灾技术措施应体现“因地制宜, 就地取材、简单有效、经济实用”的原则。
3、技术标准
实施村镇抗震防灾应有技术法规予以支持和规范, 需要优先制定的技术标准如下:
“村镇抗震防灾规划” (纳入村镇总体规划一并实施) ;
“村镇建筑抗震技术规程” (针对新建建筑的抗震设防) ;
“村镇建筑抗震加固技术规程” (针对已有建筑的抗震加固) ;
“村镇建筑抗震技术规程”和“村镇建筑抗震加固技术规程”应分国家和地方两级标准。国家标准对保障人员生命安全、减轻地震经济损失提出基本要求, 地方标准应体现地域特点和经济发展的差别。
二、增加村镇抗震减灾的财政投入
村镇抗震减灾费用系指村镇民房、基础设施和公共建筑的抗震设防与抗震加固所需的这部分费用。对于新建的村镇建筑和现有大量农村民房的抗震设防和加固费用应以自筹为主、政府适当补贴;公建应由各级政府或业主负责。为此, 国家和地方财政应设立村镇抗震防灾专项基金, 由各级建设行政抗震主管部门负责调配落实, 使农民切实得到这部分利益。
三、村镇抗震防灾的管理措施
为了改变农村建房的随意性和无序的状况, 应采取以下几方面的管理措施。
1、制定相应抗震技术管理和推进机制
在村镇抗震能力建设管理工作中, 一是应首先从总体规划做起, 这样在抗震管理过程中就有了法规依据;二是进行村镇抗震防灾规划工作, 并纳入总体规划一并实施;三是房屋建造应有符合当地抗震要求的设计图纸;四是应由有资质的村镇工匠牵头的施工队伍进行建造。这样在宅基地审批时, 可根据总体规划和抗震防灾规划, 要求房主出示房屋设计图纸和与有资质工匠签署的施工合同书, 缺少者暂不批准, 何时补齐何时批准。
2、建立鼓励引导农民进行抗震建设的激励制度
制定农村抗震建设奖惩政策, 对积极按照抗震要求进行建设的群众明确提出奖励的措施和方式, 鼓励、引导农民在农村建设上逐步达到抗震设防要求。
3、村镇建设工匠的抗震技术培训
政府出资定期进行农村建设人员的抗震培训;组织规划、设计、施工等技术人员向农村地区进行巡回抗震技术服务和咨询宣传;把农村工匠的施工上岗许可证制度逐步纳入农村建设管理中, 提高抗震建设水平。
4、实施村镇抗震减灾示范工程
抗震问题 篇5
发布日期:2010年02月04日
川建勘设函[2010]55号
自贡市规划和建设局:
你局《关于建筑工程抗震设防有关问题的请示》(自规建[2010]10号)收悉。函复如下:
一、根据《建筑法》、《防震减灾法》、《标准化法》、《建设工程质量管理条例》、《汶川地震灾后恢复重建条例》等法律法规的规定,建设工程应根据国家工程建设标准进行抗震设防。
二、《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001国家标准(比例尺为1:400万)和汶川地震后颁布的《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001(国家标准第1号修改单)(比例尺为1:100万)是确定工程抗震设防要求的基本依据。鉴于地震动峰值加速度分区界线穿越部分县(市)所辖区域,这些县(市)所辖区域的抗震设防要求(地震动峰值加速度)按以下原则确定:
1、县(市)城镇中心地区建筑工程的抗震设防按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)2008局部修订附录A《我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组》所确定的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值执行。
2、为推进汶川地震灾后恢复重建工作,依据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001(国家标准第1号修改单)(比例尺为1:100万),四川省地震局编制、印发了《四川省汶川地震灾区各乡镇地震动参数一览表》(川震防发[2009]117号),列入该一览表的乡镇按照该表确定的地震动参数进行抗震设防。
3、根据中国地震局下发的《关于四川省地震基本烈度Ⅶ度及以上县(市、区)名单的复函》(中震函〔2009〕201号),除上述以外的其他乡镇的建筑工程抗震设防,按照《中国地震动参数区划图》GB18306-2001国家标准(比例尺为1:400万)地震动峰值加速度区划图划定的动参数分区进行抗震设防,位于分界线上的乡镇,按照就高不就低的原则进行抗震设防或按地震小区划结果进行抗震设防。
三、建筑工程抗震设防关系工程和人民生命财产安全,属于国家强制性标准的范畴。各类建筑工程应当严格执行工程建设标准,确保抗震设防质量。
此复。
四川省住房和城乡建设厅
四川省地震局
抗震问题 篇6
关键词:城市桥梁;抗震设计
随着市政基础设施建设力度加大,城市桥梁在我国发展迅速,主要形式为城市立交桥和城市高架桥。但是,城市桥梁由于抗震设计的不足等因素,桥梁在地震中的抗破坏能力有限。一旦发生地震,将会受到严重的破坏,造成严重的经济损失,甚至严重造成人员伤亡。2008年的汶川地震,仅绵竹市内桥梁中有6.82%的完全毁坏,26.14%的桥梁严重破坏,27.27%的桥梁中等破坏,31.82%的桥梁轻微破坏,仅有7.95%的桥梁基本完好。由此可见,如果城市桥梁设计中存在问题,将会在地震中不堪一击。
一、城市桥梁地震受害的类型
随着城市桥梁在地震中各个部分受到的破坏可能是相互独立的,也可能是相互联系的。这些破坏往往难以修复,会造成严重的经济损失,甚至会给人身安全带来威胁。
(一)桥台的震害
在地震发生时,桥台的震害较为常见。除了桩基被剪切破坏,地基丧失承载力,如沙土液化等引起的桥台滑移,台身与上部结构发生碰撞引起破坏,以及桥台向后倾斜。2008年的汶川地震中的桥台震害,就包括台身结构破坏和护坡垮塌等。
(二)桥梁墩柱的震害
由于大量震害资料表明,桥梁下部结构中普遍采用的钢筋混凝土桥墩,其破坏形式主要为弯曲破坏和剪切破坏。弯曲破坏是延性的,表現多为开裂,混凝土剥落压溃、钢筋裸露和弯曲等,伴随弯曲破坏还会发生很大的塑性变形;桥墩剪切破坏则是脆性的,伴随着强度和刚度的急剧下降,往往会造成墩柱以上及下部结构的倒塌。所以震区桥墩的设计原则为“强剪弱弯”,以保证桥梁在受到地震作用时,先反生弯曲破坏,而不发生剪切破坏。
(三)支座受到地震的破坏
在地震发生时,上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构,当传递荷载超过支座的设计强度时,支座就会被剪坏。当支座变位超过活动支座容许值时,桥梁倾斜或支座落位,甚至引发落梁。
(四)主梁受到地震的破坏
主梁在地震中的震害主要为主梁的纵向移位、横向移位及扭转移位,如果主梁的移位超出了墩、台的支承面,则会发生落梁震害;另外,主梁还可能发生碰撞震害。
城市桥梁抗震设计必须综合考虑各个部分的受害特点,并做出相应的有效措施,从而尽量将地震造成的损失降到最小。
二、城市桥梁抗震设计原则
根据桥梁抗震规范采用的是三水准抗震设防目标和两阶段设计。简要地说就是要求桥梁抗震做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”。三水准设计的要求是指在第一水准时,结构处于弹性工作阶段,因此可以采用线弹性动力理论进行桥梁结构的地震反应分析,以满足强度要求。在第二水准烈度,即设防基本烈度时,桥梁可能出现一定程度的破坏,但经过修理后仍可继续使用。从结构受力角度来讲,桥梁结构已经进入非弹性阶段,但结构的弹塑性变形被控制在一定的限度内。在第三水准烈度,桥梁结构可以有较大的非弹性变形,但仍应控制在规定范围内。两阶段设计,第一阶段采用第一水准的地震烈度及相关地震动参数,按弹性理论计算地震作用效应与其他荷载组合,对结构进行承载力和弹性变形验算;第二阶段设计取第三水准的地震动参数进行桥梁结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算,同时采用相应的构造措施。
针对桥梁震害及抗震设计中的问题,要保证桥梁在地震中达到抗震设计的预期,还应注意以下问题:
(一)选择合理的桥位
桥梁工程抗震设防的主要对象是构造地震,而构造地震与地质构造密切相关。在发震断层及其相邻地段,地震烈度高,对桥梁的破坏性极大,桥位选择应尽可能避开。同时还应尽量避开软弱粘性土层、可液化土层和地层严重不均匀的地段以及滑坡、坍塌等不良地质地段,以减轻地震发生时的次生震害。如必须设置在可液化或松软土层的河岸地段时,桥长应适当增长,将桥台置于稳定的河岸上,而桥墩基础要加强。如必须在软土地基上选用简支梁或悬臂梁体系(带有挂孔)时,应在构造上加强防止落梁的措施,墩台结构应选用整体性好的结构形式,基础要埋入稳定土层内。
(二)桥梁整体稳定
在城市桥梁的抗震设计中,要着重保持桥梁的整体性。因为具有整体性的桥梁,在地震时以一个整体的形式接受外界驱动力的作用,可以以最大质量接受外界驱动力发生受迫振动,此时受迫振动的振幅是最小的。从桥梁的几何线形来讲,桥梁最好是直线桥,且各墩高差不大;从桥梁结构布局方面来说,上部结构最好是连续小跨结构,并在多个桥墩上布置弹性支座,各桥墩的刚度和强度相差不大。也就是说,具有整体性的桥梁抵抗地震冲击的能力是最强。
(三)提高桥梁延性
城市桥梁的抗震设计中,另一个关键的性能就是延性。桥梁延性指的是桥梁抗力始终没有明显下降的情况下桥梁结构所能经受的反复弹塑性变形循环的能力。由于地震瞬间爆发的能量非常大,很多城市桥梁结构的强度都很难抵挡地震波的冲击,这个时候,良好的延性将使桥梁有较大可能免受地震的破坏。因为尽管地震的影响使桥梁发生结构的变化,桥体发生形变会轻微的位移,但是良好的延性能够保持桥梁完整性,使其发生形变而不发生破坏,大大增强了城市桥梁的抗震能力。
三、城市桥梁抗震设计的方法
(一)选取合理的桥梁方案
桥梁的方案阶段,就应选取抗震性能较好、整体性强的结构体系,如连续梁、无铰拱等。如中国赵州桥,系石拱桥,地处多地震区,建桥1300多年以来,经多次强烈地震,犹屹立未毁。
(二)建立合理的抗震模型
通常在一般情况下应建立桥梁结构的空间动力计算模型进行抗震分析,计算模型应反应实际桥梁结构的动力特性。计算模型应能正确反应桥梁上部结构、下部结构、支座和地基的刚度、质量分布及阻尼特性。通常主梁和墩柱采用空间杆系单元模拟,单元质量采用集中质量代表。
(三)重视桥梁抗震构造措施
桥梁设计的方案阶段,就应选取对抗震有利的桥梁形式。上部结构连续的桥梁,各桥墩高度最好相近。若因地形限制导致相邻墩高相差较大,设计可以采取不同的桥墩断面构造方式来调整桥墩的抗推刚度。加强结构塑性铰区域、结点区域等薄弱部位的构造措施,以保证结构的强度和延性。对于抗震设防烈度为7度以上的桥梁,应严格遵守相关规范上的抗震设防措施,确保桥梁抗震构造安全。
(四)灵活运用抗震规范
《城市桥梁抗震设计规范》(CJJ166-2011)中规定,对于城市快速路上的桥梁,应进行E1和E2地震作用下的抗震分析和抗震验算;对于城市主干道上的桥梁,则只进行E1地震作用下的抗震分析和抗震验算。规范条文如此规定的出发点,可能是基于桥梁位置重要性。但是,设计人员再作桥梁抗震设计时,不应拘泥于规范条文,而应结合桥梁所在的道路等级和桥梁结构本身来进行。如果桥梁位于城市主干道,但桥梁跨度较大或结构较复杂,也应同时进行E1和E2地震作用下的抗震分析和抗震验算。这样,既满足了抗震规范,又能使桥梁的抗震设计更趋合理。
四、结束语
本文总结对城市桥梁受地震发生破坏的类型和特性,并针对这些类型特定进行分析和总结。并结合新的城市桥梁抗震规范,而提出了城市桥梁抗震设计的一些原则和方法。
参考文献:
[1]CJJ 166-2011 城市桥梁抗震设计规范.
[2]JTG B02-2013 公路工程抗震规范.
[3]叶爱君 管仲国 桥梁抗震.
重庆农村民居抗震设防存在的问题 篇7
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。
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.
[3]陈亚红.提高农村民居抗震性能的措施.中国减灾, 2008.7.
高层建筑结构抗震设计问题研究 篇8
关键词:高层建筑,建筑结构,抗震设计
0 引言
地震灾害给人们带来了巨大的痛苦, 为了减少地震灾害带来的损失, 现代建筑结构设计应注重抗震设计。因此, 在建筑施工实践中, 设计人员应分析研究建筑抗震设计的主要问题, 并不断总结经验, 及时处理好这些问题。
1 我国高层建筑抗震设计中的一些问题
1.1 部分建筑物高度过高
根据我国现行的高层建筑混凝土结构技术规程规定, 在标准的防裂度和科学的结构形式下, 高层建筑需要有合理的建设高度, 只有在这种高度下, 抗震设计才会稳定安全, 但是, 我国有不少建筑已经超过的高度限制, 当遇到震力时, 这些超高的建筑物的变形破坏性会发生很大的变化, 因而会降低建筑物的抗震性能, 同时, 其它的不良的因素也会被诱发出来, 导致结构设计和工程预算参数的改变。
1.2 地基的选取不合理
现代城市不断的发展, 而人口也在不断增多, 城市的人均占有面积已经在逐渐减少, 但很多建筑商忽略了这一个问题, 他们发现哪里的利润空间大, 就会在哪里施工, 但高层建筑应该选择地域宽阔的土地, 同时要保证土地的坚硬或密实均匀中, 远离河岸, 不应垮在两类土壤上, 避开不利的地形或异性地形, 例如:断层、山崖、滑坡、地陷等, 在这些地段开展建设也会遭遇很多危险。因此, 地基选择的错误还可能导致抗震能力差。
1.3 材料的选用不科学, 结构体系不合理
特别是在地震多发地区, 建筑材料的选择和结构体系的设计受到人们广泛的关注和重视。目前, 我国建筑物主要是由钢筋混凝土组成的。因此, 变形的控制与设计必须以钢筋混凝土结构的位移限值为准。但是, 钢筋混凝土的弯曲变形侧移较大, 如果利用钢框架来减少位移, 不仅会增加钢筋的负荷, 且无明显的辅助效果, 为此, 有时还必须加大混凝土的刚度或设置伸臂结构, 这样才能勉强满足其位移控制标准。
1.4 较低的抗震设防烈度
很多专业人士认为, 现有的建筑安全设计之都已经无法在满足国家的发展了, 建筑结构的抗震设计水平还需要不断的提高。因为我国现有的抗震设防标准还是较低的, 中震相当于在规定的设计基准期内超越概率为l O%的地震烈度, 较低抗震防裂的标准也阻碍了抗震设计的发展。
1.5 轴压比与短柱问题
在混凝土机构的建筑中, 设计人员为了控制柱的轴压比, 促使柱的断面更大, 而柱的纵向钢筋却为构造配筋, 即使使用高强度的混凝土, 其柱面的尺寸也没有明显的减小。控制柱子的轴比, 是为了让柱子处于大偏压状态, 避免IE受拉钢筋而导致的混凝土被碾碎, 使柱子的抗变形能力降低, 缩短的建筑结构的使用质量, 如果建筑物遭遇到地震, 耗散和吸收地震能量少, 结构就容易被损坏。因此, 如果在框结构中可以保持强柱弱梁设计, 同时梁的稳定性良好, 柱子变形的可能就会大大减少, 设计人员便可放松轴压的比限值。此外, 有不少高层建筑底部几层柱的长细比小于4, 但并不代表这是短柱, 当剪跨比≤2的时候才能算是短柱。专家认为, 目前要开展抗震设计, 其高轴压比应需提高。可是, 在实践中, 即使能调整轴压比限值, 柱断面并不能由于略微增大轴压比限值而显著减小。可见, 在有抗震设计的高层建筑中使用钢筋混凝土还需要进一步的研究。
2 高层建筑抗震分析和设计的趋势
2.1 基于位移的结构抗震设计
我国目前的建筑结构抗震设计基本是以承载力为基础的。设计人员用线弹性方法计算结构在小幅度震动下的内力、变形;用组合的内力验算构件截面, 保证结构的稳定性;位移限值是建筑物投入使用阶段的要求, 主要是为了保护非结构的安全;结构的延性和耗能能力是利用构造措施获得的。
为了做好基础位移的抗震设计, 首先应认清简单结构的构件变形与配筋关系, 根据变形结构的要求进行设计;从而对整个建筑结构进入抗震阶段的变形做分析研究。所以, 除了小震阶段的计算外, 还应根据大震来做统计分析, 这才是第二阶段的抗震设计, 也是未来结构抗震设计的发展趋势。
2.2 材料参数随机性的抗震模糊可靠度分析
从结构的整体性出发, 从前, 设计人员中针对抗震的可靠性进行研究, 只考虑到建筑的负荷问题, 但没有综合考虑了材料参数的变化、地震烈度的随机性及烈度等级界限的随机性与模糊性对结构抗震可靠度的影响。这些研究成果都可以作为建筑抗震设计的重要参数, 并指导设计人员开展科学的抗震设计工作。
2.3 改善短柱抗震性能的措施
2.3.1 使用复合螺旋箍筋
高层建筑的框架结构和一般建筑不同, 它的抗剪能力需要满足剪压比限值和“强剪弱弯”的要求, 而柱体的承重能力也应满足“强柱弱梁”的要求。而针对短柱, 只要符合“强剪弱弯”和“强柱弱梁”的要求, 都可以保证其不发生剪力破坏的。因此, 利用复合螺旋箍筋可提高柱体的剪力承重能力, 改善对砼的约束作用, 提高其短柱的抗震性能。
2.3.2 采用分体柱
短柱的抗弯能力比抗剪承载力要大得多, 所以在地震中, 短柱往往是因为剪力而遭到破坏的, 它的抗弯功能完全不能发挥。因此, 我们可以削弱短柱的抗弯强度, 使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度, 这样, 在地震中可以使柱子提前达到抗弯强度, 提高其抗震能力。
2.4 隔震和消能减震设计的推广和应用
目前, 我国已经普遍开始采用传统的抗震结构体系, 并在此基础上适当控制结构物的刚度, 但准许结构在地震中达到非弹性状态, 这样做可以增强其延长性, 抵消地震能量减轻地震反应, 保证结构不会倒塌。这种抗震设计在大多情况下是有效地, 但也有其局限性。
随着社会经济的发展, 人们对建筑物的抗震减震要求越来越高, 这种延性结构体系在使用过程中已经受到了限制, 传统的抗震结构体系和理论也很难再满足建设的需求了, 但由于隔震消能和各种减震控制体系具有传统抗震体系所难以比拟的优越性, 在今后的建筑中还是会得到广泛的使用。
3 结论
地震是一种难以预测的严重自然灾害, 它会给人类带来极大的危险和痛苦。而工程设计人员应在建筑结构的研究和工程设计中, 从整体结构出发, 处理好建筑功能、安全可靠性等问题, 以便建设出质量更好的建筑, 而新技术的发展以及计算机技术水平的提高, 保证人类有更加优越的居住环境。
参考文献
[1]范俊梅.有关高层建筑结构设计抗震的几点思考[J].中国新技术新产品, 2009-05-10.
[2]孙永权, 等.高层建筑抗震设计短柱问题的处理[N].建筑时报, 2007.
[3]彭水清.浅议改善高层建筑短柱抗震性能的措施[J].广东科技, 2006 (10) .
[4]袁鸿.高层建筑结构设计探究[J].大众科技, 2004 (8) .
村镇建筑抗震设防的问题及现状 篇9
1 村镇建筑设防的问题
通过对我国村镇建筑的现状以及对其存在问题的认识, 可以看出村镇建筑的抗震设防现状不容乐观, 其问题主要表现在以下三个万面:
1.1 意识方面
农村群众的抗震意识比较贫乏, 对房屋应该采取抗震措施缺乏正确的认识, 又由于农村地区社会经济发展水平较低, 建房资金不足, 从而缺少规范的抗震设计和抗震投入。
村镇建筑一般都没有进行正规的设计, 大都由农民自己组织人员进行施工, 农民群众建设技术力量薄弱, 而且农村建筑工匠缺少业务培训, 施工工艺简易, 技术力量不足, 使得施工能力极为有限, 同时也没有采取合理构造措施, 房屋的整体性得不到保证。施工材料也得不到保证, 建材以次充好, 使得劣质材料在村镇建筑中泛滥。
1.2 管理方面
政府对村镇建筑没有制订良好的管理机制, 使得政府对村镇建筑缺乏有力的监管, 同时缺乏对村镇施工人员必要的技术指导。加强农民自建房的管理是当务之急。其具体表现在以下几项:
(1) 农村民居普遍没进行抗震设防。广大农村群众防震减灾知识贫乏, 新建住房设计无标准, 农民在自建住房时, 基本上仍按传统方式进行建造, 不考虑房屋结构内在的抗震问题, 忽视抗震设防。在很多地区, 居民通常是根据家庭情况自己设计然后找人修建, 随意找人画几张图的情况都少见, 模仿工程多, 一家盖成, 邻居照搬施工。一些村镇房屋仍然以农村工匠的传统经验进行建造, 房屋内部结构全靠工匠的经验而定, 根本不考虑建筑物的抗震防灾问题, 无论是结构布置还是建筑构造都很难满足抗震要求。
(2) 注童装饰和外形, 忽略结构抗震性能。建筑经费使用不合理, 特别是在经费不足的情况下仍要追求住房的高大、宽敞、明亮, 在外表装饰上投入过多, 在结构抗震上过分省钱。
(3) 修建地段对抗震不利。相当多的建筑在兴建时未考虑不利地段的影响, 如建在局部孤突、河岸或边坡的边缘、条状突出的山嘴等地区, 这些多对房屋的抗震是极为不利的。
(4) 缝隙中未填筑砂浆的毛石基础应用较多, 其基础刚度及整体性差。屋基选择不合理, 农村自建住房大多采用天然地基, 屋基埋置深度不够, 处理方式简单, 许多仅在地面下500mm左右素填土上填埋片石或毛石, 很少设地圈梁, 即使有地圈梁, 也是基本没有加钢筋。
(5) 随意建造、加层、缺乏抗震概念。顶部随意加层, 附属结构与主体结构物未可靠连接, 地震时易损坏。砌体结构民居一般都未设构造柱, 局部设圈梁, 但不封闭, 结构整体性差。
(6) 追求大窗、大门, 忽视房屋抗震承载能力和结构布置合理性。房屋结构不合理, 门窗开得多、大, 没有构造柱或小圈梁、上圈梁等, 或者在浇筑圈梁时没有钢筋或钢筋太少, 窗间墙宽度过小, 只有楼板用预制板, 无圈梁时直接搁置在墙上, 日用置长度偏小, 故房子整体抗震性能差。承重梁跨度大, 断面小, 承重墙大面积开洞, 墙体尺寸偏小;纵墙大面积开洞, 墙体平面外刚度差, 易在地震中外闪倒塌;承重墙厚采用180 mm, 有的甚至为120 mm, 强度及刚度明显不足, 承重砖柱断面小, 量断面为异形, 抗震承载力不足。
2 村镇建筑设防现状
2.1 砌体结构
砌体结构主要指由砖墙承重, 屋盖及楼板采用钢筋混凝土现浇板或预制板的房屋, 层数一般2-3层, 其取材方便、施工容易, 是目前我国农村民居使用最广泛的结构形式。此类房屋在抗震方面存在的典型问题是:一是砌筑砂浆强度低, 地震时墙体产生开裂破坏, 墙面出现与水平线呈45°的斜裂缝或交叉斜裂缝, 且主要是沿灰缝开裂;二是纵横墙 (内外墙) 连接不牢, 没有同时咬磋砌筑、无拉接措施等, 在水平地震作用下外墙容易拉脱外闪;三是屋盖与墙体无连接, 如大梁与墙体无连接, 尤其是檩条与山墙无锚固措施, 山墙外闪使屋架塌落;四是房屋整体性差, 如不设置圈梁、构造柱, 或屋盖及楼板采用预制板而没有采取可靠的拉结、锚固措施等, 都会不同程度地降低房屋的结构整体性, 削弱抗震性能。
2.2 生土结构
生土结构是由土坯墙或夯土墙承重的房屋, 墙体较厚, 因墙体整体性不足、变形能力差, 抗震性能普遍较差;如墙体还有穿斗木构架辅助承重, 木构架变形能力较强, 而维护墙体因与木构架连接性能差, 地震时容易与木构架脱离、倒塌。
2.3 乡镇砖混结构房屋
乡镇砖混结构房屋主要是学校、影剧院、医院、乡镇政府机关等公共建筑, 临街面的商业用房也有部分为砖混或底层框架房屋。这类房屋在抗震方面存在的主要问题是砂浆强度普遍较低, 施工质量差, 门、窗间墙的宽度达不到抗震规范要求等。房屋震害调查表明, 凡严格按照抗震规范设计与施工的砖混房屋, 其抗震能力可以达到“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的设防目标, 确保人民生命财产的安全。
除了上述3种传统结构农村民居外, 随着农村经济条件的改善, 框架结构和轻钢结构两种结构体系也在农村民居中有较少应用。
框架结构抗震性能好, 但造价较高, 经济条件允许且施工技术成熟时可优先选用, 目前在农村民居中还较少采用。
轻钢结构具有轻质、高强的优点, 其抗震性能好, 但造价较高, 需较专业的施工队伍。村镇房屋的抗震能力与建造时间密切相关。20世纪建造的村镇房屋基本没有抗震设防, 近几年建造的村镇民居多数也达不到抗震设防要求。其主要原因是以往农村经济落后, 农村民居大多以自建为主, 以当地泥工、木工师傅为技术骨干, 施工技术力量薄弱, 大部分无专业技术人员指导, 一般没有进行抗震设计。近年来, 随着村镇经济的不断发展, 农民的居住条件得到明显改善, 但在改善居体条件的同时, 仍然受到传统观念的束缚和习惯思想的影响, 抱着“一般不会发生地震”的侥幸心理, 严重缺乏抗震防灾意识, 从而在修建过程中, 未采取应有的抗震措施, 使得房屋抗震能力很差。
参考文献
[1]李峻峰.村镇建筑抗震设防问题及其对策的探讨[J].陕西建筑2010, 11.[1]李峻峰.村镇建筑抗震设防问题及其对策的探讨[J].陕西建筑2010, 11.
抗震问题 篇10
1 建筑结构抗震设计的含义
通常来讲, 建筑结构抗震设计指的是通过地震时对于建筑结构产生的破坏, 联系建筑结构长期实践积累的有关经验, 总结得来的一种基本的设计思想和设计方法。在地震理论上来讲, 地震属于一种较为随机的振动, 具有难以把握的复杂性、随机性和不确定性, 要想有效的对于某建筑物可能碰到的地震的特性和地震参数进行精确地预测, 就现今的情况来讲, 还没有很好的方式。因此, 在现今建筑结构抗震设计分析方面, 还不能够很充分地对于建筑结构空间作用、建筑结构性质、建筑材料和外界引起变化等多种不同的因素进行考虑, 存在着不确定性。建筑结构抗震设计不能全部取决于计算结果, 更需要依靠建筑结构施工抗震设计基础理论和通过长期实践得出的抗震经验进行总结, 从而得出建筑工程相关的抗震设计方法, 作为建筑抗震设计的基本出发点, 有效提高建筑结构抗震性能。
2 建筑结构抗震设计中的关键问题
2.1 抗震场地的选择
在进行建筑结构抗震设计时, 需要按照工程的实际情况, 掌握周边地区地震活动的具体情况与工程地质相关的资料, 进行综合的评价, 应该选择坚硬土质或者开阔平坦, 均匀中硬土质的有利地段, 或者挖除粉细砂以及软土, 使用粗砂、碎石填补, 如图1。
需要避开液化土、软弱土、河岸与边坡边缘、平面分布上岩性、成因以及状态不均匀的土层。
2.2 建筑结构体系的合理选择
(1) 结构体系需要避免由于部分结构或者构件破坏而造成整个结构失去抗震能力或者对于重力荷载失去承载能力。抗震设计中体系的选择属于一个比较重要的因素, 在结构中应该有相应的赘余度与内力重分配功能, 在地震中, 部分构件退出, 其余的构件还是能够承担竖向荷载, 避免建筑整体结构出现失效或失稳的情况。
(2) 结构体系应该有着比较明确的计算简图与合理的传递地震作用的途径。在过程中, 对于竖向构件进行布置, 应该尽量地使竖向构件能够在垂直荷载作用下, 其压应力水平能够均匀。在设置楼屋盖梁系的时候, 需要尽量地使用最短的路径, 将垂直重力的荷载传递到竖向的构件墙和构件柱上。布置转换结构, 应该尽量使上部结构的竖向构件带来的垂直重力荷载经过转换层进行一次至多二次的转换。
(3) 结构体系需要有相应的承载能力, 较好的减少变形的能力以及减轻地震的能力。建筑钢筋混凝土结构需要有好的塑性内力重分布能力, 可以比较好的发挥吸收并且耗散地震能量产生的作用。
(4) 结构体系需要有合理的强度和刚度, 并且对于刚度和强度进行适当的分布, 避免由于局部削弱或者突变形成建筑薄弱位置, 出现应力集中较为集或者塑性变形较为集中的情况。框架结构设计需要避免节点受到破坏, 底层柱底的塑性铰应该较晚形成, 尽可能使梁和柱端塑性铰出现的分散。对于薄弱位置, 应该使用有效措施, 提高建筑结构的抗震能力。
2.3 重视建筑平面布置的规则性
在进行建筑平立面布置的时候, 需要满足抗震概念设计的原则, 应该使用有效的建筑设计方案, 不能够使用不规则的建筑设计方案。在抗震设计的相关规范中规定, 对于平面不规则、竖向不规则以及平面竖向都不规则的设计, 应该使用空间结构的计算模型, 对于不规则或者楼板部分不连续的情况, 应该使用满足楼板平面内部的具体刚度变化的相关计算模型。对于薄弱位置, 需要乘以内力, 然后增大系数, 按照设计规范分析弹塑性变形, 对于薄弱位置需要使用有效的抗震构造措施进行弥补。
3 建筑结构抗震设计的措施
3.1 建筑地基采用特殊材料隔震
建筑基础隔震, 指的是通过对于建筑基础进行特殊的处理, 减轻地震时建筑受到的地震的作用, 从而减少地震对于建筑造成的损害。以往是在建筑的基础位置交替铺上砂子与粘土, 或者直接设置砂子或者粘土垫层。在建筑结构设计中对于基础位置安装垫层, 使用特殊的材料, 能够有效降低地震对于建筑造成的损害。近些年来, 相关部门已经加强了对于这个方面的研究, 研发出一种使用沥青为原料的材料, 使用这种材料进行隔震层设置, 能够起到的良好的隔震效果, 加强建筑结构的抗震能力。
3.2 建筑基础设置隔震
装置减震指的是在对于建筑结构进行抗震设计的时候, 在建筑的基础位置和上部建筑之间安装特殊装置, 从而减轻地震向上传递的作用, 如图2。
其最高能够减少地震对建筑传递的2/3的能量, 但是, 装置减震措施不适合使用在高层建筑设计中, 由于在高层建筑中, 设置装置会增加建筑结构的自振周期, 造成无法达到减震的效果。一般使用的有粘弹性隔震、摩擦滑移隔震这几种方式, 设置装置有混合隔震装置以及橡胶垫装置等。
3.3 建筑层间的隔震措施
层间隔震在工程施工方面有着操作简单、工序简便的优点。但是和其他隔震装置进行比较, 其隔震的效果不够明显, 减震的效果大概只能够达到地震能量的1/10~3/10之间。建筑层间隔震主要是在建筑结构各个楼层间隔内的设置减震装置对于地震能量进行削弱, 从而减轻地震对于建筑造成的影响, 设置的装置大致和基础隔震一样。
3.4 建筑结构悬挂隔震
悬挂隔震指的是把建筑结构设计时把大部分结构或者整体结构进行悬挂, 也就是设计为悬挂结构, 通过这种方式, 减轻地震产生的影响, 当发生地震的时候, 地震能量不会传递至悬挂的建筑结构, 从而有效减小地震造成的损害, 如图3。
建筑结构悬挂隔震方式通常使用在大型的钢结构中, 大型的钢结构都是使用钢结构悬挂来达到隔震的目的。大型钢结构通常可以分成主框架与子框架, 在悬挂体系内, 子框架通过吊杆或者索链悬挂在主框架上, 当发生地震的时候, 主框架会伴随地壳运动产生摇摆, 但是, 子框架与主框架间有着能够活动的吊杆和索链, 地震的能量传到吊杆和索链的时候就会被削弱, 因此, 能够有效降低地震造成的破坏, 起到抗震的效果。
3.5 对建筑的抗震加固工作
对于建筑的地基进行抗震设计的时候, 施工人员需要在建筑正式开工之前, 就根据抗震设计的有关措施, 对于相应的工作进行有效完成。最迟也需要在建筑施工设计的过程中, 在建筑的关键位置安装有效的抗震装置。倘若在建筑建成之后, 再想对建筑进行抗震加固, 就需要使用增加阻尼的方式, 在建筑结构上重新加强消能减震的装置。消能减震装置比较适合用在高层建筑结构、钢结构之中, 在建筑中, 消能减震装置业适用于建筑的各个部位, 其使用较为广泛, 不仅仅能够使用在建筑的上部结构中, 也能够使用在建筑的隔震夹层中。
4 结束语
现阶段, 建筑结构的抗震设计问题是人们较为关注的一个问题, 在很大程度上关系到了人们的人身安全和财产安全, 因此, 建筑设计人员进行建筑结构设计的时候, 需要对于建筑结构的抗震设计进行全面的充分的考虑, 并且使用有效的抗震措施, 尽可能减轻地震对于建筑的破坏, 保障人们的人身安全和财产安全, 促进我国建筑行业的良好发展。
摘要:在建筑结构中, 抗震设计属于一个十分重要的因素, 本文对于建筑结构在抗震设计中若干关键问题进行了分析, 探讨建筑结构有关的抗震设计措施, 希望能够起到一定积极的作用。
关键词:建筑结构,抗震设计,问题,措施
参考文献
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抗震问题 篇11
关键词超限高层建筑;结构抗震;抗震计算分析;结构设计
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0144-01
1高层结构超限情况的抗震设计
1)高宽比超限程度的控制以及抗震计算分析要求。在近几年的高层结构超限现象调查分析研究发现,目前大多数高层结构的超限现象以高宽比超限居多,这主要原因是由于建设面积局限而建筑高度不断增加所导致的。因此,研究高宽比超限问题是相当重要。
对于计算高层结构的高宽比,高层规范已经明确高宽比计算所选取的高度H一般是从地面算至檐口,但对于宽度的选取规范则没有明确规定,宽度B的选取主要是设计人员根据《高层建筑混凝土结构技术规程》图2.2.3建筑平面中的宽度选取。通过笔者参阅相关文献以及对高层结构设计经验,分析出计算高宽比所选取的宽度B应分为三种情况分析选取:①对于比较规则的高层结构来说,适宜取该建筑的最大宽度Bmax来计算高宽比;②对于建筑平面为圆形的高层结构来说,可以该圆的直径来作为宽度B去计算高宽比;而对于建筑平面为椭圆形的高层结构,适宜选取椭圆的短轴直径作为宽度B去计算高宽比;③对于存在超限的高层结构或者体型复杂结构,则应采用折算宽度去计算高宽比,这时折算宽度的计算是根据结构平面面积与惯性矩相同的原则进行。
对于存在高宽比超限的高层结构进行抗震计算分析时,应采用两个或以上的计算模型进行结构的内力以及变形计算。在抗震计算时,振型数个数的选取相当关键,一般情况下结构层数越多所选取的振型越多,而且所选取的振型数必须确保其振型有效质量要大于90%。另外,对于高宽比超限的高层结构,由于其结构高度较大,而基底的面积较小,在较大水平作用下较容易导致结构出现不稳定性现象,因此必须验算这种高层结构的抗倾覆稳定性,同时还须验算结构的基础底面是否出现受拉。
2)平立面规则性超限程度的控制以及抗震计算分析要求。由于建筑平面的复杂性决定了平立面不规则性高层结构十分常见。在近几年的平立面不规则超限高层结构的调查发现,其平立面不规则性的超限现象主要体现在这几方面:①楼层建筑平面的凹进或突出幅度超限规范允许范围;②建筑竖向立面收进幅度超出规范限值;③某些楼层的楼板存在较大开洞情况;④高层结构带有高位转换层。
对于平立面不规则性条件,高层规范对其相当明确,结构设计人员关键是要对带有不规则性的高层结构,在抗震计算分析时应采取何种合理的措施取进行结构的模拟。笔者对其进行了分析研究。对于楼板开大洞情况来说,由于大洞口对楼板的整体性以及楼板刚度产生有较大的影响,这时采用楼板自身平面无限刚度的假定已经不再适用,这时大洞口所处楼层的楼板存在着明显的弹性变形,因此在结构计算分析时应考虑楼板的弹性变形影响。
同时由于结构的平立面不规则性超限,结构的扭转效应必然是十分明显,笔者认为对于平立面超限的高层结构来说,其扭转效应必须要严格控制,如果结构平立面中只存在一个超限项目,则位移角比值控制在1.4以内,如果存在两项或多于两项超限则位移角比值必须控制在1.3以内。
另外,带高位转换的高层结构已经逐渐增多,但是带有转换层的结构,由于上部竖向受力构件不能向下连续贯通,必然会导致高层结构竖向刚度突变,因此对于带转换层的高层结构来说,其转换层在7度区时适宜为第2层,超过第二层则为超限现象,但转换层位置最高不宜超过第5层。
2工程概况
本超限高层结构地上层数为13层,地下为2层,地下主要用于停车库。所处地区的抗震设防烈度为7度,场地类别为II类。场地土不考虑饱和粉(砂)土液化影响,基础采用采用桩承台加设地梁。嵌固部位设置在地下室顶板,地下室顶板板厚为200m,底板板厚为600mm。平面形状基本为矩形,竖向构件基本连续;在结构第九层位置存在高位转换结构;在第五层楼面开始,有大跨度悬挑结构,悬挑最大跨度为6.9米。本高层结构的超限情况主要是:①大跨度悬挑;②楼板大开洞;③高位大跨度转换。
3超限高层结构设计与分析
1)结构设计要点。对于超限高层结构来说,在进行其结构设计时必须对其采取有效合理的设计方法,这样才能使超限高层结构满足承载力以及使用要求。笔者对这方面进行了研究,研究结果表明:①对于平面不规则、楼板联系过弱的高层结构来说,可以采取变形缝措施来把整体结构分成若干个子结构,然后再分别对子结构进行设计分析的,但对子结构之间的连接是十分重要;②对于扭转效应影响较大的超限高层结构,采取对称布置抗侧力构件措施来减小扭转效应对结构的影响程度;③对于存在大悬挑以及大跨度转换部位构件,采取提高大跨度悬挑和大跨度转换部位构件的混凝土强度等级措施;④减少立面凹凸、收进部位对其相连的两板式楼的影响;⑤对于大悬挑超限结构来说,可通过增加大跨度悬挑梁部位刚度,悬挑梁主筋伸进剪力墙内一跨;⑥楼板应力集中部位,应采用加大楼板厚度,或通过增加板配筋方法加强楼板刚度;⑦对于带转换层的结构来说,应采取加强转换层楼面刚度的措施,例如本超限结构中转换层楼板厚度取为150mm,配置了双层双向钢筋Φ10@150。
2)计算分析要点。对于超限高层结构来说,由于存在超限现象导致其计算模型与其他高层结构计算模型存在区别,必须对其计算模型进行合理修改以符合实际情况,同时其计算分析应更为严格。对于凹凸不规则或者楼板大开洞的超限高层结构,应采取符合楼板平面内实际刚度变化的弹性楼板计算模型来进行结构计算分析。确保结构有效振型数,以及适宜采用两个及以上计算模型进行校核验证。
4计算结果分析
采用结构空间有限元分析软件对本超限高层结构进行计算分析,采取合理的设计方法后,该超限高层结构在风荷载、地震荷载作用下的最大层间位移角均小于1/800,均满足高规要求;而且最大扭转位移比均不大于1.5,均满足高规要求。同时,有关计算结果还表明该高层结构的抗倾覆稳定验算满足要求。另外,结构的X方向和Y方向的刚重比均大于10,说明结构整体稳定性验算满足要求,计算结果X,Y方向刚重比均大于20,由此可知该结构可不考虑重力二阶效应的影响。
5结语
本文结合某超限高层结构实例,深入探讨高层建筑中高宽比以及平立面不规则性等超限情况的设计要点以及抗震分析要求,对该超限高层结构进行计算分析,分析结果表明,本超限高层结构所采取的抗震设计要点对于解决高层结构超限问题相当有效,可为实现高层结构超限提供指导。
参考文献
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抗震救灾资金审计问题与对策探析 篇12
一、救灾资金审计中存在的问题
国家对汶川地震救灾资金管理办法中明确指出, 救灾资金审计重点关注恢复重建物资和资金筹集、分配和管理使用情况。根据审计署2008年12月31发布的《关于汶川地震抗震救灾资金物资审计情况公告》 (第4号) , 资金使用和管理存在以下问题:一是将抗震救灾补助费、优抚资金等专项资金与行政经费放在同一个账户。二是挪用、擅自改变救灾资金用途。有些单位挪用救灾资金修建楼堂馆所;有些挪用救灾资金弥补经费不足;有些虚开救灾专用设备采购发票套取救灾资金, 还有挪用甚至私分骗取救灾资金。三是救灾资金拨付、发放不及时问题。如报告中披露的, 四川省财政厅将收到财政部安排的地震引发次生地质灾害调查评价经费2000万元未及时拨付到位, 造成省地矿局等项目实施单位不得不自行垫支经费开展工作。四是虚报冒领以及村镇干部优亲厚友发放救灾资金问题。
项目建设过程中存在的问题:一是项目预算编制粗略。少数建设项目可行性研究报告流于形式, 建设内容和规模不确切, 致使项目建设中不断增加建筑规模、追加工程投资。二是项目设计方案不合理。或是忽视节约建设成本的要求;或是设计深度不够, 无法满足当地特殊人群人的生活要求。三是项目招投标不规范。如投标单位拉标、串标、陪标中标价格不能通过竞争降下来。四是工程施工签证把关不严。部分工程监理人员和建设管理人员素质不高, 责任心不强, 在工程变更单签证时把关不严, 为抬高工程造价, 为工程造价审计设置障碍、增加难度。五是由于部门之间缺乏有效的信息沟通机制, 导致建设材料重复采购, 有些采购人员利用职务便利谋取私利, 故意选择采购物资价格偏高的单位, 使项目建设成本整体提高。
二、推动救灾资金审计可能的对策
第一, 建立健全抗震救灾资金和物资治理的规章制度。重点是制定和执行筹集、分配、拨付、发放、使用等治理办法, 做到手续完备、专账治理、专人负责、专户存储、账目清楚, 保证救灾款物治理严格规范、运行简捷有效, 使救灾款物真正用于灾区、用于受灾群众。并且, 要按照财政专项资金治理使用办法的规定, 公正安排, 科学调度, 强化监督, 确保抢险救灾、灾后重建等专项资金及时足额拨付到位。目前, 在建设和谐社会的目标下, 政府应该尤其关注生活困难群众补助金、救济粮、孤儿孤老孤残职员基本生活费和遇难职员抚慰金的发放政策, 配合有关部分做到落实到位, 手续完备, 账款相符。
第二, 各地区、各部门相互协调、配合, 提高救灾款物治理使用效益和公开透明度。按照《政府公然条例》等规定, 救灾地区都应建立救灾款物信息公开制度, 把公开透明原则贯串于救灾款物治理使用的全过程, 主动公开救灾款物的、数目、种类和往向, 自觉接受社会各界和新闻媒体的监视。救灾项目建设物资采购要按照《政府采购法》等相关规定执行, 凡有条件的都要公开招标, 竞争择优, 防止暗箱操纵。
第三, 加强对救灾款物治理使用情况的纪律检查。抗震救灾资金涉及的金额较大、部门较多, 应按照“谁主管、谁负责”的原则, 对贪污私分、虚报冒领、截留剥削、挤占挪用救灾款物等行为, 要迅速查办, 从重处理;对失职渎职、疏于治理, 迟滞拨付救灾款物造成严重后果的行为或致使救灾物资严重毁损浪费的行为, 要严厉追究有关职员的直接责任和领导责任。涉嫌犯罪的, 要及时移送司法机关追究刑事责任。以回应社会各界对抗震救灾款物治理使用情况的关切, 给群众交一本明白账、更好地体现党和政府对受灾群众的亲切关怀, 进一步增强党和政府的凝聚力、公信力。
第四, 强化对救灾款物的跟踪审计监视, 加快救灾资金审计法规制度建设。审计机关要关口前移、提前参与, 对财政和社会捐赠款物的筹集、分配、拨付、使用及效果进行全过程跟踪审计。重点查处救灾资金拨付不及时, 优亲厚友, 损失浪费、弄虚作假、挤占挪用、贪污私分等问题。对审计中发现的违规问题, 要责令有关部门和单位及时整改、纠正。审计署应不断向社会公布阶段性审计情况, 救灾工作全面结束后, 向社会通报救灾款物治理使用的最后结果。
第五, 加快抗震救灾资金审计法规制度建设。汶川地震发生以后, 中国已经颁布了《关于做好抗震救灾金融服务有关工作的紧急通知》、《关于加强对抗震救灾资金物资监管的通知》、《汶川地震抗震救灾资金物资管理使用信息公开办法》、《汶川地震灾后恢复重建条例》等多项法规。事隔两年之后, 2010年4月14日青海省玉树县发生了7.1级的地震, 国家在救灾的同时也发布了《青海玉树地震抗震救灾捐赠资金使用管理监督办法》。这些都是开展抗震救灾资金审计的保障和依据, 但上述法规的仍不够完善。为了应对地震频发的现实, 应在此基础上进一步完善和修订相关法规, 如制定一部《抗震救灾审计法》, 使抗震救灾审计的范围、原则、主体、内容、程序和方法等走向制度化, 使抗震救灾审计的实务操作规范化, 并配合出台财税、金融、政府采购等配套政策, 使救灾资金审计等更具可操作性和强制性。
摘要:自汶川大地震发生之后, 国家审计署及各级审计机关迅速投入大量人力、物力, 对汶川地震救灾款物进行全程跟踪审计, 这也是中国审计部门第一次对突发事件进行全过程的跟踪审计。文章以汶川地震救灾资金审计为背景, 根据抗震救灾审计过程中的实际问题, 提出可行的解决方法与对策。
关键词:救灾资金,审计,抗震救灾
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