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发布日期:2020-03-28 23:52:33来源:土木工程网责任编辑:土木龙
(一)
一、民用建筑抗震设计时应注意的问题
民用建筑结构抗震的设计是基于其强度和延展性。根据以往几次的地震经验,建筑师已经逐渐认识到利用钢筋混凝土结构的非弹性变形来抵抗强震突袭,这是将抗震强度和延性二者恰当融合,是很好的抵御地震的良方。因此,就目前来说,大部分建筑设计师在进行民用建筑抗震设计时,其思路大都是给抗震结构设定一定的屈服水准,从而用来抵御小震的威胁,同时又利用其延性特征使结构具备与屈服水准相对应的延性水准,用这一水准来抵御强震的攻击。这样做的好处是既保证了经济效益又能使建筑物具备较强的抗震能力,保证民众的生命财产安全不受损害。此外,为了保障建筑的结构设计具备完善的抗震能力,建筑设计师会给建筑结构设定比较低的承载力水平,这就相应地需要结构设计具备比较高的延性水平;相反,若给结构设定比较高的承载力水平,那所对应的延性水平就会比较低。对于这个问题,各个国家有着自身不同的看法,来自美国的建筑设计师认为,对于级数较低的地震,既可以采用低承载力―――高延性的结构设计,又可以采用中等承载力―――中等延性的建筑结构,甚至可以采用高承载力―――低延性的架构;至于用来抵御强震攻击的建筑结构设计,则应该采用低承载力―――高延性的结构设计,换句话说,就是地震的级数越大,就必须有越高延性的结构来与之对应。日本的相关专家则赞成对任何建筑都采用高承载力―――低延性的结构设计来抵御任何大小地震的攻击。对于这个问题,欧洲建筑设计师则有另外的看法,认为在遇到任何大小的地震时,都可以采用低承载力―――高延性、中等承载力―――中等延性、高承载力―――低延性这三种建筑结构来应对,并提出这三种建筑结构的组合就抗震效果来说都是等效的。中国本身而言则采用了按地震烈度区域划分选用不同延性结构的建筑方法,这其实并没有考虑到同一烈度区域地震力取值大小不同的其他可能性。
二、剖析民用建筑抗震结构设计的具体内容
2.1提倡合理的建筑布置
在对民用建筑进行抗震设计时,首先应确定合理的建筑布置,提倡其建筑平面和立面的简洁、规则和对称性。尤其在做建筑钢筋混凝土结构的抗震设计时,必须注意以下几点:平面简洁,规则,具备一定的对称性;刚度中心应与质量中心尽量重合;若跨间质量较大则不宜布置在结构的边缘,较大质量的设施应布置在距刚度中心较近的位置;建筑的大悬挑结构应尽量不要采用;在围护结构的设计时应采用较为轻质的材料,避免出现意外事故。
2.2明确规定建筑结构的抗震等级
抗震结构的等级规定是十分有必要的,它是为了采取适当的抗震措施,同时钢筋混凝土的建筑也应该根据地震的烈度、结构的类型以及建筑的高度来采取不同级别的抗震等级,这也应该符合相关的建筑计算和构造设计的要求。
2.3在建筑设计时圈梁和构造柱不可缺少
唐山大地震的经验告诉我们,采用没有任何抗震能力的粘土砖和天然石砌体的建筑风格,是不存在任何抗震抵御能力的。这种松散的堆积墙体在地震中容易坍塌分散,就算没有倒塌其损毁程度也是相当严重了。于是后期的建筑过程一直强调采用圈梁和构造柱的使用,强调建筑物设计的整体性,防止严重灾害的发生,否则在遭遇强大地震时很容易造成破断,丧失原本的保护功能。
2.4合理使用纵横墙的拉结作用
圈梁对墙体的拉结作用是显而易见的,而对纵横墙的合理使用也能很好地发挥这一作用。横墙应该沿端部砌成凹凸型,伸入纵墙内部,还要注意拉结钢筋的设置,至少两根六毫米钢筋,伸入砖缝的长度不应少于四百毫米,这样有效的拉结形式可以大大减轻地震造成的灾害,减少人员伤亡。
三、结语
数次地震的强烈攻击严重破坏了我们的家园,甚至夺走亲人的生命,教训何其惨痛。这就警示后人建筑安全的重要意义。民用建筑的抗震设计关系到人民的生命财产安全,是抵御强震的有效保障,在进行构造设计时应充分体现这一元素。
作者:包广林 单位:中煤矿山建设集团第三十三工程处
(二)
一、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180mm,有的甚至为120mm,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。
二、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。
作者:刘蕾 单位:哈尔滨东安房地产开发有限公司