抗震建筑.doc

抗震建筑、地震和力的聯(lián)系抗震建筑，是指在抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)建筑。從全球的重大地震災(zāi)害調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，95%以上的人命傷亡都是因?yàn)榻ㄖ锸軗p或倒塌所引致的。探討建筑物于地震中受損倒塌的原因，并加以防范，從工程上建造經(jīng)得起強(qiáng)震的抗震建筑是減少地震災(zāi)害最直接、最有效的方法。提高建筑物抗震性能，是提高城市綜合防御能力的主要措施之一，同時(shí)也是防震減災(zāi)工作中一項(xiàng)“抗”的主要任務(wù)。背景 一些國(guó)際上造成重大傷亡的地震災(zāi)害都呈現(xiàn)出類似的現(xiàn)象，除了地震規(guī)模(震級(jí))大外，主要還是因?yàn)榇罅繘]有經(jīng)過良好抗震工程設(shè)計(jì)與施工的房屋倒塌。而且這些房屋經(jīng)常是完全倒塌成一堆石塊廢墟，將人活埋；這樣的場(chǎng)景在1999年8月17日土耳其的伊茲米特地震、2001年1月26日印度的布吉(BHUJ)地震、2005年10月8日巴基斯坦的克什米爾地震以及此次的汶川大地震等死亡人數(shù)超過2萬(wàn)人的災(zāi)害地震中都極為類似。因此，探討建筑物于地震中受損倒塌的原因，并加以防范，從工程上建造經(jīng)得起強(qiáng)震的抗震建筑是減少地震災(zāi)害最直接、最有效的方法。然而，不是符合抗震標(biāo)準(zhǔn)的房子就不會(huì)被震倒。假如建筑物遭受極端地震的襲擊，超過其抗震標(biāo)準(zhǔn)，那么建筑物還是可能嚴(yán)重受損或倒塌的?？拐鹨笪覀円M可能的將我們的建筑防震做好，既結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求: (一) 應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。 (二)應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。 (三) 應(yīng)具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。 (四)對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。 抗震設(shè)計(jì)盡量做到建筑平面和立面規(guī)則、減少大懸挑和樓板開洞、總質(zhì)量小且沿平面和立面分布均勻、剛度柔并不出現(xiàn)突變。梁、柱塑性鉸設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固。建筑材料1)加氣混凝土加氣混凝土是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、放火性能良好、可釘、可鋸、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。早在三十年代初期，我國(guó)就開始生產(chǎn)這種產(chǎn)品，并廣泛使用于上海國(guó)際飯店、上海大廈、福州大樓、中國(guó)人民銀行大樓等高低層建筑中。是一種優(yōu)良的新型建筑材料。并且具有環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。加氣混凝土砌塊一般重量為500-700千克/立方米，只相當(dāng)于粘土磚和灰砂磚的1/4-1/3，普通混凝土的1/5，是混凝土中較輕的一種，適用于高層建筑的填充墻和低層建筑的承重墻。使用這種材料，可以使整個(gè)建筑的自重比普通磚混結(jié)構(gòu)建筑的自重降低40%以上。由于建筑自重減輕，地震破壞力小，所以大大提高建筑物的抗震能力。2)抗震防水建筑材料(MULTI-PLY SHEET)3)碳纖維復(fù)合材料，具有抗拉強(qiáng)度高、密度小、耐腐蝕性和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，采用碳纖維粘貼進(jìn)行抗震加固的方式應(yīng)是優(yōu)選的方案。4)緩沖抗震材料，聚乙烯(PE發(fā)泡)，EVA，EPE，橡膠，海綿等相關(guān)材料的制品加工，廣泛用于設(shè)備包裝，儀器儀表內(nèi)墊外包，運(yùn)輸業(yè)的緩沖抗震。5)高速公路地下防潮抗震材料-XPS擠塑板8)隔熱抗震幕墻復(fù)合材料由內(nèi)層板、中間層、聚氨酯發(fā)泡塑料、外層板、蜂窩支架組成，采用隔熱抗震幕墻復(fù)合材料結(jié)合本發(fā)明給出的固定型材安裝可以組成安全幕墻，造價(jià)低廉，隔熱節(jié)能，質(zhì)輕、抗震性能優(yōu)于玻璃墻幕。中國(guó)傳統(tǒng)建筑抗震防震方法 西方磚石結(jié)構(gòu)建筑的“以剛克剛”不同，中國(guó)傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑在抵抗地震沖擊力時(shí)，采用的是“以柔克剛”的思維，通過種種巧妙的措施，其目標(biāo)是以最小的代價(jià)，將強(qiáng)大的自然破壞力消彌至最小程度。日本抗震建筑法 日本是個(gè)多震地，所以建筑對(duì)抗震的要求也相對(duì)較高。日本建筑基準(zhǔn)法規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震。一個(gè)建筑工程為獲得開工許可，除了設(shè)計(jì)、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報(bào)告書。這一報(bào)告書主要內(nèi)容是，根據(jù)地震的不同強(qiáng)度，計(jì)算不同的建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力大小，進(jìn)而確定建筑的梁柱位置、承重以及施工中鋼筋、混凝土的規(guī)格和配比。法律還規(guī)定，只有一級(jí)建筑師以上的人才能有資格編制抗震報(bào)告書，而且，報(bào)告書中的相關(guān)計(jì)算必須要使用國(guó)土交通省認(rèn)可的專用程序。普通的一個(gè)8、9層公寓樓，其抗震報(bào)告書動(dòng)輒厚達(dá)兩三百頁(yè)。建筑抗震報(bào)告書必須經(jīng)過相關(guān)部門或人員的檢查，確認(rèn)無(wú)誤后才能開工。2011年3月11日，日本發(fā)生9級(jí)大地震，這給我們城市建筑設(shè)計(jì)者敲響一個(gè)警鐘?，F(xiàn)搜索世界各個(gè)國(guó)家的建筑設(shè)計(jì)來(lái)分析下如何在城市中設(shè)計(jì)抗震級(jí)別最高的建筑。各國(guó)抗震建筑特點(diǎn)英國(guó)：抗震房屋裂紋自動(dòng)愈合據(jù)生活科學(xué)19日?qǐng)?bào)道，英國(guó)科學(xué)家目前正在希臘的一處山坡上建造一種特殊的房屋，它能在地震中“自我愈合”。作為利用納米聚合體粒子研發(fā)特殊墻體的帶頭人，英國(guó)利茲市的“納米制造業(yè)協(xié)會(huì)”在歐盟的資助下正在研究這種“自愈”的墻體。據(jù)稱，這種墻體在壓力(地震期間)的擠壓下，納米聚合粒子將流入裂縫中并變硬，形成固體材料，從而對(duì)房屋的裂縫進(jìn)行自動(dòng)填補(bǔ)。希臘：智能減震屋由于希臘屬于地震多發(fā)國(guó)家，所以研究抗震的辦法一直是當(dāng)?shù)乜蒲腥藛T的重要課題，而這座新型“智能減震屋”就是最新研究成果。 據(jù)研究人員介紹，“智能屋”的最大特色就是能夠進(jìn)行“自我保護(hù)和修復(fù)”?！爸悄芪荨崩锇惭b了多種傳感設(shè)備，即便是對(duì)最輕微的震動(dòng)也會(huì)有所察覺，并可借助屋內(nèi)設(shè)備減少甚至抵消地震帶來(lái)的震動(dòng)?！爸悄芪荨辈捎玫牟牧暇哂凶詣?dòng)修復(fù)功能，一旦墻體在地震中出現(xiàn)裂縫，液態(tài)修補(bǔ)材料可以像膠水一樣，粘住裂縫并迅速固化，從而防止房屋倒塌。室內(nèi)傳感器還能迅速感知到溫度的變化。一旦室溫瞬間升高到一定程度，傳感器就會(huì)通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星信號(hào)，自動(dòng)通知附近居民并向消防部門報(bào)警，從而降低地震引發(fā)火災(zāi)給人們帶來(lái)的傷害。據(jù)悉，首個(gè)“智能屋”將在一周內(nèi)搭建完畢。研究人員將在接下來(lái)的半年時(shí)間里對(duì)它的實(shí)用性進(jìn)行檢驗(yàn)。美國(guó)：滾珠大樓 美國(guó)建造了一種可以防震的“滾珠大樓”，如硅谷最近興建的一座電子工廠大廈，在建筑物每根柱子或墻體下安裝不銹鋼滾珠，由滾珠支撐整個(gè)建筑，縱橫交錯(cuò)的鋼梁把建筑物同地基緊緊地固定起來(lái)，發(fā)生地震時(shí)，富有彈性的鋼梁會(huì)自動(dòng)伸縮，于是大樓在滾珠上會(huì)輕微地前后滑動(dòng)，可以大大減弱地震的破壞力。日本：高層抗震大廈 日本大京公司一座號(hào)稱日本最高(地上55層、高185米)的公寓，使用了與美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管168根，確保了抗震強(qiáng)度。另外，該公寓還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。如遇阪神大地震級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動(dòng)1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動(dòng)30厘米。三井不動(dòng)產(chǎn)公司在東京都杉并區(qū)出售的一座免震結(jié)構(gòu)公寓高達(dá)93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強(qiáng)度16積層橡膠，建筑物的中央部分使用了天然橡膠系統(tǒng)的積層橡膠。這樣，在6級(jí)地震發(fā)生時(shí)，就可將建筑物的受力減少至二分之一。三井不動(dòng)產(chǎn)公司2000年已向市場(chǎng)投放40棟這種建筑。彈性大樓 地震高發(fā)區(qū)日本在這方面也特別有經(jīng)驗(yàn)，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種“彈性建筑”，有較好的抗震性能。日本東京建了12座彈性建筑。經(jīng)東京發(fā)生的里氏6.6級(jí)地震考驗(yàn)，證明在減輕地震災(zāi)害方面效果顯著。這種彈性建筑物建在隔離體上，隔離體由分層橡硬鋼板組和阻尼器組成，建筑結(jié)構(gòu)不直接與地面接觸。阻尼器由螺旋鋼板組成，以減緩上下的顛簸。然而現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震（理論）技術(shù)存在的錯(cuò)誤：世界各國(guó)采用的抵抗地震破壞的建筑物體的基本類型，都是以吸收地震能量為主的插入式整體結(jié)構(gòu)（對(duì)地球而言），即將建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為絕對(duì)不可分割的剛體插入地球，因而建筑物抵抗地震破壞力的受力分析和設(shè)計(jì)，就不得不從結(jié)構(gòu)整體考慮建筑物的抗震性能，地震破壞力是通過土層和巖石沖擊建筑物的基礎(chǔ)并直接將沖擊力傳遞給上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)的作用力（荷載）加上地震產(chǎn)生的內(nèi)力又反作用于基礎(chǔ)，因而建筑物基礎(chǔ)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，應(yīng)是地震力和上部結(jié)構(gòu)反作用力的疊加。 地震破壞力是往覆水平剪切力，上部結(jié)構(gòu)的反作用力是垂直于地面的。這樣兩個(gè)方向互相垂直，并處于運(yùn)動(dòng)沖擊狀態(tài)的作用力，在一個(gè)平面上會(huì)交了。地震破壞力以強(qiáng)大的往覆水平推動(dòng)力，推動(dòng)著（抓?。┙ㄖ锘A(chǔ)做水平往覆運(yùn)動(dòng)，因而很容易分析，在這兩種力的會(huì)交面上，實(shí)質(zhì)上形成了遠(yuǎn)大于地震破壞力的往覆剪切力。因此，建筑物的抗震能力在插入式整體結(jié)構(gòu)中是很難達(dá)到實(shí)際抗震設(shè)計(jì)要求的，現(xiàn)在的建筑物一般都是偏于保守的理想設(shè)計(jì)和建造，因而投資也在大大增加，即便如此，在實(shí)際的地震災(zāi)害中，建筑物受破壞的程度依然是很嚴(yán)重的，進(jìn)而也無(wú)法擺脫和減輕地震災(zāi)害，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成的巨大損失。地震沖擊波在建筑結(jié)構(gòu)中，將無(wú)情的迫使建筑結(jié)構(gòu)中的所有梁、柱、板、墻體等受力構(gòu)件發(fā)生變形，即地震沖擊力能完全改變予應(yīng)力構(gòu)件和予應(yīng)力結(jié)構(gòu)的兩端邊界條件，使其構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的予應(yīng)力償失。任何在使用中的予應(yīng)力構(gòu)件和予應(yīng)力結(jié)構(gòu)，當(dāng)予應(yīng)力衰退和償失后，其構(gòu)件和結(jié)構(gòu)必然破壞。因此，在地震設(shè)防城市的建設(shè)中，是不能使用予應(yīng)力構(gòu)件和予應(yīng)力結(jié)構(gòu)的。但是，現(xiàn)在許多城市的建設(shè)中都使用了予