震后建筑抗震設(shè)計(jì)的研究

【摘 要】本文簡要介紹地震及地震災(zāi)害的相關(guān)概念，對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)計(jì)算要求（抗震設(shè)防目標(biāo)、結(jié)構(gòu)整體性要求、砌體結(jié)構(gòu)樓梯間設(shè)計(jì)要求、防震縫設(shè)置問題、結(jié)構(gòu)多道抗震防線要求）進(jìn)行了討論。

【關(guān)鍵詞】地震；地震災(zāi)害；抗震設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)

一、地震簡介

（1）地震類型。按成因分：誘發(fā)地震、天然地震；按震源深度分：淺源地震、中源地震、深源地震；按震中距大小分：地方震、近震、遠(yuǎn)震；按震級(jí)大?。撼⒄稹⑷跽鸹蛭⒄?、有感地震、中強(qiáng)地震、強(qiáng)烈地震、大地震、巨大地震。（2）地震成因。1915年，德國魏格納提出大陸漂移學(xué)說。1970年，在大陸漂移學(xué)說基礎(chǔ)上提出板塊構(gòu)造學(xué)說。（3）地震震級(jí)和烈度。地震震級(jí)：度警地震大小的主要因素就是震源所釋放的能量的多少。地震震級(jí)就是這樣的指標(biāo)。地震烈度是指某一地區(qū)的地面和各人工建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。地震烈度綜合考慮了多種地震宏觀影響后果，給出了簡單的定性的等級(jí)劃分。

二、建筑結(jié)構(gòu)倒塌分析

通過對(duì)唐山、汶川地震的建筑震害相關(guān)資料的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的倒塌過程大體可分為兩類。第一類是建筑在豎向及水平地震作用和豎向荷載共同作用下，在地面運(yùn)動(dòng)的過程中發(fā)生倒塌；第二類是地震過程中部分豎向承重構(gòu)件破壞，地震后由于破壞構(gòu)件上部結(jié)構(gòu)不能繼續(xù)承受豎向荷載，而發(fā)生倒塌。從倒塌的形式看可分為整體倒塌和局部破壞引起的連續(xù)倒塌兩類。（1）砌體結(jié)構(gòu)建筑。砌體結(jié)構(gòu)建筑的砌筑材料多為脆性材料，在地震中破壞最為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在墻體大量開裂、倒塌，預(yù)制板脫落等方面。（2）鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑在地震中的破壞方式集中表現(xiàn)在填充墻和維護(hù)結(jié)構(gòu)的大量開裂和坍塌。（3）鋼結(jié)構(gòu)建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑自重輕、強(qiáng)度大，抵御地震能力強(qiáng)，輕微破壞主要發(fā)生在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)結(jié)合處等部分。

三、建筑抗震設(shè)計(jì)計(jì)算要求

（1）抗震設(shè)防的“三標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)防目標(biāo)。“三標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)防目標(biāo)實(shí)際上通俗說法為“小震不壞，中震可修，大震不倒”抗震設(shè)防目標(biāo)的具體化?！叭龢?biāo)準(zhǔn)”對(duì)應(yīng)的是三個(gè)不同的地震烈度，第一水準(zhǔn)烈度稱為眾值烈度，比基本烈度約低一度半，50年超越概率為63%；第二水準(zhǔn)烈度為基本烈度（一般取當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度），其50年超越概率為10%；第三水準(zhǔn)烈度為預(yù)估的罕遇烈度，比基本烈度高出一度，50年的超越概率為2%～3%。（2）混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震基本要求。第一，鋼筋混凝土房屋應(yīng)根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)，抗震等級(jí)一般分為一、二、三、四級(jí)。第二，現(xiàn)澆混凝土丙類建筑的抗震等級(jí)表5.22確定。抗震設(shè)防類別為甲、乙、丁類的建筑，應(yīng)按規(guī)范相關(guān)規(guī)定確定其抗震等級(jí)。第三，框架結(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架和剪力墻應(yīng)雙向設(shè)置，柱中線與剪力墻中線，梁中線與柱中線之間偏心距不宜大于柱寬的1/4。第四，框架—剪力墻中的剪力墻宜貫通房屋全高，洞口宜上下對(duì)齊；洞邊距端柱不宜小于300mm。（3）如何計(jì)算地震作用。對(duì)多高層建筑，在計(jì)算地震作用時(shí)，可采用底部剪力法，否則采用振型分解法，一般取前2～3個(gè)振型計(jì)算，當(dāng)基本周期大于1.5s或房屋高寬比大于5時(shí)，振型數(shù)可適當(dāng)增加。對(duì)有特殊要求的建筑，必須經(jīng)國家規(guī)定的批準(zhǔn)權(quán)限批準(zhǔn)的甲類建筑以及7度和8度的I、II類場地上高于80m的房屋，或8度的III、IV類場地土和9度時(shí)高于60m的房屋，宜采用時(shí)程分解法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。計(jì)算時(shí)一般采用三種地震波進(jìn)行分析，（4）現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)

置抗震縫的原則。要根據(jù)建筑物的重要性、抗震設(shè)防烈度、體型復(fù)雜程度、結(jié)構(gòu)的材料種類、結(jié)構(gòu)類型等綜合考慮是否設(shè)置防震縫，是屬于抗震概念設(shè)計(jì)。（5）砌體結(jié)構(gòu)樓梯間設(shè)計(jì)要求。樓梯間是建筑的出入口，也是地震時(shí)人群疏散的惟一通道。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量問題，可能使樓梯間倒塌破壞，造成嚴(yán)重傷亡和堵塞疏散通道，阻礙救生。對(duì)于樓梯間的抗震設(shè)計(jì)，2010版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》7.3.1條要求，“樓、電梯間四角，樓梯斜梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處；外墻四角和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角；錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處，大房間內(nèi)外墻交接處，較大洞口兩側(cè)”要設(shè)置構(gòu)造柱；第7.3.8條要求，“裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接；8、9度時(shí)不應(yīng)采取裝配式樓梯段。突出屋面的樓、電梯間，構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部，并與頂部圈梁連接，內(nèi)外墻交接處應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2φ6通長鋼筋和φ4分布短筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或φ4點(diǎn)焊網(wǎng)片”，這些都是保證樓梯間抗震安全的重要措施。

建筑抗震設(shè)計(jì)本質(zhì)上仍是一種經(jīng)驗(yàn)行為，因此，必須強(qiáng)調(diào)抗震概念設(shè)計(jì)和采用抗震措施在抗震設(shè)計(jì)中的重要性。合理的結(jié)構(gòu)選型、規(guī)則對(duì)稱的平立面布局、良好的構(gòu)件連接和整體性、加強(qiáng)的抗震構(gòu)造措施、嚴(yán)格的施工管理是提高建筑抗震能力的有效保障。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]丁大鈞，蔣永生主編.土木工程概論[M]

[2]榮柏生.廣東國際大廈63層主塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).1989（10）

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）[S]

[4]工程結(jié)構(gòu)常見弊病與防治[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社