高层建筑的防震研究

高层建筑的防震研究（精选7篇）

高层建筑的防震研究 第1篇

关键词：公共建筑,防震减灾新技术,隔震,耗能减震

0 引言

公共建筑要求将建筑结构设计为“延性结构体系”, 其传统抗震方法是增强结构本身的抗震性能 (强度、刚度、延性) , 利用结构自身的承载力和塑性变形能力来抵御地震作用。 当地震作用超过承载力极限时, 结构抗震能力的大小将主要取决于其塑性变形能力和在往复地震作用下的滞回耗能能力大小。 通过发展延性来消耗输入到结构内部的能量, 会使结构产生过大变形并导致结构损伤或非结构构件的损坏。对于有严格的重要公共建筑结构, 往往难以满足变形条件。 按传统抗震方法设计的结构不具备自我调节的能力且人们尚不能准确地估计未来地震灾害作用的强度和特性, 为此, 我国地震工程学者正在研究探索行的结构防震设计途径, 近年来发展出一些积极的抗震设计新方法。

1 公共建筑防震减灾新技术应用

1.1 隔震技术应用

隔震技术是采用某种隔震消能装置, 将地震动与结构隔开, 以减弱或改变地震动对结构的动力作用, 使建筑物在地震作用下只产生很小的振动, 以减小地震对结构的破坏影响。

1.1.1 隔震原理

隔震层中设置隔震阻尼消能装置旨在接触结构与地面运动的耦联关系, 通过增加结构的柔性与提供附加阻尼来减小输入到结构中的地震作用。 由于隔震层中阻尼器的消能作用具有更高的效率。 国内的大量试验和工程经验表明:隔震一般可使结构的水平地震加速度反应降低60%左右, 从而消除或有效地减轻结构和非结构的地震损坏, 提高建筑物及其内部设施和人员的地震安全性, 增加震后建筑物继续使用的功能。

1.1.2 隔震技术方法

目前在基础隔震中采用的技术方法有橡胶垫隔震、摩擦滑移隔震、滚珠及滚轴隔震、组合隔震技术, 其中研究最成熟且在公共建筑中应用最广泛的是橡胶垫隔震技术。

1) 橡胶垫隔震。 叠层橡胶垫隔震体系的隔震层由若干个隔震器组成, 隔震器包括叠层橡胶垫和阻尼器, 常采用普通叠层橡胶垫、铅芯橡胶垫和高阻尼橡胶垫。橡胶垫隔震支座由薄橡胶片与薄钢板分层交替叠合, 经高温硫化粘结而成, 通过上下连接板与结构相连, 薄钢板可限制橡胶片的横向变形, 但对橡胶片的剪切变形影响很小。 叠层橡胶垫支座的竖向刚度很大, 并具有较大的竖向承载能力, 安全地支承上部结构的所有重量及使用荷载, 同时具有可变的水平刚度远远小于上部结构的层间水平刚度, 地震作用下结构的水平变形集中于隔震层, 上部结构在地震中变为“整体平动型”, 结构的层间变形很小, 即便在罕遇地震作用下也基本处于弹性状态。

2) 摩擦滑移隔震。 摩擦滑移隔震技术把建筑物上部结构做成一个整体, 在上部结构和建筑物基础之间设置一个隔离滑移构造层, 滑移构造层可用精选的圆形粉粒 (如铅粒、砂粒、滑石、石墨) 以及不锈钢板和聚四氟乙烯等材料, 在小震或风载作用时, 静摩擦力使结构固接于基础上;大震时剪力超过静摩擦力使建筑物相对与基础 (地面) 整体水平滑动, 由于其摩擦阻尼耗散地震能量, 削弱了地震作用向上部位结构的传递, 达到隔震的效果, 该技术还具有简单易行、造价低廉等优点, 但缺点是不能自动复位, 可以装设辅助装置协助限位。为了使建筑物滑移后自动复位, 目前出现了一种摩擦摆支座。 摩擦摆支座类似于一个铰装置, 上部为活动摆头, 下部为与摆头相吻合的曲面承台, 摆头与曲面之间衬有网状增强纤维 (聚四氯乙烯) , 以利用摩擦阻尼耗散能量, 该装置可利用结构本身重力复位。 目前具有风稳定及复位功能的支座还有回弹滑动支座及螺旋弹簧支座。

3) 滚珠及滚轴隔震。 在上部结构与平板状基础之间设置滚珠。 滚珠可做成圆形或利用直动轴承, 设置于平板或凹版上;也可做成椭圆形, 以形成复位力。滚动支座通过滚珠或滚轴的滚动达到隔震效果。设计合理的滚动支座具有良好的稳定性、限位复位功能和显著的隔震效果, 但滚珠隔震需要有辅助装置协助复位, 保证风载下不产生过大水平位移, 如:滚球加弹簧复位隔震装置或滚球带凹槽板复位隔震装置。

1.2 消能减震和阻尼减震技术应用

消震和阻尼减震技术是在结构的某些非承重构件装设消能构件或阻尼器, 当轻微地震或阵风脉动时, 消能杆件或阻尼器处于弹性状态, 结构物具有一定的侧向刚度, 以满足正常使用要求, 在强烈地震作用下, 随结构受力和变形增大, 消能构件或阻尼器进入非弹性变形状态, 产生较大阻尼, 大量消耗输入结构的地震能量, 避免主体结构进入明显塑性状态, 从而保护主体结构在强震中不发生破坏, 不产生过大变形。

1.2.1 耗能减震原理

在公共建筑结构的某些部位 (如支撑、剪力墙、节点、连接缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主附结构间等) 设置耗能 (阻尼) 装置 (或元件) , 通过耗能 (阻尼) 装置产生摩擦, 以及弯曲 (或剪切、扭转) 弹塑 (或黏弹) 性滞回变形耗能来耗散或吸收地震输入结构中的能量, 以减小主体结构地震反应, 从而避免结构产生破坏或倒塌, 达到减震控震的目的。

1.2.2 消能器与消能部件的应用

1) 消能器。 消能器根据耗能机制的不同可分为摩擦消能器、金属屈服消能器、铅阻尼器、黏弹性阻尼器和黏滞阻尼器等。 ①摩擦消能器是根据摩擦做功而耗散能量的原理设计的。目前已有多种不同构造的摩擦耗能器, 如Pall型摩擦消能器、摩擦筒制震器、限位摩擦消能器、摩擦滑动螺栓节点及摩擦剪切铰消能器等, 它们都具有很好的滞回特性, 滞回环呈矩形, 耗能能力强, 工作性能稳定等。 摩擦消能器一般安装在支撑上形成摩擦耗能支撑。②金属屈服消能器利用软钢类钢材具有弹塑性滞回性能稳定、耗能能力大、长期可靠并不受环境与温度影响的特点, 人们研究开发了多种耗能装置, 如加劲阻尼 (ADAS) 装置、锥形钢耗能器、圆环 (或方框) 钢耗能器、双环钢环耗能器、加劲圆环耗能器、低屈服点钢耗能器、无粘结支撑等。③铅阻尼器利用铅挤压产生塑性变形耗散能量的原理制成的铅挤压耗能器具有“库伦摩擦”的特点, 其滞回曲线基本呈矩形。 ④黏弹性阻尼器由约束钢板与中间钢板之间夹有的一层黏弹性材料产生往复剪切滞回变形, 以吸收和耗能能量。其材料的性能稳定, 可经多次反复加载和卸载, 但对于大应变下的重复循环, 刚度会产生一定程度的退化。⑤黏滞阻尼器一般由缸体、活塞和黏滞流体组成, 活塞上开有小孔, 并可以在充有硅油或其他黏性流体的缸内往复运动。 当活塞与筒体间产生相对运动时, 流体从活塞的小孔内通过, 对两者的相对运动产生阻尼, 从而耗散能量。

2) 消能部件。 消能部件由结构中的支撑、墙体、梁或节点等构件组成。 ①消能支撑有几种形式:一种是在支撑杆或节点板上利用摩擦阻尼器或其他弹塑性阻尼器消耗地震能量;另一种是利用偏心支撑结构与梁段的塑性变形来消耗地震能量;还有一种是利用刚接在梁、柱或基础上的消能隅撑的塑性变形来消耗地震能量。 ②消能墙即将阻尼器或消能材料用于墙体。 填黏性材料消能墙是在墙与框架连接的周边, 填充黏性材料, 强烈地震时, 强周边出现非弹性缝并错动, 消耗地震能量。

1.3 被动控制调谐减震技术应用

被动控制调谐减震技术一般由主结构和附加在主结构上的子结构组成, 附加的子结构具有质量、刚度和阻尼, 可以调整子结构的自振频率, 使其尽量接近主结构的基本频率或激振频率, 子结构就会产生一个与主结构震动方向相反的惯性力作用在主结构上, 使主结构的振动反应衰减并受到控制。 这种减震控制不需通过外部能量, 只是通过调整结构的频率特性来实现。 子结构可以是固体质量, 它在调谐减震过程中, 发挥类似阻尼器的作用;也可以是储存在某种容器中的液体质量, 它的调谐减震作用是通过容器中的液体振荡产生的动压力和黏性阻尼能来实现。

1.4 主动控制技术

主动控制技术需要利用外部资源, 在结构振动控制部位安装传感器对输入地震动和结构反应实现连机实时跟踪, 并根据控制器 (计算机系统) 分析计算结果并发出信息指令, 通过伺服加载装置 (作动器或执行器) 对结构施加控制力, 实现自动调节, 在结构振动过程中瞬时改变结构的动力特征并施加控制力以衰减结构反应, 达到保护结构免遭损伤的目的。

2 结语

公共建筑中应用的以隔震、减震、制震技术为特点的结构抗震设计新方法, 通过对结构施加控制装置 (系统) , 由控制装置与结构共同承受地震作用, 即共同储存和耗散地震能量, 以减轻结构的地震反应。应用这些积极应对地震的抗震技术, 改变了传统抗震设计的消极应对性, 大幅提高了公共建筑抵抗地震的能力。

参考文献

[1]王晓虹, 骈龙江.建筑结构抗震设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社, 2014.

[2]裴星洙.建筑结构抗震分析与设计[M].北京:北京大学出版社, 2013.

[3]黄世敏, 杨枕.建筑震害与设计对策[M].北京:中国计划出版社, 2009.

[4]柳炳康, 沈晓璞.工程结构抗震设计[M].武汉:武汉理工大学出版社, 2012.

谈房屋建筑的防震 第2篇

建筑, 源于人类的发展, 又在无形中发展着人类。当今社会, 出现了这样的名词, 房奴, 蜗居, 房贷, 房产纠纷, 这些都与房屋形影不离。作为一名建筑人员, 我们有责任去思考这些问题, 并帮助解决这些问题。近些年, 房屋问题持续飙升, 面对这些问题, 我们何去何从。从建筑设计方面讲, 它是整个建筑的灵魂部分, 做好房屋设计, 必须从人、环境、建筑这些方面考虑, 考虑的结果关系着人在这一空间中的发展。建筑设计必须有一定的标准, 那就是以实用为主, 艺术及观赏价值为辅, 当然一些景点的建筑除外。那么房屋的质量就必须成为重中之重, 是决定住宅安全, 舒适性能的核心。

2 房屋建筑的防震措施

在这个山寨版特别盛行的时代, 房屋的可持续性一直受到人们的关注。目前正在希腊的山坡上建造一种特殊的房屋, 它能在地震中“自我愈合”, 利用纳米聚合体粒子, 这种材料会在压力的挤压下, 流入裂缝中并变硬, 形成固体材料。这是从材料方向出发采取的防震措施。我们还可以从建筑设计方向发现一些防震房屋的特点并加以延伸。比如我国古代保存至今的高大建筑, 就值得深入研究。不过, 最简单也是最方便的还是从材料方面下手。

1) 确保房屋建筑的质量。

首首先先, , 房房屋屋建建筑筑施施工工质质量量必必须须是是整整个个建建筑筑过过程程的的严严把把关关。。确确立以人的工作质量来促进施工质量, 确保工程质量的理念。百年大计, 以质为本。在工程施工管理工作中, 质量管理是核心, 只有做好房建工程施工质量策划和房屋建筑工程施工质量控制, 才能有优质工程。针对一些偷工减料、管理混乱、安全防护不足问题必须严查, 以生命为重。除了严查, 更应该做到的是增强质量意识, 提高建筑工人的素质。人在建筑中起决定性作用, 但是, 目前一部分施工单位, 管理技术人员技术力量薄弱就仓促上岗, 这样做, 不仅是对工程的不负责任, 更是对员工生命安全的忽视。因此, 预控教育便显得非常重要, 保修将素质教育落实到人, 明确责任。质保体系的完善与否, 将直接影响施工期间能否真正进行质量控制的重要环节。谨防豆腐渣工程。必须从质量上做硬做强, 才能树立良好的品牌。要想节省建筑成本, 更多的应该是考虑如何能将废物利用完善。所以从工程调研和任务承接、施工准备、材料采购、施工生产、试验与检验、建筑产品功能试验、施工交验、回访用户与保修这8个环节完善和改进质量体系结构, 只有人人提高质量意识, 才能确保质量的提高。

2) 重视抗震因素。

近几年, 地壳板块处于活跃期, 地震发生的频率高, 所以我们在房屋建筑工程中必须把抗震因素放在重要地位。从全球重大地震灾害调查结果中得出:所有的地震灾难都是因为“四不、一没有”造成的。“四不”也就是建筑物抗震设防标注不足、设计不当、施施工工不不良良和和使使用用维维护护不不善善, , ““一一没没有有””就就是是没没有有防防灾灾意意识识。。总总之之, , 以以上因素存在两个以上, 当地震突袭的时候, 倒塌的危险就随时存在了。在此, 我建议政府应该在这方面多做些补助, 不要等到真正发生地震了, 才采取措施。这样不仅可以节约资金, 而且是对人权的保护和尊重。建筑过程中要积极参考抗震设防标准。随着人口增加, 城镇快速发展, 为了节省建筑面积, 楼房越来越多的取代了窑洞, 可是我们也可以参考窑洞的建筑设计原理。对钢筋水泥的使用也一定要符合规定。只有这样纵使遭遇超过设防标准的地震而破坏, 人员的伤亡也不会危及到生命。如果说设计图纸只是用来纸上谈兵的话, 那么它真的没有存在的价值。特别是现在的钢筋水泥建筑的房屋, 除了钢筋水泥的强度需要符合标准外, 还有许多施工细节必须切实遵守, 诸如钢筋摆放数量、位置、弯钩角度都对抗震能力有决定性影响。再者就是使用者的问题了, 房屋购买者必须有维护这一意识。在装修过程中特别注意维护房屋构架。还有最重要的就是树立防灾意识。地震灾害跟其他灾害不同, 没有预警。对于那些早期建造的、抗震不足的房屋进行加固工程, 这样, 地震的伤亡必定也会大大降低。建议使用的抗震材料有:加气混凝土、碳纤维复合材料等等。

3) 提倡生态建筑。

在保障生命财产安全的基础上, 我们提倡生态建筑, 绿色建设。建筑物应具有良好的朝向、保温、隔声、防潮、防水、采光及通风的性能, 是人们进行生产和生活活动必需的条件。要在这些方面采用生态建设, 就应该准确勘察地理位置, 获取最直接的采光数据。把握好房屋间距, 最好的利用天然采光。在经济允许的情况下, 采取树荫隔声法, 不仅实惠, 而且一劳永逸。并且可以有效的起到通风换氧的作用。除此之外, 我们可以在建筑选材、建筑庭院、室内、阳台和屋顶进行花园设计等, 生态环境艺术设计在改善环境质量、空间感觉、视觉审美及满足人们返璞归真的愿望等方面都起到不可替代的作用。所以我们要大力加强生态建设, 让我们的房屋达到健康, 积极住宅。除了这些物质方面的建设, 房屋建筑的设计也应该考虑到它周边的设施。大型超市, 电影院, 以及学校和娱乐设施的配置也是非常重要的。总而言之, 设计生态建筑已变成一种潮流, 趋势。要让我们设计的建筑更具有节能降耗、自洁自净、舒适实用、可持续发展的性能, 就要在措施上利用可再生资源, 如太阳能、风能、生物能等, 选择具有生态价值的可循环使用材料, 依靠适当的技术手段, 以达到对建筑的生态关怀。

4) 关注可持续建筑。

除了生态建筑, 值得我们关注的还有可持续建筑。它是凯博特博士在1993年提出的, 旨在说明达到可持续发展的进程中建筑业的责任。内容包括从建筑材料、建筑物、城市区域规模大小等, 到与这些有关的功能性、经济性、社会文化和生态因素。要坚持可持续建筑, 必须坚持资源有效利用, 能源的有效利用, 污染的防止、环境的和谐的原则, 以及相关的评定因素。我们在设计的过程中应该充分体现“入乡随俗”, 延续地方场所的文化脉络;增强使用技术的公众意识;树立建筑材料蕴藏和循环使用的意识, 以及结合当地气候条件使用天然资源。最重要的是避免对当地环境的损害。追求可持续发展是建筑业发展的必由之路, 同时也应该响应尊重环境, 高效使用资源的号召。这样做更是有利于建筑行业理性发展。实现可持续发展任重道远, 当然这不仅需要技术的指导, 设计水平的提高, 节能意识的提高, 更是需要全体社会成员的广泛参与。

千里之行始于足下, 现在我们从最开始的设计入手, 到最后的安居, 进行一下既生态又绿色而且可持续并且防震能力强的房屋建筑。首先确定房屋的框架结构, 要求结构的高宽小于5, 抗震设防烈度为8度。建筑设计在整个工程设计中起主导和先行作用, 并且考虑如何更少的利用材料, 劳动力, 投资和时间来实现各种要求, 使建筑物做到适用, 经济, 坚固, 美观。这就要求建筑工人必须掌握数据, 具备广泛的科学技术知识。重点解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的安排。接下来考虑的问题就是自然条件。从气候 (温度, 湿度, 日照, 雨雪, 风向, 风速) 、地形、地质、水文方面入手, 特别注意的是, 当地的地形, 地质, 这些会直接影响到房屋平面组织结构选型、建筑设计。还有对地质不稳定地区, 建筑材料的选择必须慎重, 再有就是当地的水文条件, 这也是一项非常重要的参考因素。水文条件决定了该地区建筑房屋所采取的相应防水和防腐措施。

3 结语

整篇论文就是围绕防震、生态、绿色、可持续建筑, 当前较为重要的问题探讨。最后发现, 这是一个很深刻, 而且是值得整个建筑业思考的问题。我们应该将这些思想, 这些问题带到实践中, 让实践说话, 用时间证明, 数据才是建筑业的真实材料。善于观察, 懂得应用, 更重要的是我们应该紧随时代的发展。站在时代的前沿, 设计每一幢楼房。真正做到人民的工程师, 时代的功臣。百年大计, 以质为本。不管做什么事情, 都应该诚信, 建筑业是良心行业。为了自己的职业和社会的安定, 我们必须把误差严格控制在1 mm以内, 这是每个建筑工作者的职责。

摘要：通过分析房屋建筑与人的密切关系, 从确保房屋建筑质量、重视抗震因素、提倡生态建筑、关注可持续建筑等方面提出了房屋建筑的防震措施, 解决了房屋建筑抗震设计难题, 保证了建筑物安全。

关键词：房屋建筑,防震措施,生态建筑,可持续建筑

参考文献

[1]GB/T 50001-2001, 房屋建筑制图统一标准[S].

[2][美]H.F.温特科恩, 方晓阳.校基础工程手册[M].钱鸿缙, 叶书麟, 译.北京:中国建筑工业出版社, 1983.

[3]盛盘生, 白雅莹.浅析建筑空间形态[J].林业科技情报, 2003 (1) :56-57.

[4]费麟.中国工业建筑面临新世纪挑战[J].新建筑, 2004 (3) :56-57.

高层建筑的防震研究 第3篇

关键词：建筑桥梁工程,防震

近年来, 国家越来越重视建筑物的防震水平, 对其的要求也越来越严格, 在地震强度6-10级的地域内对建筑物是要求有防震措施的, 自唐山大地震发生后, 国家对建筑物在防震方案的设计和场地的选择等方面, 在一些文件中都做出了具体且系统的要求。例汶川地震中, 建筑物的抗震等级为七级, 而地震强度却达到了十一级, 建筑物的坍塌是正常现象, 但由于在房屋的建造过程中, 建筑商的偷工减料, 是建筑物迅速坍塌, 造成了大量的财物损失, 因此, 防震措施在建筑物中的地位也是越来越重要。

一、桥梁被地震震害的原因分析

(1) 由于地壳的不断移动, 梁式桥梁的盖梁的宽度偏窄引起上部分桥梁的活动节点与落梁不断的摩擦、碰撞导致损坏, 而拱式桥梁却是拱上与拱腹的部分受到了破坏, 拱脚与拱顶处产生了裂缝, 更可能使整个拱变形。

(2) 在建筑桥梁时没有考虑到抗震级别的要求, 可能使支座受到损害。当与强大的地震力相互作用时, 对支座的要求较高, 由于支座的连接部位或者支座用材的不足等缺陷, 可能会使支座发生较为巨大的变化, 从而使螺丝弹出、压断或是使支座的活动部位脱落, 进而导致桥梁在地震力的传递过程中发生损坏。

(3) 有时可能是桥梁下部发生损坏, 该情况是因为桥梁的底部结构存在缺陷而使得难以承受自身的重量和支座传递的地震力发生形状的变化与裂纹, 使得整个桥梁受到损坏。

(4) 有种情况导致的后果极其严重, 那就是在松软的河边土地上建造桥梁, 地基不稳, 受到地震力时向河岸滑动, 桥台朝着河心移动。

二、桥梁工程防震方案探讨

1. 牢记桥梁抗震设计要遵循的原则

根据国家的抗震原则, 桥梁的设计防震程度应达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的标准, 设计者应明确这一标准。

第一, 防震体系的规则性及整体性原则。桥梁工程要减少因地震而损坏的现象, 首先结构要尽可能保证连续, 保证桥梁的整体结构, 来发挥桥梁的更大的作用。

第二, 多重的抗震结构设计原则。在一个多重抗震的桥梁结构体系中, 受到地震力时, 应该先有部分构件达到延性的极点, 充分吸收和消耗震力的能量, 然后是接二连三的多道防线, 该种结构可以使桥梁更加坚固, 在地震时, 减少对桥梁的毁损。

第三, 构件能力原则。构件能力是说建造桥梁时, 合理搭配使用延性构件和非弹性的构件与破坏模式不同的安全度、强度相结合, 就像我国采用的思想原则“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱”, 正是该原则的完美体现。

2. 进国外学习一些先进技术和思想

日本是一个频繁发生地震的国家, 自从发生关东地震以来, 日本政府一直在从地震中吸取教训, 总结经验, 研究各种桥梁的抗震方式, 完善了桥梁结构的标准, 对于先前建设的桥梁在优先维护的前提上, 实施了诸多的改善计划, 将桥梁全面的加固为一个整体结构。这点上, 我们应该积极向他们学习, 从思想, 技术和防患于未然的态度等方面。

3. 采用抗震的设计方法

简单易完成的抗震方法有:

(1) 采用隔离支座, 根据诸多的研究显示, 在桥梁的主要台、墩部位的连接处安装支座, 明显的减少了这两个部分的地震力, 同时这种方法也是现在普遍采用的一种有效的方法。

(2) 利用延性的桥墩, 该方法要求将一些桥梁的结构的设计有足够的延性, 受到地震力作用是, 桥梁的这些部分产生弹塑性的形变, 稳定的延性可以延长桥梁的结构周期, 消耗地震时的强大能量, 也起到了巨大的缓冲作用, 以免突然倒塌造成不必要的损失。

(3) 采用最新的减震结构, 采用型钢混凝土, 它的一大优点就是承载力比普通的混凝土高一倍多, 同时抗剪能力也很强大, 延性又高出钢筋混凝土很多, 拥有饱满的滞回曲线, 消耗地震力的能量也比普通混凝土的能力高, 这种混凝土在多方面展现去了超强的抗震能力, 同时也可以降低了造价, 节约了材料。

4. 积极采纳有效的建筑防震措施

首先, 合理的防震设计极为重要。

第一, 不仅要重视建筑设计的建筑远离, 防震设计也是更为重要, 同时设计师也对建筑结构提出了很高的防震能力的要求。地震主要是小, 中, 大三种程度的地震。通常情况下, 地震分为12度的烈度, 而6~10度的地域对防震设计的要求更高。在对于建筑的规划阶段, 对工程师的要求很高, 尤其是他们对建筑的基础结构、选址及当地的实际情况的了解。在设计建筑时, 工程师需要对自己的设计理念进行明确, 以及确定建筑物的抗震能力, 在建筑中, 体现他的抗震设计。对于建筑设计的整体规划除了数据设计之外, 对设计师的能力要求也很高。

第二, 根据抗震的新标准, 设计要灵活多变。新的标准强制性和功效都非常强, 但是不是所有设计都是按照标准来解决的。实际设计中, 我们运用概念设计, 来达到我们的目的。如抗风与抗震的设计结合, 抗震的设计必须能消耗外部的负荷, 以及吸收地震的能力, 抗风设计必须在风的作用力下, 使动力小一点, 而刚度却是影响整体结构体系的性能。为了弥补此缺点, 必须运用合理的构造来保证建筑物的构造。

第三, 注重场地与地震的共振。在建造楼房时, 由于房屋有自震周期, 遇到地震时, 地震的自身震感周期如果与房屋的自身的自震周期相同, 就产生共振, 加大了房屋坍塌的概率。在新标准中提到的振型与抗震周期的理念中, 要求设计师了解场地历来的抗震周期, 避免出现共振。

三、总结

地震的发生总是带来巨大的财物损失及人员伤亡, 我们应吸取教训来加强本国的防震设计, 房屋建筑都需要防震方面的提高。在经历的近几年的几次地震后, 希望能意识到防震的重要性, 提高房屋建筑的防震程度。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.建筑结构可靠度设计统一标准 (GB50068-2001) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑工程抗震设防分类标准 (GB50233-2004) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

[3]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范 (GB50011-2001) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

多震地区的建筑物防震设计及措施 第4篇

1我国农村建筑物的抗震能力现状分析

1.1砖混结构建筑的抗震能力

砖混结构的建筑中, 以砖或者砌块砌成承重墙, 而梁、柱、楼板等使用钢筋混凝土, 总的来说, 砖混结构的建筑中, 主要使用的是砖, 钢筋混凝土只占少部分。砖混结构的优点在于成本低且施工技术比较简单, 在农村地区, 这种结构的房屋分布较广。砖混结构中砖墙、墙体比较薄弱, 因此抗震能力比较低。在2008年的汶川地震和2013年的雅安芦山地震中, 砖混结构的房屋损毁情况较严重, 具体的情况可以参照图1和图2。

1.2砖木结构建筑的抗震能力

砖木结构的屋盖为硬山搁檀式的结构, 以小青瓦或者石棉瓦砌成屋面, 其修葺方式和砖混结构雷同。砖木结构的建筑从整体上来说稳固性很差, 在正常情况下承受重力没问题, 但是遇到地震, 则很容易造成整体或局部倾倒。在汶川地震中, 很多农村的民房都是砖木结构。

1.3木结构建筑的抗震能力

木结构建筑的房梁和房柱结合处采用的是榫接, 结合点处缺乏坚韧性, 遇到地震时很容易变形, 造成倒塌, 比如在汶川地震中某些木结构的建筑倒塌情况比较严重。但是由于木结构的连接方式有很好的减震效果, 因此很多木结构的房屋整体结构并没有损坏。一些偏远的农村在建造农房时, 由于受地理条件的限制, 水泥沙石等不易运送, 故选择就地取材, 使用木材建造房屋, 因此在广大偏远农村地区这种结构的建筑比较常见。

1.4土木结构建筑的抗震能力

土木结构在一些偏远的农村地区的建筑中使用比较广泛, 主要是材料是竹、木、土、土坯砖和瓦等。比如芦山地震中, 汉源县的小堡藏彝族自治乡的大部分建筑都采用的是土木结构。在芦山地震中, 这里的土木结构民房大多年代久远, 土墙已被腐蚀, 在地震中的承载能力不足, 尽管距离震中的距离稍远, 但仍然受到一些损害。

2提高新农村建筑抗震性的建议

2.1不同建筑结构体系的抗震措施

(1) 砖混结构建筑的抗震措施。首先, 砖混结构建筑要设置构造柱和圈梁, 圈梁可以保证在地震中房屋结构的整体结构不被破坏, 而构造柱不仅可以增强结构的抗剪能力, 而且可以减少墙体的变形, 增加抗震能力。其次, 由于房梁多采用预制板, 使得地震中构造柱承受的剪力较大, 容易在地震中倒塌, 因此, 可以减轻梁的重量, 而对墙体或者构造柱进行加强。再次, 房屋的相关连接处, 比如纵横墙的连接需进行加强, 并采用横墙或者纵横墙共同承重, 在布置上要均匀, 汶川地震中很多民房仅靠纵墙承重, 因此破坏严重。另外, 横墙间距应当遵循表2的要求。最后, 需要设置防震烈度为7、8、9度, 如果存在以下情况:即立面高差超过6米、建筑有错层、坚韧度和质量分布不均, 则需要设置防震缝。

(2) 砖木结构建筑的抗震措施。首先, 需要减轻砖木结构屋顶的重量, 因为地震的破坏力与重量的高度有关系, 建筑的最上部分重量越轻, 越具有较高的抗震能力。其次, 采用措施使木结构的刚性和整体性增加, 比如纵横构件连接处插入斜构件, 使用新材料加固节点等。再次, 增强墙面的韧性, 比如可以提高砂浆的标准或者嵌入钢筋, 用钢筋水泥加固墙面, 墙面的部分加固可使用钢筋混凝土套层法等。最后, 在需要加固的地方使用隔震的方式进行加固, 比如使用在屋顶或者基础等地方。

(3) 木结构建筑的抗震措施。木结构的房屋要注意整体的结构体型, 屋顶不能设置重物, 房屋的整体重量要合理, 不能太重, 比如墙面的石灰焦渣涂抹要适量, 厚度保持10cm为最优, 屋檐的高度保持在2.7-3.0之间, 屋顶的坡度要小。山墙的内侧要架设木骨架, 木骨架也可以穿插在山墙中。木骨架的稳需要设置斜撑和剪刀撑保证, 木骨架和围护墙的连接要加强, 使房屋整体的韧性提高。屋顶不能封住屋檐, 否则房屋将会不牢固, 并且会影响美观。房屋的木柱和木柱下的石头连接需要加强。

2.2农村建筑的抗震措施

(1) 完善、细化法律法规。长期以来, 我国农村的建设都处于法律法规的盲区, 在农村建筑的规划上, 应该尽快制定相应的法规政策。首先, 将农村两层以上的房屋建设纳入管理之中。其次, 需要明确农村建设的管理机构, 积极发挥管理机构的作用。最后, 施工管理规范纳入规则之中, 实行规划管理。 (2) 加大农村建筑专业技术服务的投入。我国农村建筑抗震性能弱, 不仅与我国农村建筑结构的特殊性有关, 而且还与农村建筑施工专业人才短缺有关, 如果专业技术无法运用到农村建筑上, 则农村的整体建筑质量无法得到保障。因此, 要加大对专业技术人才的引进, 或者对农村施工队伍进行专业培训。另外, 应当制作标准的施工图集, 完善农村建筑抗震技术的标准。 (3) 对现有农村建筑进行加固。根据对广大农村建筑进行抗震鉴定和安全性评估, 对于十分破烂、无抗震能力的农村建筑, 直接拆除。若是有不符合抗震规范要求的农舍, 则应当对其采取因地制宜的方式进行适当加固, 使之达到抗震规范的要求。加固的重点是“防倒塌、防伤亡”, 增强建筑的整体刚度。 (4) 加强村民的教育宣传。我国的地形复杂, 处在地震多发区的农村建筑都比较偏僻, 人口密集度也不高, 政府并没有将其纳入抗震工作的范围。再者, 农村普遍不重视教育, 抗震防震的观念无法有效传达。加强抗震设防的观念, 是解决农村建筑抗震问题的关键。比如, 以讲座、宣传册和媒体播报等形式, 进行抗震设防观念的宣传, 使村民们能意识到地震灾害的严重性和设防的必要性。

3对未来农村建筑抗震性要求的展望

3.1建筑抗震设计方面

我国现今的抗震设计, 是以承载力为准的设计, 到了未来会过渡到位移的结构抗震设计。首先要进行简单结构的研究, 然后对所有结构进行研究, 位移的结构抗震设计是未来发展的趋势。由于现今使用的延性结构体系有很多弊端, 而隔震和消能体系可以弥补这一弊端。因此, 在未来的农村建筑结构中, 应当广泛使用隔震和消能设计。

3.2整体抗震

整体抗震要求从整体结构上加强抗震能力, 而不是局限于某一部分。在未来的农村建筑的修建上, 要发展使用新材料, 例如将碳纤维材料发展为加固材料, 未来经济发展, 这些新材料价格也会变低, 用在农村建筑上再合适不过。同时, 要积极使用新的建造工艺, 研究出简单、环保的工艺。环保是一个永久的话题, 我们所生活的地球日渐萎靡, 任何对环境有利的工艺都是值得推广和使用的。另外, 要适当引进国外先进的技术, 多学习发达国家在建筑修建中的方式, 当然不能盲目地吸收, 应当根据我国的实际情况, 选择适合我国农村实情的先进技术。

4结束语

地震灾害是一种破坏性极大的自然灾害, 不仅对建筑有巨大的摧毁作用, 而且对人类的生命造成威胁。因此, 必须重视抗震防震工作, 加强建筑的抗震能力, 尤其是广大农村地区的建筑, 要对农村建筑的结构体系进行优化, 健全农村抗震规范, 并对农民进行广泛的抗震知识宣传, 真正做到将地震灾害减少到最小。

参考文献

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[2]曹敏, 李海霞.提高农村建筑抗震能力的方法研究[J].河南财政税务高等专科学校学报, 2011 (05) .

[3]钟江荣, 曲哲, 余世舟.从2013年的几次地震看农村建筑抗震中存在的几个问题[J].地震工程与工程振动, 2014 (S1) .

高层建筑的防震研究 第5篇

1.1 设计概念

框架-剪力墙结构也被称为框一剪结构, 从字面上可知该结构主要包含框架与剪力墙这两部分, 实际上也是这两部分的组合, 并进行了适当调整, 对其优点进行综合利用, 摒弃缺点, 全面增强了该组合结构的抗力性能, 它可充当抗震建筑材料。它的设计主要应用双向抗侧力体系, 通俗来说是指在两个主轴位置布设剪力墙。大多数情形中均将剪力墙位置设定在平面形状的改变处。

1.2 抗力性能

待高层建筑结构出现变化后, 此时便体现出剪切型特性, 该特性也具有一定的规律, 伴随着楼层高度的增加, 变化速度越缓慢。在框架-剪力墙结构中, 通过受力特性分析可知, 待平面内部刚度达到特定值后, 楼顶会主动连接框架和剪力墙, 构成整体, 组建成网络结构, 一起抗衡水平侧应力, 免受结构变形的负面影响。在相同楼层中, 框架剪力墙具有一样的水平位移, 其水平位移主要以处于框架和剪力墙内部的形态为代表性特征, 呈现为一个反S型曲线, 它也被称作弯剪型。在框架-剪力墙结构内部, 因下部层面的剪力墙变形不大, 所以, 肩负着超过80%的水平向剪力, 这可提高结构侧向刚度, 合理均衡水平形变, 最终降低结构变形程度。

1.3 抗震技术

1.3.1 机构控制

框架-剪力墙结构包含一个公式, 伴随着剪力墙数量的不断增加, 剪力墙体积和刚度也随之加大。在实际设计环节, 通过机构控制来调整该结构的刚度, 以此来优化承载能力, 比较可行, 主要参照公式在结构中的具体位置合理设置塑性铰, 进而有效控制该结构的形态, 即便发生, 也能形成一个优良的耗能机构。

1.3.2 肢墙面

缩减肢墙面的面积, 组建多肢墙, 进而有效控制裂缝。同时, 此种样式的剪力墙还可削弱刚度, 降低地震的破坏程度。

1.3.3 斜截面

在防震设计环节, 为增强建筑物的承重能力, 一般需要在剪力墙周边使用上梁柱结构, 进而构建包围圈, 这不仅能限制斜向裂缝的拓展, 还能代替被破坏的剪力墙承受重力, 在此处加设的边框结构, 通常要求应具备一定的斜截面负载能力。

2 防震设计特点

2.1 变形协调

从抗侧力结构层面来说, 因框剪与剪力墙存在差异, 所以, 一定要考虑受力特点以及变形状态, 此时需要寻找一个均衡点, 以此来协调各自变化。在水平负载中, 框架与剪力墙会协同工作, 一起抗衡水平负载。同时, 伴随着楼层的不断增加, 水平位移增长速度逐步较快, 待楼板水平高度位于特定临界点时, 框架与剪力墙会逐渐融合, 不会出现单独变形的现象。另外, 在平移阶段, 这两个结构具有相同的变形协调性, 进而整体结构出现一定的变形。在剪力墙结构中, 在下部楼层, 剪力墙的位移较小, 它拉着框架按弯曲型曲线变形, 剪力墙承受大部分水平力, 上部楼层则相反, 剪力墙位移越来越大, 有外侧的趋势, 而框架则有内收的趋势, 框架拉剪力墙按剪切型曲线变形。

2.2 设计标准与原则

伴随着时代的进步, 建筑设计特点日益多样化, 人们对住宅提出了新的要求, 冲破了原有的平房老化区的束缚, 高层建筑结构得到了越来越多居民的青睐, 框架-剪力墙结构也得到工程设计人员的高度认可。在防震设计环节一般坚持墙的长度与厚度呈现5-8倍数关系的标准。同时, 还应严格遵循分散设计原则, 具体来说是指抗侧力构件数量应充足、且布设分散、刚度与弯度满足标准, 剪力墙数量较多、刚度较小。在剪力墙面积固定的情形中, 若想增强扭转功能, 应将剪力墙设置在平面形状出现变化的位置。

2.3 受力情况

在框剪结构中, 框架上部楼层除了负担外荷载产生的水平力外, 还额外负担了把剪力墙拉回来的附加水平力, 剪力墙不但不承受荷载产生的水平力, 还因为给框架一个附加水平力而承受负剪力, 所以, 上部楼层即使外荷载产生的楼层剪力很小, 框架中也出现相当大的剪力。我们应格外注意此点内容。

3 防震设计要点

3.1 提升框架的抗震性能

首先, 增强框架结构角柱。这是因为角柱在横纵框架结构中发挥着重要的连接作用, 若想从整体层面提升框架结构性能, 则应适当提升其抗剪能力;其次, 在外围框架平面中, 合理设计剪力墙墙板的数量, 这可全面解决框架剪力滞后的问题, 增强整体性能, 增加抵抗推理刚度, 降低测量位移, 尤其是层间位移。同时, 还应明确该措施所引发的结构延性不良, 若在墙板上合理设计十字开口, 构建结构薄弱部位, 组建延性耗能墙板, 其成效显著;最后, 在框架结构中适当增设赘余构件, 例如, 偏交斜撑, 通过弯曲耗能取代轴变耗能。在等级较大的地震灾害中, 赘余杆件既能达到先行屈服、实现形变以此来吸收地震能力, 还能通过自身形变失效后, 建筑物整体结构会出现稳定体系改变, 进而调整建筑自振周期, 规避共振效应的出现。

3.2 增强剪力墙的抗震性能

在防震设计环节, 一方面, 针对剪力墙周边增设梁柱结构, 构建边框剪力墙, 这不仅能限制斜向裂缝的不规则拓展, 还能代替被破坏的剪力墙承受一定重力;另一方面, 科学设计肢墙面积, 尽量减小肢墙面积, 依照结构形式组件多肢墙, 有效控制裂缝, 全面调整屈服部位, 以免建筑物遭受地震时出现剪切破坏, 规避底部墙体提前屈服现象的出现。

3.3 优化整体抗震性能

3.3.1 有效实施机构控制, 获得总体屈服效果

围绕框剪结构, 选择适宜的位置, 安装塑性铰, 以此来控制塑性铰的空间位置、形变和顺序, 组建优良的耗能结构。建筑结构在遭受水平向力后, 最开始在水平构件中出现屈服现象, 随后竖向构件出现屈服。

3.3.2 协调刚度和延性

对比分析框架和剪力墙可知, 这两个结构在延性系数、刚度等参数上均存在一定差异, 这在某种程度上限制了整体结构抗震性能的增强。从理论层面上而言, 框剪结构存在各个构件无法统一发挥作用的现象, 引发先后破坏、逐一击破的现象, 这严重削弱了结构组成构件的抗震性能, 并降低了有效性;针对这一问题, 在防震设计环节应有机结合各个构件, 协调刚度和延性, 确保达到建筑抗震标准。在框架设计环节, 全面考虑轴压比, 并在剪力墙两端设计边缘约束, 进而增加延性, 规避剪切破坏现象的出现。

3.3.3统一结构刚度与承重能力

综上可知, 在框剪结构内部, 随着剪力墙数量的不断增加, 体积和刚度随之加大, 同时, 也会降低结构自身周期, 提升整体水平地震作用。所以, 在防震设计环节, 应结合建筑物的具体情况全面考虑各个因素, 进而明确结构的极限位移限值, 准确设定剪力墙数量, 确保安全、可靠、经济。

4 结语

框架-剪力墙结构具有较强的结构互补性, 近年来, 他被大面积应用在高层建筑中。对于高层建筑框架-剪力墙结构而言, 科学的设计有利于结构优势的凸显, 进而增强抗震性能, 其中在设计过程中最重要的便是剪力墙的实际数量与形式。所以, 工程设计人员应重视设计环节, 严格遵守设计原则, 合理确定剪力墙数量, 规范设计剪力墙形式。

参考文献

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[2]陈喆, 刘志雄.浅析建筑工程中框架剪力墙结构工程施工技术[J].科技创新与应用, 2015 (07) :182-182.

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[4]刘彦辉, 谭平, 周福霖, 等.高层框架-剪力墙隔震结构地震响应研究[J].工程力学, 2015 (03) :134-139.

[5]狄军, 杨军, 谭潜.高烈度区高层剪力墙结构组合隔震设计分析[J].工程抗震与加固改造, 2015, 37 (04) :83-89.

[6]党争, 梁兴文, 李坤, 等.基于屈服点谱的钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗震设计[J].土木工程学报, 2015 (6) :25-35.

预制板建筑防震加强措施构想 第6篇

在实际工程中, 由于使用空心预制板的砖混结构, 相对于现浇板有着良好的经济性, 所以即使是现在, 在我国经济不发达地区, 也是作为主要的建筑类型。而在全国的已有建筑工程中, 还存有大量主体为框架以空心预制板为楼板的建筑。预制板经济性明显, 缺点也是固有的。由于预制板都是直接搁置在梁上或承重墙上, 这样板体和梁体没有连接, 特别是砖混结构, 除了构造柱和圈梁有一定程度上的连接外, 其它构件都是相互搭在一起的, 一旦地震来袭, 极震区首先会感到上下跳动。这是因为地震波从地内向地面传来, 纵波首先到达的缘故, 这时就把砖混结构直接的搭结部位, 震得错位并将有限的结构连接破坏。接着横波传来产生大振幅的水平方向的晃动, 砖混结构建筑立刻开始局部甚至整体垮塌, 这就是造成砖混结构建筑物毁坏的主要原因。由于地震波横波和纵波的共同作用, 建筑物就会像积木一样垮塌下来, 而且往往是整体坍塌下来, 这样处于建筑中的人员, 很难存活。

1. 预制板建筑防震加强措施构建

笔者运用钢绞线将空心板和圈梁串结成整体。成本比叠合方案低, 更大的优点是可以改造旧建筑。

在预制板中心孔 (偶数时二选一) 穿插钢绞线通过圈梁串结。

新建工程容易实现。

旧楼改造, 难点在成孔。

1.1 定位。

如果改造中不慎, 切断钢筋得不偿失。

应用钢筋扫描仪, 绘出准确的两幅图:a.预制板实际布置和板孔图;b.圈梁钢筋图。

其目的:⑴确定在楼面钻工作孔的位置;⑵了解邻跨对孔情况以规划锚固方案;⑶对圈梁钻孔时避开钢筋。

1.2 钻板孔。

选定板居中的孔正上位置, 在楼面上, 离板端150钻60×110工作孔如图1。

1.3 钻梁孔。

通过板上已完成的工作孔, 避开圈梁钢筋, 用特制的传动装置“折钻杆”配合电钻如图2所示, 逐段进尺对圈梁钻30横穿孔。

1.4 梁边孔。

如果邻跨板孔全部未对齐, 考虑单板锚结如图3所示。紧贴圈梁另一侧在填缝混凝土部位钻2 0竖孔, 与梁孔连通。

注意, 矩形梁上两板间的填充混凝土未配筋, 不得做此种锚固。

1.5 穿线。

尽量多板串锚, 根据串结板的数量选用穿插钢绞线。

1.6 锚定。

锚具要大, 钢绞线张紧即可。

1.7 封闭。

细石混凝土回填, 减小对预制板压力区强度的影响;对锚具和端头进行保护, 恢复地面和外墙装饰。

2. 结语

我国是地震的多发性国家, 地震区 (基本烈度6度及以上地区) 的面积占全部国土面积的60%以上。在目前无法准确预报、无法消除地震的情况下, 抗震防灾工作是减轻地震灾害的根本措施。因此, 广大建筑工程的规划设计、监理、施工人员必须对多层砖房设置抗震构造的重要性予以高度重视, 以高度的责任感和紧迫感, 认真学习钻研有关规范规程、技术标准、构造图集手册, 采取有效的技术和管理措施, 积极采用国家推广的对房屋抗震有利的新工艺、新材料、新方法, 确保多层砖房达到抗震设防标准, 减少地震损失。

摘要：由砖墙、混凝土楼盖组成的砖混结构, 是目前我国还广泛应用的结构形式。在国内外历次震害调查中, 多层砖房的破坏率都比较高, 表明砖混结构抵抗地震灾害的能力差。地震荷载主要集中在楼 (屋) 盖水平面, 并通过楼 (屋) 盖与墙体的连接处传给下层墙体。重视构造柱与圈梁的完整体系, 关注梁柱节点, 强调建筑整体性, 可以针对此种危害减灾。而如果使用预制板, 地震一开始预制板就抛歪震落, 楼盖失去水平刚度, 垮塌更易发生。为加强预制板建筑的防震功能, 提出措施构想。

关键词：预制板,防震,钢绞线

参考文献

[1]杨玉成, 杨柳, 高云学, 朱玉莲, 杨亚玲, 李玉宝, 刘一威.唐山地震多层砖房震害与强度的关系[J].地震工程与工程振动, 1981年01期

[2]郭甲保, 刘长安, 叶连勋.地震区多层砖房施工质量通病与防治[A].建设工程理论与实践 (第二辑) [C], 2005年

高层建筑的防震研究 第7篇

记得当年汶川地震后, 北川学校有幸存的小朋友如此表达他们的愿望:“想当建筑师, 建起安全的家。”面对城镇的废墟和被掩埋的生灵, 我们作为城市的建设者, 不得不反思我们的规划设计工作, 我们不能再继续花费巨资追求建筑的奇特和个性, 建筑的安全才是最重要的。我们要重点研究震后如何规划才能使我们的城镇具有良好的抗震能力, 如何设计和建造才能使我们的建筑更安全, 同时我们也要反思地产经济的发展对城镇规划与建筑设计有着怎样的影响。

1. 规划防震:以抗震防灾规划为基础

汶川地震震醒了人们的防震意识, 治灾是一种常态, 就像大禹治水的精髓, 以防灾为主, 平时若灾时, 灾时若平时。

城镇总体规划中应对震灾的模式是确定抗震防灾规划的目标。城市防灾规划是对城市抗震防灾从微观上作出具体安排, 是城市总体规划的补充, 指导城市防灾建设和落实防灾、救灾措施。其主要内容涉及城镇的选址、土地利用、避灾疏散、城市生命线工程、防止次生灾害等的具体规划, 是对城镇的抗震、防灾、救灾提出具体办法。

震后重建规划首先面对的是城镇选址问题, 是原地重建还是易地建设, 要从中作出决策。是否易地建设, 主要取决于地震造成人造工程破坏的原因和可能采取的减轻地震灾害的措施及经济因素等。而安全因素应居首位, 因为地址一旦选定, 就要长期居住, 再改变很困难, 还要考虑是否利于长远发展的问题。由于原地重建比易地建设经济得多, 故我国几次大地震后主要采用的都是原地重建策略。如1975年海城地震, 建筑物破坏主要是由于地震所引起的, 因而震后基本在原地修复重建。1976年唐山大地震, 考虑到人民的感情和世界影响等因素基本在原地重建;1988年云南省澜沧一耿马地震, 虽曾提出将县城迁至孟定 (距原址80千米左右) 的报告, 但通过专家小组对建城必需的地质、自然、发展等条件和18个相关因素进行综合评价后, 得出的结论是不宜易地重建。

强震区的原地重建会造成后续建设发展中存在一定的问题, 30年前唐山重建就是如此。唐山大地震时的震中在路南区, 最初规划是完全放弃该区域迁入新区, 因为种种复杂的原因, 几经反复后只有南厂等几家厂矿迁到新区。地震32年来, 路南区的发展直接受到地震断裂带及地质条件的制约, 市政设施不健全, 重建有很大困难, 不安全潜在因素令人担忧, 发展代价太大, 不发展放弃可惜。几上几下, 目前该区域发展陷入两难的境地。因此, 城市选址宜利于以后发展, 长久安全。

城镇总体规划应参考地震危害区划图, 按照有利经济、方便生活、保护环境、减轻污染以及有利于抗震疏散的原则, 对城市土地利用进行科学的功能分区。一般来说, 大分散、小集中的布局对于抗震城镇来说是相适宜的。要严格控制中心区的规模, 减少中心区的建筑和人口密度, 减少地震损失。要开辟城镇新区, 发展卫星城镇, 形成地区城镇组合群体, 是原地重建的城镇防灾的重要方针。以新唐山为例, 其震后第一版城市规划布局就是根据上述方针, 并结合唐山煤矿开采、地震危险性分析和原有基础, 将震前唐山市两大片改建成中心区、古冶区、新区三大片。其二是注意功能分区, 选择好建设用地。城镇规划功能分区明确, 总体布局合理, 市政设施配套, 抗震性能要良好。建设用地的选择是在场地工程地质评价的基础上, 根据城市功能组织的需要而对城市土地使用性质作出的规定, 对于列为国家地震设防的城镇, 这项工作尤为重要。地震烈度与地基土性质 (包括地下水对土层性质的影响) 、地质构造、地形地貌等因素, 对抗震能力有显著影响, 对此国家已有统一的技术规定。在一般情况下, 工厂和住宅区建设用地应选择浅层稳定的基岩或稳定土。

划定不宜进行建设的地段范围。松软的人工回填土、软弱松土、游泥以及可液化砂土等用地一般不宜作为建筑用地, 但可考虑布置城市绿地和公园, 软硬不均的地基或半挖半填的地基也不利于建筑物抗震。唐山地震后利用采煤的塌陷区规划为公园或水生养殖区, 增设绿地、林带、广场, 既改善了环境, 又降低了建筑密度;并且在活动断裂带位置上留出空地作为绿地和防灾的疏散地;在市区陡河沿岸不建建筑, 留出70米左右的间距作为城市的防护林带。注意防止次生灾害发生, 将易燃、易爆、剧毒仓库迁出市区, 在远离人口稠密的地区单独建设。并对河道按防洪和抗震要求进行加固, 加宽河道, 截弯取直, 提高防洪和抗震能力。另外, 还应保证生命线工程、学校、医院的安全可靠, 增加城市对外道路出口, 每个方向有两个以上。

另外, 一个科学的标准化的制度管理也是必要的。它可以科学地确定各地的地展基本烈度, 为重建提供设防依据。首先要解决的是抗震设防的标准问题, 根据本区地震地质和地震活动性特征, 参照中国地震烈度区划图 (1/400万, 1990) 上所标示的地震烈度值, 重新确定本区的地震基本烈度, 作为工程结构抗展设防造址的依据。同时, 要懂得依地质条件严格控制建设用地及建设规模, 规定各震害分区内禁建或有条件地允许建设的建筑类型;针对震害分区实施不同等级的控制性详细规划控制指标;进行不同地区土地开发强度评价研究, 区划出不同地区宜采用的建筑结构类型、建筑层数、建筑密度和容积率;适当降低建筑密度, 为有利于抗震疏散, 提高空地、绿地面积, 结合建筑物的日照要求, 制定合理的建筑密度, 等等。

2. 建筑抗震:建筑设计的抗震对策

建筑物的安全性, 是我们思考的又一问题。纵观日本近年来发生的大地震, 人员伤亡的数字在显著下降, 建筑抗震能力不断增强, 我们看到了建筑和地震在生命角力场上博弈的胜利, 这其中抗震建筑功不可没, 不断修编不断完善的建筑抗震设计规范功不可没。

抗震建筑体现在形体抗震设计和结构选型、结构设计等几方面, 具体措施可从选址、地基、建筑形体、针对地震烈度设定的设计规范等方面考虑。要按建筑物的性质和重要程度选择建设场地, 对生命线工程、政府机关和大量公共建筑严格避开不易建设的地段, 如砂土液化区和活动断裂带等地段。确定场地后对地震地质和工程地质进行勘察, 以勘察的数据进行建筑物的基础设计, 对于地质较差的场地要进行地基处理。建筑形体力求简单, 简单的形体抗震性能好, 建筑平面力求规则、对称、质量分布和刚度变化均匀。以基本烈度为依据, 严格执行国家建筑抗震设计规范。设计和施工要充分考虑抗震, 满足抗震规范的要求, 特别要提高住宅、学校等建筑物的抗震能力, 做到小地震无损, 中地震无害, 大地震不倒塌, 道路畅通, 生命线工程完好, 保证人们的生命安全, 城市功能的正常运行。

近年的日本大地震灾害统计表明, 严格按照建筑规范盖起的学校, 即使受到重创也能保持基本框架不倒, 不少体育馆采取轻型屋顶, 也是收纳灾民的场所。唐山市震前房屋多为土木砖石类结构, 其材料强度低, 结构的整体性差、房屋各构件之间的连接薄弱, 抗震能力低, 往往6级地震就可造成相当数量的破坏, 7级地震时有大量的严重破坏和倒塌。震后, 唐山按抗震设防的要求, 对不同的建筑物进行抗震设计, 各种房屋按8级设防进行设计。住宅建筑以内浇外挂、内浇外砌的剪力墙结构为主, 大型公建采用现代结构类型如钢筋混凝土框架结构, 重要的建筑物采用抗震性能好的钢结构等以提高抗震能力。

另外, 建筑抗震技术的研发与利用也是建筑抗震的一大利器。耐震、制震和隔震技术在日本建筑中已广泛应用。隔震是在建筑物与地基之间设置球形轴承或滑动体形成滚动式支撑隔震构件, 从而大幅度减少了地震波对建筑的冲击力。

3. 城市反思:极速城市化造成的建设隐患

改革开放以来, 我国经历了一个极速的城镇发展历程。这不仅体现在一般的城市里, 也体现在震后重建的城市里。以唐山为例, 1976年以来30年, 唐山的城市建设经历了10年恢复建设、10年全面振兴、10年快速发展三个阶段, 前后经过四轮总体规划的调整。目前, 市区建成面积2×108平方米, 是震前的3倍, 城市化率达46%。1976年震后第一版唐山城市规划提议完全放弃路南区, 1982年规划调整为:控制老城区, 缩小新市区, 利用路南区。2006年1月《河北省城镇体系规划》经国务院批复, 其中明确:“石家庄、唐山是河北两大省域中心城市”, “唐山是我国京津唐城市群的重要一极, 要加快石家庄、唐山的城市发展, 不断提高其在全国城镇网络中的地位”。对比三次规划, 可见城市发展的快速以及对不宜建设区域建设限制正在逐步放宽。

随着中国城市化进程的加快, 小城镇追比大城市, 建设规模不断增加, 以高密度、高容积率为发展建设目标, 高楼大厦竞相矗立, 市民的抗震意识逐渐薄弱, 很多城市包括唐山都出现了以下问题, 对防震抗震造成了一定的隐忧。

一是规划修编的问题, 以经营城市为主导, 逐渐偏离抗震设防的主导方向。为了打造城市形象和城市经济, 商业区密度不断增加, 居住区容积率不提高, 以至于不顾城市自身条件不断扩大城市规模, 建筑高度和规模攀比大城市, 抗震防灾规划前紧后松, 让位于经济利益和城市形象的虚荣。

二是建设用地条件存在隐患。市场经济飞速发展的今天, 开发建设形成高潮, 不可避免地出现了一些急功近利的现象。不顾地质条件, 甚至在断裂带等不适于建设的区域也要大兴土木, 建设规模不断增加, 新建的高楼已成为抗震防灾的隐患。

三是土地开发强度不断增加。一些新的居住小区的建筑容积率和建筑密度不断提高, 不利于抗震。而在老的居住区里见缝插针地增建新住宅楼, 占用了部分空地等, 忽视了抗震疏散要求。

四是住宅装修改造的隐患。随着市民对住房的舒适度要求越来越高, 不断地对自家住宅进行随意拆墙打洞, 影响了建筑的质量和整体的抗震能力。

要克服这些问题, 笔者认为首先要克服市场经济负面作用, 坚持以防灾减灾为重点。防灾减灾要引导城镇规划与建筑设计, 让治灾成为一种常态。城市总体规划的修订在强调现代意识、坚持高标准、远眼光、大手笔的同时, 要坚持实事求是的态度, 要始终坚持以防灾减灾为重点, 政府应加强对抗震防灾工作的领导, 加强公民的抗震意识, 要成立相应的组织, 做好临震应急准备与抗震能力建设的管理制度和措施。

抗震规划应有延续性。在城市发展进程中, 城市规划针对城市自身条件和特点制定规划对策, 研究和把握城市发展节奏和策略, 尽量避免城市发展随外部政策环境变化的大起大落和出现重大决策失误。不能只重市场经济, 不顾抗震要求, 不搞眼前利益工程, 要考虑城市和人民的长远利益。规划一经确定, 就要坚持到底, 不管历经多少年, 历经几届政府。抗震不能懈怠, 应持之以恒。