1、对我国建筑结构抗震的探索和研究摘 要:地震是一种自然灾害,给人类社会带来了巨大的灾难,为了抵御和减轻地震的灾害,进行建筑结构的抗震探索和研究是非常有必要的。汶川地震和雅安地震给我们带来了极大的伤害,想要把地震的危害降到最低就得提高建筑结构的抗震能力。这就要对建筑结构的设计和构造措施给予较高的要求。 关键词:建筑结构;震害特征;抗震措施 中图分类号:TU3 文献标识码:A 我国是一个多地震国家,也是世界上受到地震破坏最严重的国家之一。2008 年 5 月 12 日,四川省汶川县发生里氏八级地震,受到破坏严重的四川省汶川、北川等地瞬间变成废墟,而在这次地震中,建筑物的倒塌与破坏是造成灾害的最主要原
2、因。这次地震震动了全中国,也为我们做好防震减灾敲响了警钟。 一、我国的抗震设防目标和方法 我国抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下,最大限度的限制和减轻建筑物的地震破坏,保障人民的生命财产安全。因此,我国采用三水准设防目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒” 。 二、影响建筑抗震能力的因素 (一)场地的地震效应 震害调查结果显示,建筑物的震害与建筑场地的工程地质有很大关系。地震波在场地土层中传播时,土层将地震波中与土层固有周期一致的频率波群放大,使地面振幅大幅放大,而其它一些与土层周期不一致的频率波群将被衰减甚至完全过滤掉,使地面振幅大幅减小。因此,建筑场地的选择不当会给建筑物造成很大的破坏
3、作用,那么做好岩土的工程勘察就尤为重要,以根据不同的场地做出相应的抗震措施。 (二)建筑抗震设计 建筑抗震设计通常包括三个层次的内容和要求:抗震概念设计、抗震计算和验算、抗震构造措施。抗震概念设计是根据工程经验和建筑震害特征形成的一种设计原则和思想,是从总体上把握建筑建筑抗震设计的基本原则,而恰当的运用抗震概念设计是减轻震害的有效方法。抗震计算是抗震设计的定量手段,是保证建筑抗震安全的基本依据。抗震构造措施是不需要通过计算而对结构或非结构构件进行的一些细部处理,以保证计算结果的有效性。 (三)建筑物的体形 建筑物的体形应该规则、对称,质量和刚度变化均匀。体型规则的建筑物可以减轻结构的地震扭转反
4、应,而且结构各个部分震动基本协调一致,易于估算地震反应。因此房子的体形规则、均匀、对称的建筑抗震能力强。 三、建筑结构的震害特征及抗震措施 (一)多层砌体房屋 多层砌体房屋在我国的办公楼、医院、住宅等建筑中有广泛的应用,其主要的承重构件是砖墙或砌块墙,在地震中多承脆性破坏且较严重。因此对此类结构采取抗震措施和加固显得格外重要。 1.震害特征:(1)墙体破坏。墙体在与地震作用方向垂直时发生水平裂缝,严重时出现倒塌,如基础顶面和墙体连接处裂缝;当墙体与地震作用方向一致时产生交叉斜裂缝(x 形裂缝) 。 (2)墙体连接处破坏。纵横墙连接处受两个方向地震作用,受力较复杂,容易产生应力集中,出现竖向裂缝
5、,甚至外纵墙外闪倒塌。 (3)楼、屋盖破坏。由于楼板的支撑长度不足或者由于支撑墙体的破坏,使楼屋盖倒塌。 (4)楼梯间破坏。因为楼梯间缺少各层楼板的侧向支撑,刚度和整体性小,出现平台梁和踏步板的连接破坏、整体倒塌等等。 2.抗震措施及加固方法:(1)钢筋混凝土构造柱和圈梁的设置。构造柱可以提高墙体的抗剪承载力,构造柱和圈梁对墙体形成约束,提高砌体的变形能力,消耗地震能量;圈梁可提高房屋的刚度和整体性。(2)限制房屋高宽比,纵横墙连接处加强连接,采用隔震结构等。 (二)多层和高层钢混房屋 1.震害特征:(1)结构整体倒塌。由于平面布置不合理或抗震承载力不足导致。 (2)构件破坏。框架梁的破坏,梁
6、端在地震作用下出现塑性铰破坏,制造成局部破坏,一般不引起整栋房屋倒塌;框架柱的破坏,在柱端产生塑性铰,由于柱是承重构件,所以应避免此类破坏发生,以免产生整体倒塌;节点破坏,节点受力复杂,或者由于节点处钢筋过密影响混凝土浇筑质量而发生破坏抗震墙的破坏;抗震墙受剪发生 X 形裂缝;其他破坏如楼梯间,填充墙的破坏。 (3)变形缝两侧墙体的碰撞。地震中抗震缝、伸缩缝、沉降缝两侧的墙体发生震动而导致相互碰撞破坏。 2.抗震措施及加固方法:(1)框架结构的抗震设计应满足“强柱弱梁” 、 “强剪弱弯” 、 “强节点、强锚固”的原则。 (2)框架梁、框架柱以及节点的截面尺寸和配筋必须满足抗震规范要求。 (3)
7、抗震墙的布置。抗震墙应该均匀、分散、对称、周边布置,以提高结构的抗扭刚度,其他要求必须符合建筑抗震设计规范 。 3钢结构房屋抗震:钢结构强度高、塑形好、韧性好、安全可靠、工业标准化、密闭性好,这些特点决定了钢结构是一种适合建造抗震结构的材料。钢材的轻质高强,可以减小房屋的地震作用;延性好可以保证钢结构具有较大的变形消能能力。总而言之,钢结构在同等条件下较钢筋混凝土结构房屋的震害要小。 4.震害特征:(1)节点连接破坏。由于节点传力集中、构造复杂,容易造成应力集中等原因造成的。 (2)构件破坏。主要包括支撑构件的破坏和梁柱构件的破坏。 (3)基础锚固破坏。主要有螺栓拉断、混凝土锚固失效、连接板断裂等。 (4)结构倒塌。造成结构倒塌的主要原因是出现了薄弱层。 5.抗震措施:在实际工程中经常通过限制框架的梁、柱长细比,限制梁、柱板件的宽厚比,增加侧向支撑,满足梁和柱的连接构造等措施来保证钢结构构件的稳定性。 四、总结 地震是最危险的自然现象之一,由于它来的突然,很难给人们足够的时间去逃生.地震有着强大的破坏力,因此它给人类社会带来的灾难是不可估量的。我们只有重视地震,研究地震,通过措施来提高建筑抗震能力,才能将震害降到最低。