抗震安全性

关键词： 举措 加固 校舍 抗震

抗震安全性（精选十篇）

抗震安全性 篇1

中小学校舍安全工程, 是我国为提高中小学校舍综合防灾能力的一项重要建设工程, 是体现以人为本、执政为民理念的重大举措, 是保证中小学学生、教职员工生命安全及中小学财产安全的重要举措。

在大同市地区, 中小学校舍采取抗震加固措施后, 需对中小学校舍加固后的安全性及抗震性能进行评价, 但我国目前尚无针对建筑物加固后安全性及抗震性能的评价方法。本文以大同市某中学教学楼为例, 阐述了该建筑物加固后安全性、抗震性能的评价方法, 以供参考。

1 工程概况

大同市某教学楼建于2001年, 1层~4层层高均为3.3 m, 建筑面积为2 593.2 m2。经鉴定, 该教学楼安全性等级Bsu级, 抗震鉴定结果为局部抗震措施、抗震承载力不满足GB 50023—2009建筑抗震鉴定标准要求, 建议采取加固措施。大同市某设计院根据鉴定报告出具了加固设计方案。该加固设计方案采用的加固方法为:采用板墙加固法 (在砌体墙侧面喷射一定厚度的钢筋混凝土) 对砖砌体墙进行加固, 采用增大截面法 (在预制板上增设钢筋混凝土现浇层) 对楼 (屋面) 板进行加固;采用的加固设计参数为:结构安全等级二级, 抗震设防类别为重点设防类 (乙类) , 加固后设计使用年限为40年, 抗震设防烈度为7度, 设计基本地震加速度值为0.15g, 设计地震分组为第一组, 建筑场地类别为Ⅱ类场地, 风荷载按50年重现期取0.55 k N/m2, 雪荷载按50年重现期取0.25 k N/m2。教学楼平面布置图见图1。

2 检查内容及结果

2.1 板板墙墙加加固固工工程程

2.1.1 钢筋间距

采用钢筋扫描仪对该教学楼板墙加固工程的钢筋间距进行检测。依据GB 50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范 (2011版) 第5.5.2条的规定, 每层抽取4片墙体进行检测, 总计16片墙体。经检测, 抽检墙体的钢筋间距满足图纸设计要求。

2.1.2 原材料

根据当地检测单位出具的《光圆钢筋力学和工艺性能检验报告》《建筑用碎石 (卵石) 检验报告》《建筑用砂检验报告》《水泥检验报告》《混凝土试件抗压强度检验报告》, 该教学楼板墙加固工程钢筋的力学性能和工艺性能、混凝土选用的原材料、混凝土强度等均符合国家标准及设计要求;因此, 该教学楼板墙加固工程选用的原材料符合加固设计及国家规范要求。

2.1.3 界面处理

根据《界面处理检验批质量验收记录》, 该教学楼砌筑墙体表面处理符合国家验收规范要求。

2.1.4 钢筋连接方式及保护层厚度

根据《钢筋隐蔽工程验收记录》《隐蔽工程验收记录》, 该教学楼板墙加固工程中钢筋的连接方式、保护层厚度均符合加固设计和国家验收规范要求。

2.1.5 喷射混凝土加固层厚度

根据《混凝土结构子分部工程喷射混凝土加固层厚度检验记录》, 该教学楼板墙加固工程中喷射混凝土加固层厚度符合加固设计和国家验收规范要求。

综上所述, 该教学楼板墙加固工程中原材料、界面处理、钢筋连接方式、钢筋保护层厚度、喷射混凝土加固层厚度等项目均符合加固设计和国家规范要求。

2.2 增大截面工程

2.2.1 钢筋间距

采用钢筋扫描仪对该教学楼增大截面工程的钢筋间距进行检测。依据GB 50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范 (2011版) 第5.5.2条的规定, 2层~4层每层抽取3块楼板进行检测, 总计9块楼板。经现场检测, 抽检楼板的钢筋间距满足图纸设计要求。

2.2.2 加固层厚度

采用钻芯法对该教学楼增大截面工程的加固层厚度进行检测。依据GB/T 50344—2004建筑结构检测技术标准表3.3.13条的规定, 2层~4层每层抽取3块楼板进行检测, 总计9块楼板。经现场检测, 抽检楼板加固层厚度满足图纸设计要求。

2.2.3 原材料

根据当地检测单位出具的《光圆钢筋力学和工艺性能检验报告》《建筑用碎石 (卵石) 检验报告》《建筑用砂检验报告》《水泥检验报告》《混凝土试件抗压强度检验报告》, 该教学楼板墙增大截面工程钢筋的力学性能和工艺性能、混凝土选用的原材料、混凝土强度等均符合国家标准及设计要求;因此, 该教学楼增大截面工程选用的原材料符合加固设计和国家规范要求。

2.2.4 界面处理

根据《界面处理检验批质量验收记录》, 该教学楼2层~4层楼板表面处理符合国家验收规范要求。

2.2.5 钢筋连接方式及保护层厚度

根据《钢筋隐蔽工程验收记录》《隐蔽工程验收记录》, 该教学楼板墙增大截面工程中钢筋的连接方式、保护层厚度均符合加固设计和国家验收规范要求。

综上所述, 该教学楼增大截面工程中原材料、界面处理、钢筋连接方式、钢筋保护层厚度等项目均符合加固设计和国家规范要求。

3 加固工程施工质量评价[1]

根据现场检测结果及相关施工技术资料, 该教学楼加固工程 (板墙加固工程、增大截面工程) 的原材料、界面处理、钢筋连接方式、钢筋保护层厚度、钢筋间距、喷射混凝土加固层厚度等均满足加固设计及国家标准规范要求;因此, 该教学楼加固工程 (板墙加固工程、增大截面工程) 施工质量符合加固设计和国家规范要求。

4 建筑物安全性及抗震评价

该教学楼加固工程 (板墙加固工程、增大截面工程) 施工质量符合加固设计及国家标准规范要求, 因此, 该教学楼加固后的安全性、抗震性能均满足国家标准要求。

5 结语

由于我国目前尚无针对建筑物加固后安全性、抗震性能的评价方法, 因此, 本人建议根据加固工程施工质量的鉴定结果, 对建筑加固后的安全性及抗震性能进行评价, 具体评价方法如下:

1) 当加固工程的施工质量符合加固设计及国家标准规范要求时, 应判定该建筑物加固后的安全性、抗震性能满足国家标准要求;2) 当加固工程的施工质量不符合加固设计及国家标准规范要求时, 应进行设计复核。当复核结果为满足国家标准的相关要求时, 可判定该建筑物安全性、抗震性能满足国家标准要求;当复核结果为不满足国家标准的相关要求时, 则应采取进一步的措施。

参考文献

土石坝震害与抗震安全 篇2

【关键词】土石坝;震害;类型;抗震措施

1.前言

土石坝指由石料、土料、混合料等经过碾压抛填等方法筑成的水坝，是历史最悠久的坝型，以砂砾和土为坝体主材料时叫做土坝，以卵石、爆破石料、石渣为主材料时叫做石坝，两种材料各占较大比例时，叫做土石混合坝。自从上世纪五十年代后，近代土石坝技术获得了快速发现，也催生出了一大批高坝建设项目。与其他类型的建筑一样，土石坝也会面临各种各样的地质灾害，由于地理位置的缘故，地震就是土石坝十分常见的灾害类型，若遭遇较大震害，容易导致溃坝等严重后果。

2.土石坝震害分析

2.1土石坝震害主要形式。土石坝在地震中比较容易出现问题，尤其是一些早期的小坝，震害主要形式包括裂缝、滑坡及渗漏三种。地震变形是土石坝的震害基础，当土石坝不均匀变形明显的时候会导致裂缝现象，裂缝灾害十分常见，可分横向及纵向两类，纵缝不断发展可能导致坝坡出现失稳滑动，是谓滑坡。如果防渗体开裂则会导致渗漏。另外，土石坝的震害类型也取决于坝型差异，心墙坝和面板坝的震害倾向存在一定差异。心墙坝主要有裂缝、滑坡、变形、渗漏现象，面板坝则会出现震陷、结构性丧失、坝坡史料坍塌、面板脱空、止水破坏等，以震陷来说，指的是坝体朝内收缩，颗粒性破碎剪缩，再如止水破坏，则是面板相对运动使伸缩缝出现拉伸、挤压、错动所导致。

2.2土石坝震害实例。我国发生于2008年的汶川5·12大地震是至今仍让人难以释怀，在我们缅怀逝者的同时，也不能忽视地震暴露出来的一些客观问题。据统计，汶川地震共造成全国2380座水库出险，其中四川水库1803座，溃坝险情69座，高危与次高危分别达到310座、1424座，而且百分之九十六属于不到五百万方的小工程，溃坝风险的土石坝多数为均质土坝[1]。其中紫坪铺震害十分典型。它的位置离震中只有十七公里，大坝属于钢筋混凝土所制的面板坝，最大坝高为一百五十八米，库容为十一点一二亿立方米。大坝震害表现为：坝体变形、落陷、开裂、部分护坡松动、护栏倒塌、部分面板脱空、竖缝压碎隆起、施工缝错台等。所幸大坝主体尚好，但此问题已经足够引起人们对土石坝抗震安全的重视，一旦抗震设计不到位，除了会造成溃坝灾害及财产损失外，重建及修补的过程也都要耗费大量人力、物力、财力，因此，预先在设计及施工环节做好土石坝抗震非常重要。

3.做好土石坝抗震工作的几点措施

3.1抗震计算应科学、准确。土石坝抗震性及安全性与地基、坝体中土石料密实程度、特性、防渗结构、连接牢固性等因素密切相关[2]。我们在进行土石坝抗震设计时，应首先保障土石坝地基、土石坝坝体结构、工程质量符合抗震要求，并辅以稳定计算、抗渗透计算、变形计算，与标准进行对比，以便对其抗震安全做出综合分析与评价，从而帮助土石坝增强抗震性。举例来说，稳定计算方面，一般通过拟静力法计算，但若设计烈度达到八、九度，坝高在七十米以上，或是地基中有可液化土，要同时采用有限元法对坝基与坝体做出动力分析。再如，抗渗透问题要关注不同坝型，土质心墙坝重点关注心墙、心墙与坝壳相接部位，面板坝关注重点在于面板、接缝止水等。另外，土体的液化可能性也是我们不能忽视的问题，严重的土体液化会导致喷砂冒水，不容忽视，目前主要的判断方法包括依据过去经验及资料判断，依据测定的地震总应力抗剪强度判断，剪应力对比法及孔压比法等。

3.2合理选择坝址，控制施工质量。选择坝址前，应进行专业化的地质勘查并进行科学、充分的地质研究，在对构造活动性、场地地基条件及边坡稳定性等条件进行综合评价的基础上，将目标区域划分成有利地段、不利地段、危险地段等。施工应选择抗震有利地段、错过不利地段、不在危险地段开展建设。施工环节中的质量控制对土石坝的抗震性能影响非常大，一般情况下，偷工减料、以次充好、技术落后、不按工序操作等，都是施工环节容易出现的问题。千里之堤溃于蚁穴，这个道理人人明白，换句话说，只要有一段工程用次料代替了标准用料，就很有可能因此导致整座大坝经不起地震冲击出现溃坝等危险后果。对此可以通过加强监理、规范招标等加以控制。

3.3具体抗震措施。以面板堆土石坝为例，如设计烈度为八度、九度，应对坝顶结构及坝坡采取如下抗震措施：首先，应适当增加坝顶宽度，放缓坝坡，尽量采用下陡上缓的坝坡，在变化处设计马道。其次，应在下游坡面的上部设计坡面防护及坝坡加固措施，并使用浆砌石护坡，在其表面铺设钢筋网用于加固。第三，尽量选用低防浪墙，并增强防浪墙抗震稳定性;如果确认地震区坝安全超高，要提升地震涌浪高度;提升大垫层区宽度，加强与地基、岸坡之间连接，若岸坡较陡，应适当增加垫层料和基岩的接触长度，并使用更细一些的垫层料;强震区的面板垂直缝中应填充沥青浸渍的橡胶片、木板等强度较好的填充材料;增强河谷上部、施工缝及周边缝附近的面板配筋率;对于强震区，分期面板的水平施工缝应做成垂直于面板的施工缝，还要布置一些挤压钢筋;应增加坝体堆中石料压实密度，尤其是地形突变位置的压实密度，此外还要对大坝地震变形及残余变形不均匀性加以控制，另做好坝料的选择与分区;若坝体使用砂砾石料进行填筑，要注意增加排水区排水能力，下游坡坝一定范围最好采用堆石填筑。

3.4按照一定的抗震设防标准施工。首先，在动强度上，要考虑上游反滤料与覆盖层中砂层的液化可能，其标准为：等压固结试样，孔压应等于围压或是动应变的百分之五，对于不等压固结试样，应以动应变的百分之十作为土体的动力破坏标准。评价单元孔压的相对值时，应考虑液化度单元孔压值和静竖向的有效应力之比。各单元抗液化安全系数小于一点三的区域可判作液化区，大于一点三、小于一点五的区域可判作破坏区。可将动强度安全系数等于一作为心墙动强度的判断标准;其次，在土石坝的地震永久变形问题上，根据相关研究结论，我们认为，对于一百米以下的土石坝，可将坝高的百分之二作为允许震陷量，对于一百米以上的土石坝，可以适当降低为百分之一点五。可允许坝体出现裂缝，前提是不造成潜在滑坡。另外还有一些数据可供参考：调查表明，当坝顶的最大竖向位移在坝高的百分之一以下时，土石坝都不会出现裂缝，这个值大于百分之三时，土石坝都出现了裂缝，百分之一到百分之三之间，裂缝与否则由土料性质及其他因素决定;当坝体不均匀沉降倾度大于百分之一時，坝体就会产生裂缝，小于百分之一，一般无裂缝;不均匀震陷倾度在百分之一点二之内时，坝体能够承受;水平方向的地震变形比竖向的地震变形小。

4.结语

我国的水能资源在世界范围内相对丰富，只是分布上存在不均现象，多数水电基地位于大渡河、雅砻江、澜沧江、金沙江中游、黄河上游区域，但这些区域却都属于西部强震区，一旦因地震发生土石坝震害，很可能导致灾难性后果。汶川5·12大地震就给我们的研究提供了案例，其土石坝震害所造成的各项损失是令人痛心的。因此，研究土石坝震害并探讨加强抗震安全的措施应成为我们不断关注与思考的问题。

参考文献

[1]朱晟.土石坝震害与抗震安全[J].水力发电学报，2011，（6）：99-100.

抗震安全性 篇3

我国的冻土面积非常大, 占到全国土地面积的90% 以上, 如果在冬季进行油气管道铺设, 可能会导致油气管道被冻土所挤压, 如果此时再发生地震, 就会出现难以预计的后果, 造成巨大的经济损失。因此, 对油气管道通过活动断层的设计一定要具备较强的抗震效果。

1 我国活动断层地带的状况简述

我国处于环太平洋地震带和喜马拉雅-- 地中海地震带上, 板块活动非常频繁, 因此, 我国也是一个地震多发的国家。根据我国对地震频率的统计情况来看, 20 世纪我国陆地地震次数平均为5 级以上的地震, 每年发生20 次。平均6 级以上的地震每年发生4 次。平均为7 级以上的地震每年发生2 次。由此可以看出, 我国也是一个地震灾害多发的国家[1]。活动断层按照形态分布, 可以分为三类, 即逆断层、正断层、走滑断层。世界上的绝大多数地震灾害, 都发生在活动断层上, 地震产生的地表新断层与之前的活动断层的走向一致, 活动断层地区再次发生地震的几率就会大大提升。就我国来说, 西部的活动断层分布广、规模大、活跃性强, 东部的活动断层活跃性相对较低。

2 我国冻土分布状况简述

我国的冻土分布非常广, 占到我国陆地总面积的90%。冻土具体是指土壤在0℃以下时, 其中参杂有含冰的各类岩石的土壤[2]。按照冻土的冻结状态, 以及冻结时间来分类, 把冻土分为短时冻土、季节性冻土、多年冻土等。多年冻土具体指的是数年以及一万年以上的冻土。

3 油气管道通过活动断层抗震设防安全性的应对措施

在油气管道的设计中, 通过活动断层的管道设计是最困难的。由于活动断层地区属于地壳活动最频繁的地段, 地震等地质灾害频发, 对油气管道会造成严重的破坏和损失。因此, 在活动断层地区, 对油气管道的设计必须加入抗震设防安全措施, 保证油气管道的运行安全。

应对油气管道通过活动断层抗震设防安全性的措施, 主要有以下几点。

3.1 油气管道在活动断层的运行现状

世界上的重大地震, 对各国的油气管道都造成了严重的破坏。我国也是地震等地质灾害多发的国家之一。国内的很多地区都处在活动断层上, 因此, 在油气管道建设过程中, 一定要对活动断层高度

重视。我国现在和中东地区之间达成了油气输送的共识, 全面铺设油气输送管道, 但是, 油气管道必须要经过活动断层地区, 加强对这一地区油气管道的抗震设计显得尤为重要。我国的西气东输工程也已经部分建成, 油气管道经过的地带, 通过了数十个断层区, 西气东输的二期工程建设中, 管道的建设经过了十四个断层。由于油气管道的距离长, 在油气管道的建设中, 三大活动断层都已经涉及[3]。

3.2 油气管道在活动断层地区的抗震安全性能设计

目前, 我国在对油气管道活动断层地区的抗震安全性能设计中, 最常用的设计方法有三种:一是以应力为基础的抗震设计;二是以应变为基础的抗震设计;三是以性能为基础的抗震设计。GB 50470-2008《油气输送管道线路工程抗震技术规范》中规定, 对油气管道的抗震安全性设计必须要通过对活动断层的油气管道施加一定的压力, 对油气管道进行抗拉伸, 以及抗压缩的实验。对于通过活动断层的油气管道设计抗震值的加速度必须大于0.3g。通过人口密集区, 以及水源保护区时, 油气管道在受压的情况下, 通过逆冲断层处的交角, 一定要大于90°, 这样可以有效地对油气管道进行抗震。在活动断层的位错量最小的部分, 以及活动断层处会导致油气管道出现受拉的现象, 这种情况下, 一定要对油气管道的抗震进行严格的设计, 可以按照Newmark-Hall的方法对油气管道进行抗震安全性计算, 通过对油气管道的轴向最大拉伸应变, 以及油气管道的容变拉伸进行抗震实验, Newmark-Hall的方法具体是指通过简化埋地管道在地震断层的作用, 承受的压力而导致管道变形的现象, 而且以边界做假设值, 从而得出的运算公式。NewmarkHall的方法在对埋地管道的地震断层计算中具有合理性, 而且运算简便, 已经得到了多国采用。

3.3 油气管道在冻土地区的抗震安全性能设计

我国的冻土主要分布在大小兴安岭、喜马拉雅山等地区, 冻土的分布面积大约为215×104。其断层地带也分布着大面积的冻土, 我国的油气管道铺设, 大部分位于这些地区, 因此, 如果冻土和活动断层同时存在, 就会对油气管道造成毁灭性的破坏。要提高油气管道的抗震安全性, 就要从以下几个方面进行研究:首先, 要设计出更加精确的抗震数据计算仪器;其次, 对断层活动引起的沙土液化、滑坡等现象, 要考虑到抗震安全性中来;最后, 要对土体进行变形实验。

3.4 针对油气管道的先进抗震措施

通过我国专家学者的不断研究, 在通过断层埋地管道的抗震措施方面已经有了巨大成就, 要保证油气管道的安全性和抗震性, 就需要从建设管道方面着手, 对于新建的管道项目, 我们在抗震方面要做的工作主要分为以下步骤:首先, 考虑选择合适的断层的位置, 方便管道穿越, 对管沟进行特殊处理, 减小油气管道和土壤之间的摩擦;其次, 选择合适的管材, 根据实际情况确定管道埋设深度;最后, 选择管道的埋设深度后, 最好使用口径较大的套管进行保护, 采用大曲率半径弹性敷设方式进行建设。对已建管道的抗震改造, 则需要从管道和土壤之间摩擦方面入手。比如, 回填土是否松散, 减少使用摩擦系数较大的外防腐层, 使用摩擦系数较小的外防腐层或者使用光滑的管套, 利用管沟敷设的方法进行施工等。这些措施也适用于通过断层的油气管道的抗震改造。

4 结语

对于通过活动断层的油气管道设计必须考虑多方面的因素, 尤其要考虑到活动断层地区的地质条件以及油气管道设计安全的抗震性能。尤其在管道建设前, 要提前对油气管道进行抗震实验, 降低抢修难度。在油气管道投入使用后, 出现抗震等安全性问题时, 要及时进行抢修。

摘要：油气管道一般涉及的范围较广, 距离较长, 这就使油气管道在建成后运营的过程中容易出现问题, 因此, 要对油气管道进行压缩塑性变形实验和拉伸实验, 测验油气管道的抗震性、压缩性和拉伸性。本文就从油气管道通过活动断层抗震设防安全性方面分析探讨, 希望能够对油气管道通过活动断层抗震设防安全性实施提供可行性的建议。

关键词：油气管道,活动断层,抗震设防,安全性

参考文献

[1]亢会明, 曹润苍, 李束为.油气管道通过活动断层抗震设防安全性探讨[J].天然气与石油, 2011, 06:1-3, 7.

[2]张少春, 范锋, 丰晓红.跨断层埋地输油气管道抗震研究述评[J].天然气与石油, 2014, 04:4-9.

抗震安全性 篇4

关键词：底部框架-抗震墙砌体房屋震害 剪力墙合理布置 计算要点

一.底部框架剪力墙结构总的震害情况

1.部分底部框架房屋由于在底部设置未设或者设置数量不足抗震墙体，造成底层层间刚度和强度不足，在底部形成不规则的薄弱层，地震时由于变形集中，导致底层倒塌，倾斜。震害特点是：（1）震害基本集中发生在底层，为严重破坏或倒塌。（2）底层结构构件的破坏规律是：墙体比框架重，框架柱比梁重。（3）房屋上部几层砖混破坏程度比底层轻很多。

2.按规范要求设置足够数量底部抗震墙体的底部框架房屋，地震中表良好，破坏主要表现在框架上部墙体的裂缝。主要表现在：（1）结构薄弱部位可能出现在底部，也可能出现在过度楼层。当薄弱部位在底部时，虽然抗震墙、框架梁柱节点，填充墙破坏严重，但底部不会出现倒塌情况。（2）当底部框架抗震墙体多，刚度较大，底层侧向刚度和强度均大于二层以上的砌体结构，由于过渡层所受地震剪力大，上部结构会在过渡层出现薄弱层，该层破坏严重，甚至出现整体塌跨，过渡层及以上各层砌体部分全部倒塌，而底部破坏较轻。

3.当房屋底部框架抗震墙部分和上部砌体部分抗震性能比如抗侧刚度匹配较好时，抗侧刚度上下部比较均匀，房屋受损部位趋于均匀化，分散化。这样就有效实现了抗震三水准的抗震设防目标要求。

二.底部框架剪力墙结构房屋的各部分震害情况

1.底部抗震墙。（1）房屋在底部设置足够数量的抗震墙时，在地震作用下，由于墙体侧向刚度大，故抗震墙分担大部分地震作用，在地震中受损现象明显，而钢筋混凝土抗震墙破坏情况又好于砖抗震墙，因为砖抗震墙延性较钢筋混凝土抗震墙差。（2）剪力墙布置不均，许多房屋在临街网点一侧由于建筑要求没有设置剪力墙，致使房屋底层布置剪力墙一侧纵墙破坏严重，相同情况也出现在底层是车库的房屋，由于底层纵向两侧都布置车库出口，开间较小，没有布置剪力墙的地方，不可避免的留下地震破坏安全隐患。

2.底部框架。（1）底部框架的震害主要集中在梁柱节点处，总体情况为柱的破坏大于梁，柱顶震害大于柱底，角柱破坏大于中柱和边柱。

（2）一般托墙梁截面尺寸较大（一般取跨度的1/7.5）用来承担上部砌体墙等较大荷载，而柱截面一般取450X450mm，较难实现强柱弱梁的抗震概念，使本应出现在梁端的塑性铰出现在柱顶或者柱底，从而发生严重震害。而底部梁的破坏相对较轻，多为斜拉破坏，梁端出现斜向裂缝。（3）角柱由于扭转作用并同时承担两个主轴方向的地震作用，而所受的约束又比其他柱小，因此破坏较中柱和边柱严重且普遍。

3. 底部框架填充墙。填充墙为非结构构件，但具有一定的刚度，要承担一部分地震力，而填充墙砌筑材料延性较低，当与框架或剪力墙拉结措施不足，在较大地震力作用下破坏普遍，表现在平面内出现斜裂缝或者交叉裂缝，平面外局部或整体倾倒。

4.过渡层砌体部分。（1）过渡层墙体大多采用无筋砌体，墙体延性等抗震性能相对较差。（2）过渡层出现前面提出的薄弱层，会出现集中破坏，或上部砌体结构整体坍塌，而底部破坏轻微。

三. 结合01新规范简述上述底部框架剪力墙结构震害的相应对策

1. （1）底部抗震墙应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置。（2）底层或者底部二层框架剪力墙结构体房屋的纵横两个方向侧向刚度的比值因一定要严格符合规范要求。

在这里我要特别说明一下，在用PKPM软件计算底框结构时，为了满足上述侧向刚度比，结构师一般采取在抗震墙中开结构洞口来降低剪力墙刚度，但这样有时并不容易满足要求，即使洞口开得很大，反而造成实际抗震墙刚度更具数量来说并不大了，遇到这种情况我建议在水暖箱处、配电箱处开结构洞口，在其他抗震墙上全高开竖缝，竖缝两侧墙肢边缘按规范要求设置暗柱，墙肢高度不变，墙肢宽度变小，成为延性较好的剪弯型墙肢，缝宽由计算确定。采取这种措施还可以避免墙肢高宽比小于1，提高提高结构抗震性能。

2. 底部框架为实现强柱弱梁的目标，规范采取更严格的措施比如：（1）柱的截面尺寸至少采用450X450mm，（2）柱的轴压比，6，7，8度分别限制为0.85，0.75，0.65.（3）柱的总配筋率及箍筋直径间距，都已明确规定。（4）特别是柱最上端和最下端组合的弯矩值乘以增大系数一二三级分别按1.5、1.25、1.15采用是确保强柱弱梁的最有力措施。

3. 底部框架填充墙。01新规范增加规定（1）填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称避免底部形成薄弱层和短柱。（2）空心砌块和砌筑砂浆强度等级分别不应低于MU7.5和M5。墙顶应与框架梁密切结合。（3）填充墙应沿框架柱全高每隔500mm～600mm设2Φ6拉结筋，拉筋伸入墙内的长度，建议6，7度时沿墙全长贯通。（4）楼梯间和人流通道的填充墙，尚应采用钢丝网砂浆面层加强。

4. 过渡层砌体部分。01新规范增加规定（1）砖砌体和砌筑砂浆强度等级分别不应低于MU10和M10，砌块砌体和砌筑砂浆强度等级分别不应低于MU10和Mb10.（2）上部砌体墙与底部的框架梁或抗震墙，出楼梯间附近的个别墙段外均应对齐。此时应过渡层应采取比4款更高加强措施。（3）过渡层应在底部框架柱、抗震墙的构造柱随对应处设置构造柱，间距不宜大于层高。构造柱的纵向钢筋，6、7度时不应小于4Φ16，8度时不应小于4Φ18。一般情况构造柱纵筋应锚入下部的框架柱或抗震墙内，当锚固在托墙梁内时，托墙梁的相应位置应加强。（4）过渡层的砌体墙在窗台标高处，应沿窗台设置沿纵横墙通长的现浇钢筋混凝土帶，截面高度不小于60mm，宽度不小于墙厚，纵筋不少于2Φ10，横向分布筋Φ6@200，此外，砖砌体墙在相邻构造柱间的墙体，应沿墙高每隔360mm设置2Φ6通长水平钢筋和Φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或Φ4 点焊钢筋网片，并构造柱内。（5）过渡层的砌体墙，凡宽度不小于1.2m的门洞和2.1m的窗洞，洞口两侧宜增设构造柱。

四.底部框架剪力墙结构房屋抗震设计其他计算要点简述

1. 底部框架-抗震墙砌体房屋抗震计算。

对于平、立面布置规则，质量和刚度在平、立面分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法；对于立面布置不规则的宜采用振型分解反应谱法，对于平面布置不规则的宜用考虑水平地震作用扭转影响的振型分解反应谱法。采用振型分解反应谱法时，应取足够的振型数。

2.底部框架-抗震墙砌体房屋地震作用效应调整。

为减少底部的薄弱程度，01新规范规定：（1）底层框架--抗震墙砌体房屋的底层纵向与横向地震剪力设计值均应乘以增大系数，增大系数y=√（k2/k1）其值可根据侧向刚度比值在1.2～1.5范围内选用。第二层与底层侧向刚度比大者应取大值。（2）底部两层框架—抗震墙砌体房屋的底层和第二层的纵向与横向地震剪力设计值，均应乘以增大系数，其值可根据侧向刚度比值在1.2～1.5范围内选用。增大系数y=√（k3/k2）第三层与第二层侧向刚度比大者应取大值。

抗震安全性 篇5

关键词：仿古石塔,石斗拱,结构安全性,抗震性能

0 引言

我国是一个历史悠久、幅员辽阔、山水众多的国家, 随着我国经济文化和旅游事业的发展和提高, 在我国大江南北, 都新建和开发了不少的园林景点。在这些园林景点中, 存在着各种各样的仿古建筑。园林景点中的这些仿古建筑主体多为石混或钢筋混凝土结构, 主要是利用钢筋混凝土梁柱的刚性节点代替木结构的各式榫卯结合, 能获得较大的刚度、强度及整体性, 提高了其承载力与抗震性能, 而后在外部装修装饰上采用传统古建筑的造型, 从而达到建筑上的仿古目的。

1 石塔概况

本塔矗立于县城北山之巅, 外围轮廓呈八角形, 现为7 层7 廊石砌体与钢筋混凝土混合结构的仿古建筑, 石砌墙体、现浇混凝土楼板、屋盖; 塔身承重墙体采用外墙面铺浆砌筑较为平整的细料石、内墙面铺浆砌筑表面稍加修整的平毛石, 并在内外墙面中空浇筑细石混凝土; 每层在塔身西侧沿内壁布置弧状旋转式现浇钢筋混凝土楼梯。经现场测绘, 塔身各层高度如下: 室外地面至室内地面高为1. 5 m, 1 层~ 7 层层高为3. 2 m, 5 层楼板到塔顶高为6. 0 m ( 未包括塔尖) , 该塔室外地面至塔顶 ( 未包括塔尖) 的总高度为25. 2 m。该塔身平面内径为一直径6. 5 m的圆筒, 外围轮廓为正八面体, 底层塔宽8. 0 m, 顶层塔宽为7. 2 m, 层层缩进; 1 层墙体厚1. 4 m, 2 层墙体厚1. 3 m, 3 层墙体厚1. 2 m, 4 层墙体厚1. 1 m, 5 层墙体厚1. 0 m, 6 层墙体厚0. 9 m, 7 层墙体厚0. 8 m, 每层墙体外边均向内缩近0. 1 m。石塔立面见图1, 石塔标准层建筑平面见图2。

该塔建于1988 年, 在使用过程中于2012 年3 月份期间3 层、4 层外廊石斗拱挑梁局部断裂, 共坠落4 处, 产生安全隐患。为确切的了解该塔的结构安全性能及斗拱的坠落原因, 我院相关技术人员对石塔进行上部结构安全性分析及抗震性能评估。

2 石塔结构安全性分析

2. 1 挑廊板结构分析评估

现场分别对转角石柱斗拱梁处挑檐结构做法、转角石柱左右两侧斗拱梁处挑檐结构做法、门洞处挑檐结构做法、外挑走廊结构做法进行全面检查, 主要斗拱挑檐做法大样见图3。

现场检查该塔外廊采用挑板结构, 外廊挑板采用不截断的连续配筋方式与室内楼板相连; 现场采用非金属板测试仪检测挑板平均厚度为150 mm, 采用钢筋扫描仪检测挑板板面受力钢筋平均间距为150 mm; 现场采用剔凿法检测到的挑板板面受力钢筋规格为14。挑板外挑结构分为外挑走廊及挑檐两部分, 其中外挑走廊宽度约0. 9 m, 外挑走廊外侧设置挑檐, 宽度为0. 6 m, 做成坡屋面形式, 上铺红色琉璃瓦, 使自然排水及建筑美观巧妙地融合在一起; 在挑板上距外墙700 mm处布置与外墙平行的走廊挡板, 在每段走廊挡板上设置3 根截面尺寸为250 mm ×200 mm、高度为500 mm的钢筋混凝土短柱, 短柱上平铺一道截面尺寸150 mm × 200 mm的钢筋混凝土拉梁, 拉梁与挑檐斜板相连。

根据现场挑板检测的截面尺寸、挑板混凝土强度等级并考虑挑檐上各种装修、装饰荷载的作用, 对挑板承载能力进行计算分析, 挑板实测截面配筋满足结构承载能力及正常使用的要求。

2. 2 石斗拱梁结构分析评估

斗拱作为华丽的象征, 是中国古建筑中最赋有地方民族特色的一种装饰构件, 广泛用于亭、台、楼、阁等木结构建筑上; 石斗拱是由若干根石梁及拱件, 相互搭交而成的既具有悬挑作用, 又具有装饰效果的支撑构架, 它在古建筑中的作用, 可以归纳为以下四点:1) 它可以增加屋檐宽度、延长滴水距离; 2) 它能将檐口荷载进行均匀传布; 3) 它能丰富檐口造型, 增添装饰效果; 4) 它能增强抗震能力, 提高建筑安全度。

该塔正八面体转角立倚柱, 柱顶置栌斗, 斗上出华拱, 层层托出, 既缩小了上部石梁的跨度, 又使石斗拱变化的梯度能够满足脆性材料对刚性角的要求, 这样不但减少了石斗拱上梁、板的跨度和弯矩, 而且改变了石梁的受力形式, 克服了石梁抗弯性能差易被折断的不足之处, 同时又充分发挥了石结构材料抗压性能好的特点;石斗拱梁根部及石斗拱梁下的石榫均稳固地嵌入墙体, 石斗拱梁上外端与混凝土梁连接处石榫嵌入钢筋混凝土板, 而采用榫卯连接, 则增加结构阻尼, 在地震作用时起到耗能作用。石斗拱梁做法见图4 ~ 图6。

现场检查斗拱的实际做法表明, 斗拱梁为自承重结构, 并不承受上部挑板传来的荷载, 该塔共有6 处位置的外檐石斗拱梁出现齐根部断裂现象, 见图7, 主要是斗拱梁与石榫的榫卯连接处、石榫与混凝土挑板的连接处均无足够的耗能空隙, 混凝土挑板在长期的使用中, 产生一定的向下挠曲变形后, 板上荷载直接传递至斗拱梁上, 而斗拱梁石材具抗压强度高、抗弯性能差、易折断的特性, 故在荷载作用下, 斗拱梁根部产生较大弯矩, 最终折断、脱落, 产生安全隐患, 建议对该塔斗拱梁与石榫的榫卯连接处、石榫与混凝土挑板连接处做法无足够的耗能空隙的节点进行处理, 为混凝土挑板的挠曲变形留有余地, 消除安全隐患。

2. 3 承重墙体结构分析评估

现场测绘石塔平面内筒直径为6. 5 m, 外边为正八面体, 1 层塔宽度为8. 0 m, 塔顶 ( 未包括塔尖) 总高度为25. 2 m, 该塔结构平面密度接近60% , 塔高与塔宽的比值为3. 2。1 层塔身墙体厚度为1. 4 m, 塔身墙体厚度随塔高而逐渐变薄, 7 层塔身墙体厚度减至0. 8 m, 1 层塔身墙体高厚比为2. 3, 5 层高厚比为4. 0, 远小于《砌体结构设计规范》中对无筋砌体墙体的最小容许高厚比的限值要求。

2. 4 塔体结构抗震性能评估

1) 该塔显著的特点是采用石斗拱和榫卯连接, 塔梁支座采用仿木石斗拱, 沿外筒壁对称排列, 层层托出, 既缩小了上部石梁的跨度, 又使石斗拱变化的梯度能够满足脆性材料对刚性角的要求, 这样不但减少了石斗拱上梁的跨度和弯矩, 而且改变了石梁的受力形式, 克服了石梁抗弯性能差易被折断的不足之处, 同时又充分发挥了石结构材料抗压性能好的特点; 而采用榫卯连接, 则增加结构阻尼, 在地震作用时起到耗能; 现场检查部分斗拱梁与石榫的榫卯连接处、石榫与混凝土挑板的连接处均无足够的耗能空隙, 应采取处理措施。2) 该塔现为7 层7 廊石砌体与钢筋混凝土混合楼阁式仿古建筑, 建筑平面外边为正八边形, 内为等直径塔筒, 在立面上, 塔体自下而上内筒保持等直径、外筒半径逐层减小, 形成7 级阶梯, 每阶截面不变的阶形建筑; 塔体每层每边设一门或一龛, 门龛位置逐层、逐边互换, 这种布局不但立面壮观, 而且避免结构在某一侧面引起应力过于集中, 同时使得结构的质量和刚度沿任一对角线都是对称分布, 塔体的质量中心和刚度中心能较好地重合, 在水平地震力作用下不易产生扭转振动; 塔体结构类似筒体, 有较好的抗震性能。3) 塔体采用现浇钢筋混凝土楼板、屋面板, 在每一层的楼板、屋面板标高处均设置钢筋混凝土圈梁, 环形圈梁对塔筒墙体起到了侧向约束作用, 加强了塔体结构的整体性, 保证了水平地震作用下结构的均匀受力和同时抗御外力的作用, 对该塔抗震性能有利。

3 结语

1) 由于该石塔当初建造时的设计资料缺失, 又由于现场检测条件的限制, 检测手段和检测仪器的局限, 本文识别了石斗拱的受力属性, 仅对挑板承载力进行了验算, 未能对塔体主体结构建立力学模型进行抗震承载力验算分析, 未能对塔基结构安全性进行分析评估。2) 该塔为高耸结构, 高耸结构的动力特性直接关系其抗震性能和破坏形式。通常动力特性的研究有两种途径, 一种途径是采用脉动法通过现场实测的方法获得, 第二种途径是近似按变截面悬臂杆力学模型采用结构动力学的方法获得。本工程由于客观原因未能对该塔进行结构动力特性测试, 有待后续建立力学模型利用数学求解的方法或通过实测的方法补充和完善该塔的抗震性能评估。

参考文献

[1]姚道平, 张艺峰, 谢志招, 等.石结构古塔抗震性能研究[J].世界地震工程, 2009, 25 (1) :111-116.

[2]袁建力, 李胜才, 刘大奇, 等.砖石古塔抗震鉴定方法的研究与应用[J].扬州大学学报 (自然科学版) , 1998, 2 (3) :54-58.

[3]GB 50292—1999, 民用建筑可靠性鉴定标准[S].

[4]GB 50010—2010, 混凝土结构设计规范[S].

抗震安全性 篇6

近年来, 随着我国精神文明建设和旅游事业的发展, 许多公园、风景区都造以仿古塔, 既美化了空间环境, 又增添了人民生活的舒适情趣, 满足人民对多样精神文化的需求。

我国是一个多地震的国家, 许多仿古塔建筑大都处于地震高发区。仿古塔建筑的结构安全性及抗震性能已日益引起人民的关注, 本文结合工程实例探讨并提出仿古塔结构抗震性能的方法。

2 工程概况

该塔位于大田县城某公园内, 矗立于山巅, 气势宏伟、壮观。该塔于1985年7月动工, 于1988年3月竣工, 为五层石混结构仿古建筑, 现为大田县重要的景点和标志性建筑。该塔现状正立面见图1。

3 建筑物结构特点及布置

该塔现为五层石混结构仿古建筑, 八角形、楼阁式、五层五廊, 每层东、西、南、北向开拱形门洞, 东南、东北、西南、西北向设拱形假窗;承重墙体采用外墙面铺浆砌筑较为平整的细料石、内墙面铺浆砌筑表面稍加修整的平毛石, 并在内外墙面中空浇筑厚度约800mm (一层) ~400mm (五层) 的素混凝土;楼、屋面板采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖;各层在塔身西侧沿内壁设置现浇钢筋混凝土弧状旋转式楼梯。该塔平面内边一至五层均为直径4.60m的圆筒, 外边为正八面体, 一层塔宽7.10m, 二层塔宽6.9m, 三层塔宽6.7m, 四层塔宽6.5m, 五层塔宽6.3m。建筑及结构布置见图2至图4。

4 现场检测及查勘

4.1 外挑走廊及挑檐结构检测

现场对外挑走廊及挑檐结构做法进行全面检查结果表明, 外廊采用挑板结构, 挑板与室内楼板板面配筋采用不截断的连续配筋, 根据雷达仪扫描检测结果, 所检挑板平均板厚为137mm, 板面受力钢筋平均间距为142mm, 现场局部凿开板厚装修面层及混凝土保护层检查挑板板面受力钢筋直径为12的螺纹钢。挑板外挑可分两段, 第一段为外挑走廊外挑1000mm, 板厚约137mm, 第二段为挑檐外挑600mm (正八面形角部为800mm, 另设有檐牙) , 板厚约80mm, 两段挑板连接处设一道混凝土梁连接;在挑板上距外墙600mm处布置外栏板, 外栏板与八面外墙平行, 每段外栏板设有3根250mm×160mm短柱, 短柱高400mm, 上设一道160mm×180m拉梁, 拉梁与挑檐斜板相连, 结构布置见图5至图8。

4.2 混凝土梁检测

采用回弹法抽检部分梁构件混凝土抗压强度, 所检该塔二至屋面梁批构件现龄期混凝土抗压强度达到C20强度等级;现场检查现浇钢筋混凝土楼板构件未见明显肉眼可见裂缝, 对混凝土梁构件进行裂缝检查结果表明, 所检个别梁构件出现细小开裂现象, 最大裂缝宽度尚未超出现行鉴定标准裂缝宽度限值, 混凝土梁、板构件工作现状尚属正常。

4.3 石斗拱检测

该仿古塔挑板在塔外筒正八角形转角石柱的梁托上及左右两侧设置石斗拱梁, 每一石斗拱分两层, 层层托出, 石斗拱梁根部及石斗拱梁下的石榫均稳固地嵌入墙体, 石斗拱梁上外端与混凝土梁连接处石榫嵌入混凝土板, 石斗拱梁的跨度分别为0.7m、1.0m。石斗拱作为华丽的象征广泛运用于砖石楼阁式塔, 是一种装饰构件, 但石材本身的材性表现为抗压强度高, 抗弯性能差, 是一种易折断的脆性材料, 现场检查表明该塔共有4处石斗拱梁齐根部断裂, 石斗拱梁的断裂与自身的材质、混凝挑板的变形等因素有关。详见图9至图10。

5 塔身倾斜度观测

采用全站仪分层对该塔上部结构倾斜度进行观测, 结果表明各测点层间位移远小于《民用建筑可靠性鉴定标准》 (GB50292-1999) 砌体结构不适于继续承载的侧向位移限值要求, 且各测点倾斜方向不具有明显背离塔心向外整体倾斜的一致性, 表明现阶段该塔未产生明显的倾斜。

6 抗震鉴定

6.1 石斗拱梁为脆性材料, 抗弯能力差, 现作为受弯构件, 不符合抗震构造要求。

6.2 该塔平面内边一至五层均为直径4.60m的圆筒, 外边为正八面体, 室外地面~塔顶 (未包括塔尖) 的总高度20.12m, 一层塔宽7.10m, 该塔结构平面密度将近60%, 高宽比H/D约为2.8。一层墙体厚度为1.25m, 墙体随塔高度增加而逐渐变薄, 五层墙体厚度0.85m。一层墙体高厚比3.56/1.25=2.8, 五层墙体高厚比3.2/0.85=3.8, 墙体高厚比在2.8~3.8之间, 远低于现行《砌体结构设计规范》对无筋砌体的高厚比要求。

6.3 根据现场实测结果对挑板进行承载力验算, 结果表明挑板承载力满足结构受力要求。

6.4 该塔为五层石混结构仿古建筑, 八角形、楼阁式、五层五廊, 建筑外围轮廓为正八角形, 内为等直径圆筒, 塔身共5层, 每层各开4个拱形门和4个拱形假窗, 各层门、窗洞口布置上下对齐, 平、立面布置规则、对称, 质量和刚度变化均匀, 重心重合, 塔身稳定, 塔身结构不易崩裂, 在水平地震作用下不易产生扭转振动;塔体结构类似筒体, 有较好的抗震性能。

6.5 该塔随着层数的增加其外墙逐渐变薄, 墙边长减少, 向上呈内敛趋势, 结构上层质量逐层减少, 重心位于塔下部, 增加塔体抗倾倒能力。采用现浇钢筋混凝土楼、屋面板, 楼板厚度约137mm, 每层墙体在楼板标高处均设置混凝土环形圈梁, 对塔筒墙体起到了侧向约束作用, 加强了塔体结构的整体性, 保证了水平地震作用下结构的均匀受力和同时抗御外力的作用, 对该塔抗震性能有利。

6.6 该塔位于大田县某公园内, 矗立于山巅, 根据现行《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) , 该塔所属场地设震设防烈度为6度, 设计基本地震加速度值为0.05g, 地震分组为一组, 现场检查塔座周边11m范围场地平坦, 未见明显抗震不利地段, 现场检查该塔周边场地未见可能滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等危险地段, 也未见明显高耸孤立的山丘, 陡坡, 陡坎, 河岩和边坡的边缘等抗震不利地段, 现场检查塔座周边地基土层主要为岩石层。现场检查室外楼梯与塔座外廊栏板连接外有不同程度的开裂情况, 其余未见明显塔座不均匀沉降引起的地裂、地陷等异常变形。该塔建于1988年, 长期使用至今, 地基基础沉降已趋于稳定, 且上部塔身倾斜度观测结果表明, 该塔多数测点的结构侧向水平位移值远小于《建筑地基基础设计规范》规定的地基变形允许值, 地基基础现阶段工作状态未见明显异常。

7 鉴定结论

7.1该塔场地于建筑抗震较有利地段, 塔体为石混筒体抗震结构, 平立面布置规则、对称, 质量和刚度变化均匀, 结构体系具有较好的抗震性能。

7.2经承载力验算, 挑板承载力满足结构受力要求。

7.3石斗拱梁为脆性材料, 抗弯能力差, 现作为受弯构件, 不符合抗震构造要求, 且已出现多处拱梁齐根部断裂, 严重威胁到游客的人身安全, 需进行重点修复加固。对未出现断裂的石构件应采取加固防护措施, 以确保使用安全。

参考文献

[1]四川省建筑科学研究院.GB50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

[2]中国建筑科学研究院.GB/T50344-2004建筑结构检测技术标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

[3]中国建筑科学研究院.GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50003-2011砌体结构设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2012.

[5]中国建筑科学研究院.GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

抗震安全性 篇7

建筑结构的抗地震倒塌能力是结构抗震性能的核心目标,建筑结构需要足够的抗倒塌安全储备,以避免大震或超大震的倒塌破坏。我国在唐山地震后就提出了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标,并采用两阶段设计的方法。但目前我国现行抗震规范第二阶段抗地震倒塌验算一般仅针对少数重要建筑结构进行;而对大量一般房屋建筑,则主要依赖结构抗震概念设计和抗震构造措施,缺乏抗地震倒塌的定量计算方法和抗地震倒塌能力的定量评价指标。

在我国现有的多层、高层建筑中,钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为钢筋混凝土框架结构平面布置灵活,可形成比较大的建筑使用空间,还具有足够的刚度、良好的延性。然而设计不合理的框架结构在地震作用下会产生比较严重的震害。

本文基于结构遭遇强烈地震时抗倒塌承载能力的安全储备和变形能力安全储备研究,通过对钢筋混凝土框架结构的震害分析,对钢筋混凝土结构的延性设计提出了应对措施。

1 结构的安全储备理论

结构是作为一个由各种构件所组成的整体系统来承受各种外界荷载作用的。现行规范大量篇幅用于对构件设计的定量化规定,而对结构体系的量化设计规定缺少明确要求,结构体系设计多依赖于设计人员的经验和水平。这一情况导致按现行规范设计的结构,其整体安全性能有较大差异,突出表现在结构在巨大地震作用下的抗倒塌能力的巨大差异。

设计合理的结构,其整体性能应优于局部单元(或构件)性能之和,如我国《抗震规范》贯彻的多道抗震设防理念,其目的就是使结构的总体性能大于局部之和的目标。而地震中大量出现的薄弱层破坏现象,由于局部楼层的破坏导致整体结构丧失功能,那些未破坏楼层构件的安全储备没有得到有效利用,则是不合理设计的典型代表。从上述分析可以看出,作为一个系统,结构的安全储备可分为“构件层次的安全储备”和“结构体系层次的安全储备”。

1.1 构件层次安全储备

构件层次的安全储备已经为各国工程人员所熟知,其一般性表达式为:

γSS≤R/γR (1)

其中,S为作用效应;R为构件抗力;γS,γR分别为作用效应分项系数和构件抗力分项系数,根据我国规范经验,γS和γR组成的构件安全储备大概在2.6～2.8之间。

1.2 结构体系安全储备

结构体系是作为一个整体来抵抗各种外界作用的,安全的构件不代表安全的结构。在极端灾害荷载下整体结构的抗倒塌能力,则是“结构体系层次安全储备”的体现,因此可以作为评价结构体系是否合理的指标。

目前世界各国成功的抗震实践,就是在罕遇地震下承载力储备难以满足时,通过变形能力储备,利用延性来耗散地震输入的能量,避免了罕遇地震下结构的倒塌破坏。多层框架结构延性设计理论的基本概念如图1所示,图1中R为强度折减系数;Ω为超强系数;μ为变形能力系数,其含义介绍如下:

强度折减系数R:由于罕遇地震作用下的弹性基底剪力Ve很大,结构如照此设计,经济代价太高,故需对Ve/R适当降低(我国规范所采用的小震弹性设计承载力大约是大震弹性地震力的1/5.7),按R折减后的地震作用与其他荷载组合后,根据构件层次安全储备的要求,就得到构件设计结果。

超强系数Ω:对于设计合理的实际结构,结构的整体抗震承载力是要高于小震弹性地震力的,这个结构实际抗侧能力和小震弹性设计承载力之间的比值就是超强系数Ω,Ω即为结构的承载力安全储备。

变形能力系数μ:当结构遭遇强烈的地震作用时,则需要通过构件的塑性变形去耗散地震能量。结构在强烈地震下的变形能力与屈服位移之比称为结构的位移延性系数μ(或变形能力系数),μ即为结构的变形安全储备。

2 钢筋混凝土框架结构震害分析

近年来,国内外许多城市都发生了较为强烈的地震,震害的分析对不断提高钢筋混凝土框架结构的抗震设计具有十分重要的意义,诸多文献表明,钢筋混凝土框架结构的主要破坏有以下特征:

1)框架结构底层抗震能力薄弱,水平地震力作用下,由于底部柱体抗剪承载力不足而产生水平裂纹和斜裂纹,角柱的震害又较内柱大,混凝土局部压碎,发生剪切破坏,造成整体结构由于底层损伤的累积致使上部结构整体倒塌;

2)框架柱的上下柱端由于弯剪破坏出现水平裂缝和斜裂缝,混凝土局部压碎,柱端形成塑性铰;柱身由于剪切破坏多出现交叉斜裂纹;

3)框架梁由于在梁端屈服后产生的剪力较大,超过了梁的受剪承载力,梁内箍筋配置较稀,以及反复荷载作用下混凝土抗剪强度降低等因素所引起的;

4)框架梁柱节点的主要破坏原因是节点的受剪承载力不足,约束箍筋太少,梁端锚固长度不够以及施工质量差所引起的。

以上研究表明,柱角端的破坏是地震作用下结构最重要的震害形式,对于结构的加固有指导意义。同时底部结构破坏后,上部结构倒塌的过程中,框架梁柱节点因受剪承载力不足而发生了破坏,导致混凝土松散,整个结构垮塌。

3 提高构件层次安全储备的措施

框架结构包含梁、柱、节点等组成部分。梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性,从而影响到整个框架结构的抗震能力。

3.1 梁构件

梁是框架结构中的主要受力构件之一,在抗震设计中要求塑性铰首先出现在梁端并且不能发生剪切破坏,同时还要防止由于梁筋屈服而影响节点核心区的性能。试验表明,影响梁截面延性的主要因素有:1)梁截面尺寸,在地震作用下,梁端塑性铰区混凝土保护层容易剥落,梁截面宽度过小则截面损失比较大,不利于对框架节点的约束。为了提高节点剪力、避免梁侧向失稳破坏以及确定梁塑性变形的能力,框架梁宽必须满足一定的要求。2)梁配筋,配置一定数量的受压钢筋可以减小混凝土受压区高度,对梁的延性影响比较大。梁端塑性铰区段的加密箍筋可以约束混凝土,并约束纵向受压钢筋,防止它在保护层混凝土剥落后过早压屈,以保证梁端具有足够的塑性铰转动能力。

3.2 柱构件

在框架柱的设计中应该遵循“强柱弱梁”的设计原则,使塑性铰出现在梁端。影响框架柱延性的主要因素:

1)柱截面尺寸。为了保证框架柱有足够的延性,框架柱截面尺寸在两个主轴方向的刚度不宜相差太大。

2)截面形状。框架柱的截面形状,会直接影响框架柱截面界限破坏时钢筋和混凝土内应力应变的分布,影响混凝土受压边缘的极限压应变。

3)混凝土强度等级。提高混凝土强度可以在不加大截面的情况下降低轴压比,但混凝土强度过高,则极限压应变会减小,变形能力比较差,对柱子的延性产生不利的影响。

4)配筋。增大纵向钢筋配筋率对框架柱是有利的,在一定程度上能提高框架柱截面的延性。但是,当纵向配筋量达到一定值时,对框架柱变形能力的提高就不明显了,如果纵向钢筋配筋率过大,会使柱子产生剪切破坏或粘结破坏。箍筋能有效改善混凝土的受力性能,提高混凝土受压区边缘的极限压应变,因此,箍筋体积配箍率越高,柱子的延性提高就越大。

5)轴压比。抗震设计时,除了预计不可能进入屈服的柱外,通常希望柱子处于大偏心受压的弯曲破坏状态。从而使框架柱在地震作用下不会发生脆性破坏,保证框架结构“坏而不倒”。

6)剪跨比。它能大体反映出截面上弯曲正应力和剪应力的比例关系,决定了框架柱是发生延性破坏还是脆性破坏,框架柱剪跨比越大,延性越好。

3.3 梁柱节点

节点的失效就意味着与之相连的梁与柱同时失效,所以对节点应该给予足够的重视。影响节点延性的主要因素:

1)轴压比。在一定范围内轴向压力可以提高框架节点核心区混凝土的抗剪承载力,但当轴压比超过某一临界值时,框架节点受压区混凝土会产生微裂缝,混凝土被压碎,框架节点核心区抗剪承载力下降,因此要通过控制轴压比来确保其延性。

2)剪压比。为了防止框架节点核心区出现脆性斜拉破坏或者斜压破坏,必须控制剪压比,避免框架节点核心区混凝土的破坏先于箍筋的屈服,保证节点具有一定的延性。

3)配筋。柱纵向钢筋与水平箍筋联合对框架节点核心区混凝土形成双向约束,能显著提高框架节点的抗剪承载力。

4)偏心影响。偏心框架节点受到附加扭矩的作用,剪力在节点内的传递比较复杂。通过试验和实际工程震害研究发现,与没有偏心框架节点相比,偏心框架节点抗剪承载力明显下降。

4 提高结构层次安全储备的措施

延性在框架结构的抗震中起着关键的作用,在进行框架结构延性抗震设计时,要考虑到钢筋混凝土材料具有双重性,合理的设计可以消除或减少混凝土脆性性质的危害,充分发挥钢筋塑性性能,实现延性结构。根据国内外试验研究及震害资料,框架结构延性设计时必须遵循以下原则。

4.1 强柱弱梁的设计原则

在地震作用下,要确保框架结构中塑性铰首先出现在梁端,而不是在柱端,使框架结构形成梁铰机制。利用适筋梁良好的变形性能,来吸收和耗散地震能量。

柱中出现塑性铰,会引起结构倒塌;塑性铰出现在梁端,框架结构在破坏之前有比较大的变形,可以耗散比较多的地震能量,具有较好的抗震性能。

柱的延性通常小于梁的延性。因为柱是压弯构件,较大的轴向压力将使柱的延性下降,而梁是受弯构件,容易实现高延性比要求。如果没有采取“强柱弱梁”的措施,柱端不仅可能提前出现塑性铰,而且有可能塑性转动过大,形成同层各柱上、下端同时出现塑性铰的“柱铰机构”,危及结构承受竖向荷载的能力。在设计框架柱时,采用柱弯矩增大系数来增大柱端弯矩设计值,降低柱屈服的可能性。合理的框架破坏机制应是梁比柱的塑性铰尽可能早发生和多发生,底层柱出现塑性铰比较晚,各层柱子的屈服顺序应该错开,不集中在某一层,形成“强柱弱梁”型框架。

4.2 强节点弱构件的设计原则

节点区的受力状况很复杂,只有确保各节点不出现脆性剪切破坏,才能使梁、柱充分发挥其承载能力和变形能力。在梁、柱塑性铰按顺序出现完成之前,要确保节点核心区不能过早破坏。伸入核心区的梁、柱纵向钢筋,在核心区内应该有足够的锚固长度,避免因粘结、锚固破坏而增大层间位移,从而保证结构的整体性。在实际设计中,为了保证框架结构的延性,抗震规范是依据抗震等级对构件本身不同性质的承载力或者构件之间相对的承载力进行内力调整,并依据规定的构造要求来达到延性要求。内力调整系数依据抗震等级不同而异。

4.3 强周边的原则

钢筋混凝土框架结构震害研究表明,角柱的震害相当严重,主要是地震作用在抗侧力构件中传递时“边界效应”引起,因此在结构设计时,除了对顶层框架梁的延性能力加强外,应对边柱尤其是应力集中明显的角柱的安全富余度提高,建议在中震强度下,对角柱构件按弹性设计,即在角柱设计时,取中震地震力折减系数为1.0计算柱设计剪力。

4.4 关键构件应超强的原则

结构冗余度对结构的延性能力影响很大,任何一种结构,不同构件的强度储备存在一定的随机差异,冗余度多的结构倒塌概率要小于串连系统(如简单的框架结构(梁柱铰接)体系,各楼层形成的一个串联系统,如果局部出现薄弱层破坏,则整体结构失效),美国结构设计规范UBC97的地震作用计算中,采用了一个考虑结构冗余度的系数(Redundancy Factor),如果结构冗余度不足,则要通过提高承载力安全储备来减少结构的失效概率。冗余度系数ρ的表达式为:

$\rho =2-\frac{6.1}{r{}_{\max }\sqrt{A}}‚1.0\le \rho \le 1.5$ (2)

其中,A为楼层面积,m2;rmax为计算方向的地震层间剪力最大的构件与该方向总地震层剪力之比,取结构下部2/3高度范围各层的所有抗侧力构件的地震层剪力分担系数ri(i为楼层编号)中的最大者。

如果结构中存在一个构件承担的地震层剪力比重过大,即ri很大,或其从属楼面面积很大,则该结构的冗余度就越小,也即如果该构件一旦破坏失效,可能导致结构倒塌的范围越大,故此时冗余度系数ρ取值也要越大,相应就提高结构的地震作用,即增加了该结构的承载力储备。因此,对我国梁柱刚接的钢筋混凝土框架,对冗余度系数ρ大的结构,适当提高构件的安全储备能够提高结构的抗倒塌能力。

5 结语

抗震安全性 篇8

中国地处环太平洋地震带与欧亚地震带这两个最大地震集中发生地带之间, 受太平洋板块、印度板块和菲律宾板块的挤压, 地震断裂带十分发育。我国是世界上多地震的国家, 也是蒙受地震灾害最为深重的国家之一。据文献资料, 一个6级地震所释放的能量相当于1945年投掷在日本广岛的原子弹所具有的能量, 自2008年5·12汶川地震以来中国发生的6.0级以上地震有:四川攀枝花6.1级地震, 西藏当雄6.6级地震, 云南姚安6.0级地震, 台湾花莲海域6.7级地震, 青海省玉树7.1级地震, 四川省芦山7.0级地震等, 张家港处于华北地震区中的郯城—营口地震带附近, 属于抗震设防烈度的6度区, 按规定住宅要按构造要求设防。从几次地震的震害分析来看, 农村自建住宅是损毁倒塌最为严重的住宅。造成房屋倒塌或严重损坏的根本原因是建房时没有采取合适的抗震措施。

新农村建设在张家港取得了巨大的成就, 大部分村庄纳入了规划或已经拆迁安置到集中居住公寓小区, 但仍然还有较大数量的村庄保留下来。2014年初《张家港市保留村庄布点规划》经市政府批准, 全市共规划213个保留村庄, 68 266户, 其中长期保留村庄154个, 51 116户, 阶段性保留村庄59个, 17 150户。保留村庄中主要集中在乐余镇58个, 凤凰镇35个, 金港镇32个, 锦丰镇27个, 这几个镇保留村庄占了总数的71%。保留村庄内的自建房屋, 允许适当扩大农村保留村庄规模。这一政策的实施, 近年来张家港农村自建住宅限制政策将有所放开。规划要求保留村庄的扩容规模为30%, 按此计算, 将有2万余户自建住宅建设空间, 同时还保留有6万余户老的自建住宅, 因此对自建住宅质量研究很有必要。

张家港地处经济发达长三角地区, 经过近年来的经济快速发展, 自建住宅的抗震能力和质量是否也有了较大的提高和改善, 还无较准确的信息反映。政府对早期自建住宅的监督管理基础数据较少, 完全有必要对保留下来的住宅抗震性能进行摸底调查, 掌握保留村庄自建住宅的抗震性能和质量现状。研究保留村庄规划区新建住宅提升抗震性能对策, 在保留村庄改造建设中对已建住宅抗震加固提供参考, 促进保留村庄新建住宅抗震性能的整体提升。

1 张家港农村自建住宅抗震设防情况调查

根据省大学生实践创新训练计划立项项目要求, 2013年7月~2014年3月组织学生实施调查, 调查张家港市村镇自建住宅抗震设防情况, 是否按规定设置构造柱、圈梁、马牙槎、墙体拉结筋等, 是否有专业人员的设计图纸, 是否从整体方面考虑建筑的抗震性能。调查了金港、锦丰、塘桥等6个镇共169户居民自建住宅。调查的农村居民自建住宅主要建设于1990年~2003年之间, 我们调查的169户已建自建住宅中, 其中有146户是用的预制楼板, 占比83.4%。由钢筋混凝土现浇楼面的占比不到17%。经用钢筋定位仪检测, 在转角和纵横墙连接等可能有构造柱存在的部位进行钢筋信号检测, 检测到有构造柱钢筋存在信号的有36户, 只占总调查户数的21.3%, 也就是有近80%的自建住宅没有检测到构造柱抗震设防构造措施。从调查样本分析看1998年前建设自建的住宅基本没有设置构造柱设防措施。楼板底圈梁位置, 检测到有钢筋存在信号的79户, 占比46.7%, 据进一步调查发现, 楼板底下大部分钢筋信号来源不是钢筋混凝土圈梁, 而是在砖砌体中设置的一层砌体钢筋, 50%以上的住户在楼板底下连砌体钢筋这一具有增强抗震能力的简单措施也没有做。从调查情况来看, 农村自建住宅抗震方面存在一些共性问题。

2 抗震共性问题的具体表现

结构不合理、抗震投入不足。住户过多追求大空间、美观和气派, 强调内外装修投入, 不重视抗震投入。大多为砖砌体浅基础、砖砌体承重的结构形式;承重墙体为空斗墙, 或者下层为实心墙, 上层为空斗墙, 往往把高标号的砂浆用于装饰抹面, 低标号的砂浆用在结构砌筑, 砂浆标号总体偏低。构造柱、圈梁自拌混凝土配比不合理, 构造柱配筋不足, 有些未设置墙体拉结钢筋, 有些拉结钢筋沿墙高度设置间距过大, 拉结钢筋伸入墙内的长度不足, 拉结筋的平面位置不符合设计要求, 导致构造柱与墙体连接能力不足, 在地震来临时起不到足够约束墙体的抗震作用。还有很多没有设置地圈梁、板底圈梁、爬山圈梁和构造柱, 部分仅设置砌体钢筋代替圈梁, 不能满足构造要求, 导致结构整体性差、抗震性能差。

预制楼板安装不规范, 直接搁置在墙上, 伸入墙内的长度偏小, 预制板板端锚固钢筋 (胡子筋) 搭接长度不足或拉结不可靠。预制板生产厂家为了运输过程的安全, 往往把板端锚固筋90°弯折避免伤人, 很多施工人员不理解板端锚固筋的作用, 施工安装时并不把锚固筋弯折回45°与相邻开间板端锚固筋交叉连接, 导致相邻开间之间预制板整体性差。地震出现时, 预制板容易脱离墙体建筑坍塌, 导致出现严重的地震灾害。

3 提升农村自建住宅抗震能力的对策

1) 加强科普宣传教育, 提升村民抗震意识, 促进抗震投入。

在调研中沟通发现, 大部分村民全然不知抗震设防是怎么回事, 认为别的很多人都这么建, 应该没问题。有些村民略微了解点, 但也是一知半解, 认为别人家一点钢筋都没有用, 我还用了几百公斤, 肯定没有问题了, 对抗震基本要求缺乏认识。没有钢筋混凝土构造柱和圈梁等抗震构件约束的砖墙承重住宅, 在地震中全靠砖墙抵抗地震力, 一震就倒, 是脆性破坏。整个结构全靠墙承重, 墙倒屋塌, 当地震突然发生时, 人来不及逃离出住宅, 就会发生严重的生命安全损失。若通过对建筑整体进行抗震分析设计, 合理设置构造柱、圈粱、砌体钢筋等措施, 加强对墙体的约束, 就可以大大提高抗地震剪切破坏能力。对村级建设管理人员进行抗震防灾的专业培训, 积极做好建设防震减灾的知识宣传普及工作, 提高农村居民的抗震防灾意识, 加强农村自建住宅的管理和技术指导。住宅建设方住户抗震意识提升了, 懂得了建筑抗震的重要性, 才能更主动在设计方面和抗震资金方面进行投入, 才能更有效提高建筑抗震质量。

2) 注重抗震设计, 实施抗震设防施工各项管理。

在保留村庄布点规划出台后, 规划部门应根据各村镇文化特色和村民居住习惯要求, 注重科学抗震设计, 由建设部门提供的多套具有合理科学抗震设计的房型供住户选择。以前很多地方仅规定用地尺寸和外立面造型, 内部空间布局住户可随意调整, 这方面要加强管理和出台规定, 避免住户在建设时根据自己的主观需要随意设置, 出现不合理布局而影响抗震性能。

政府建筑主管部门应健全农村建筑质量管理监督机制, 由于保留村住宅建设涉及面广、量大, 市、镇级建筑主管部门人手限制, 很难实施对农村自建住宅质量进行点到点的现场检查, 这就需要充分利用现代化信息技术手段, 利用基本普及的智能手机建立监管平台, 可以采用施工视频、施工图片等方式监管。甚至可以建立视频验收实时监管平台, 实施对农村自建住宅的实时监控与管理, 以提高农村自建建筑的质量。结合质监部门和抗震部门要定期对保留村庄新建、在建住宅工程抗震施工质量进行专项大检查, 达不到抗震规范要求的工程, 进行教育指正引导, 拿出整改措施并将隐患排除, 使农民自建住宅质量管理规范化、制度化、程序化。

4 结语

张家港农村已建住宅, 在抗震方面存在许多安全隐患, 在不可预测的地震发生时会造成较大的损失和伤害, 应进一步研究保留村庄内保留且达不到抗震要求的自建住宅抗震加固处理政策和措施, 以保护居民生命财产在地震出现时的安全。在即将进行的保留村庄扩容建设之际, 迫切需要采取系列措施从规划、设计、施工、监督管理等环节落实抗震设防要求, 提高农村住宅建设参与者的抗震意识、抗震技能和素质, 职能部分可充分利用现代信息技术手段加强质量监督检查, 提升保留村庄新建住宅的抗震性能。参考文献:

摘要：通过对张家港农村自建住宅现场调研, 检测抗震构造钢筋设置等情况, 分析了自建住宅的抗震性能, 研究了保留村庄新建住宅提升抗震性能的对策, 为已建住宅抗震加固改造提供参考, 促进保留村庄新建住宅抗震性能的整体提升。

关键词：保留村庄,自建住宅,抗震性能,对策研究

参考文献

[1]赵少飞.6度区农村住宅的抗震设防[J].工程抗震, 2000 (1) :71-72.

[2]宋伟香.农村住宅抗震安全性问题[J].基建优化, 2007, 28 (3) :107.

“心理抗震”有学问 篇9

心理自助有手册

教育部紧急组织中小学心理健康教育专家、学校公共卫生专家编写的中小学生灾后心理自助手册《我们一起度过——献给地震灾后的孩子们》，已由人民教育出版社出版，并已送到灾区的中小学生手中。

这册心理援助读本，将专业的心理学原理化为一句句通俗易懂的话语、一张张引人入胜的插图，巧妙地进行心理疏导和干预。全书主体部分分别是“我们知道，你会……”、“我该怎么办？”和“我怎么去帮助别人”。

通过阅读这本书，可以帮助我们尽快从灾难的阴霾中走出来，回到正常的生活轨道。

专家忠告（北京）

面对灾难，害怕、焦虑、恐惧、怀疑、不信任等情绪都是自然的反应，突发灾难事件后的心理健康维护要注意哪些内容呢？北京大学医院心理咨询与治疗中心主任方新博士和北京大学第六医院丛中教授给我们提出以下建议：

正确认识

地震等自然灾害是大自然的规律，发生是人无法控制的。这一段时间同学们要多了解这方面的知识，更加努力学习高科技知识，为提高人类预测灾难的能力而努力。

正常反应

在发生灾难性事件后，人们有生命不能预期的无能感，会出现一系列阴性和阳性的反应，如阴性反应有：自责、脆弱、疲惫、失忆、头痛、情感淡漠等。阳性反应有：惊吓、不停地说话、做恶梦、出现不信任、愤怒等情绪。当出现这些反应的时候，千万不要以为自己不正常了，这些都是对非正常事件的正常反应。

相互支持

一方有难，八方支援。重建的不仅仅是生活的家园，还要有心灵的家园。在突发灾难性事件后，家庭和社会中的支持尤为重要，家人和朋友要在一起互相照料、互相倾诉，表达情感，并尽自己所能去关心和帮助受灾的人。

珍惜生命

灾难事件让每个人对生命都有了更深刻的认识，通过参加学校组织的各种活动，我们在关注、关心灾区人民的同时，要进一步理解生命的意义，学会珍惜，怀着感恩的心认真对待学习和生活，做好自己能做的每一件事。

专家忠告（台湾）

1999年9月，台湾南投县发生里氏7.3级地震，有不少人在地震中死亡或负伤。当时，台湾大学心理学系编制了《921大地震灾后心理辅导教师手册》，内容包括：

1. 情绪反应——

害怕：很担心地震会再发生，害怕自己或亲人会受到伤害，害怕只剩下自己一个人，害怕自己崩溃或无法控制自己。

无助感：觉得人们是多么脆弱，不堪一击，不知道将来该怎么办，感觉前途茫茫。

悲伤、罪恶感：为亲人或其它人的死伤感到很难过、很悲痛，觉得没有人可以帮助我，恨自己没有能力救出家人，希望死的人是自己而不是亲人，因为比别人幸运而感觉罪恶。

愤怒：觉得上天怎么可以对我这么不公平，救灾的动作怎么那么慢，别人根本不知道我的需要。

重复回忆：一直想着逝去的亲人，心里觉得很空虚，无法想别的事。

失望：不断地期待奇迹出现，却一次又一次地失望。

希望：期待重建家园，希望更好的生活将会到来。

2. 身体症状——

疲倦，发抖或抽筋，失眠，呼吸困难，作恶梦，喉咙及胸部感觉梗塞，心神不宁，恶心，记忆力减退，肌肉疼痛（包括头、颈、背痛），注意力不集中，晕眩，头昏眼花，心跳突然加快，反胃，拉肚子。

3. 自我应对——

面对如此大的冲击，以下一些简便的方法可以让我们帮助自己。

不要隐藏感觉，试着把情绪说出来，并且让家人与我们一同分担悲痛。不要勉强自己去遗忘，伤痛会停留一段时间，是正常的现象。一定要有充足的睡眠与休息，常与家人和朋友聚在一起。如果有任何的需要，一定要向亲友表达。在伤痛及伤害过去之后，要尽力使自己的生活作息恢复正常。

4. 帮助他人——

灾害面前，我们如何帮助别人？心理专家提醒我们，在帮助他人时应该避免以下口误。

首先，面对受灾者一定不能说“不要哭”之类的话，要鼓励他们把情绪表达出来。

其次，不要说善意的谎言，尤其对于那些失去父母的朋友，不能说“你爸爸妈妈没有死，而是去了很远的地方”，正确的说法应该是如实告诉他们“你的爸爸妈妈不会回来了，但是别担心，我们会帮助你的”。

第三，面对失去父母的朋友，我们不要当着他们的面说他们是“孤儿”之类的话，因为这会极大地伤害他们的自尊心。如果一定要说，也应该是“来自灾区的同学”这类比较中性的说法。

第四，面对伤者，我们最容易说错的一句话就是“你不需要说，我们理解你的痛苦”，比较好的做法是鼓励对方把悲伤说出来。

抗震安全性 篇10

(一) 土结相互作用的考虑。

土结相互作用的主要问题是根据结构建造之前的场地 (自由场) 上一给定点 (控制点) 的给定运动 (控制运动) 来确定给定场地上一个或多个结构的运动。土结相互作用较常使用的方法为子结构法, 即将地基和上部结构分解为两个或多个子结构, 分别进行独立分析, 然后耦合起来, 从而求得体系的地震响应。本文使用的SASSI分析程序即为采用粘性边界的有限元子结构分析方法。

(二) 考虑埋置作用的意义。

在核安全相关厂房结构的动力响应分析过程中, 一般均需考虑土结相互作用, 地基土参数对结构的计算结果有着显著的影响。而由于绝大部分核安全相关厂房的基础都有一定埋置深度, 考虑埋置作用可以更加准确反映结构的动力特性, 尤其相对于不考虑埋置作用可以显著降低楼层的地震响应, 所以进行埋置作用的抗震分析具有十分重要的现实意义。

(三) 规范对埋置的规定。

1. ASCE4-98规范。

美国ASCE4-98规范认为对于基础埋置深度小于6米的情况可以不考虑埋置作用, 当埋置深度大于6米时, 可建立结构-地基统一模型计算或者考虑将地基参数作一定修改后, 将基础放置于地表进行计算。而对于集中参数模型, 规范给出了与埋置深度和圆形基础半径之比相关的转换公式。

2. 核电厂抗震设计规范。

中国的《核电厂抗震设计规范》 (GB50267-1997) 认为影响开挖场地动力阻抗的因素, 除了埋深与基础半径之比外, 还与基础底面以上土体分层数, 各层剪切模量, 各层层厚及各层到基地的距离等因素相关。由下列公式计算出考虑埋置作用的等效弹簧刚度再与基础作用于地基表面时候的等效弹簧刚度相加得到最终的地基等效弹簧刚度。

式中:

K———考虑埋置作用的水平移动、摆动、竖向移动的等效弹簧刚度。

n———基础底面以上地基土的分层数。

Gi———各层剪切模量。

hi———各层分层厚度。

d———各层中心至基础底面的距离。

r———基础底面半径。

二、计算模型及分析软件介绍

本次计算采用的结构模型为一钢筋混凝土墙板结构, 筏板基础, 地下一层, 地上三层, 各楼层标高为-6.00m, 0.00m, 5.00m, 13.50m, 23.0m。

对于本次分析, 地面至基底分为三层, 取为强风化泥岩层, 层厚分别为3m、3m、1m, 基底以下三层取为中风化泥岩层, 每层厚度为3m, 以下为微风化泥岩层, 每层厚均为3m。各层地基参数如表1所示。

分析首先利用有限元软件ANSYS建立厂房的三维有限元模型及后续考虑埋置作用要利用到的挖出土体模型, 做好结构埋置部分与挖出土体之间的相关设置, 其中筏板基础采用SOLID45三维实体单元, 墙体和楼板采用SHELL63壳单元。然后将模型导入专业考虑SSI作用的有限元软件ACS SASSI 2.3.0进行计算和后处理。SASSI软件对模拟大地的半无限空间上的地基采用的是分层的半无限弹性水平土体进行模拟, 每一层的物理特性相同, 不同层的土体物理特性可以相同或不同。

三、对比分析

在进行M310堆型的抗震分析时, 限于计算发展水平和计算机条件的限制, 在进行埋置结构的SSI分析时, 往往偏于保守忽略埋置土体的嵌固作用。在进行第三代核电ACP1000设计时, 若仍按以往算法计算, 会造成上部楼层反应谱谱值偏高, 楼层上设备等抗震验算无法满足, 这就需要根据实际情况考虑埋置作用。图1、图2分别为不考虑埋置作用的模型与考虑埋置作用的模型。

对考虑埋置作用与不考虑埋置作用的厂房分别进行计算, 选取同一楼层同一位置处的楼层反应谱进行对比。部分分析结果如见图3~6所示。

从图中可以看出:底板上考虑埋置作用反应谱值在3Hz以后均有不同程度的降低, X向谱值最高降低38.1%, Y向39.3%, Z向26.9%;0.0m标高上考虑埋置作用反应谱值在2Hz以后均有不同程度的降低, X向谱值最高降低41.5%, Y向41.4%, Z向26.2%;8.5m标高上考虑埋置作用反应谱值在2Hz以后均有不同程度的降低, X向谱值最高降低47.3%, Y向47.9%, Z向27.7%;13.5m标高上考虑埋置作用反应谱值在2Hz以后均有不同程度的降低, X向谱值最高降低49.5%, Y向51.0%, Z向30.2%;22.5m标高上考虑埋置作用反应谱值在2.5Hz以后均有不同程度的降低, X向谱值最高降低52.2%, Y向53.8%, Z向30.5%。

四、结语

通过对比可以发现:考虑埋置作用后各楼层各方向的楼层反应谱均有降低, 从方向上来看, 水平向较竖向降低显著, 从楼层标高上来看, 标高越高, 谱值降低越显著;从0.0m、8.5m水平向反应谱中可以发现, 考虑埋置可以显著的将反应谱谱峰部分削平, 从8.5m、13.5mY向反应谱中可以发现考虑埋置后反应谱的峰值除数值变小外, 峰值所在位置也发生了变化, 均向高频方向有所偏移。考虑埋置作用后各楼层各方向的楼层反应谱均有不同程度的降低, 这与力学分析原理相一致。在计算时不考虑结构的埋置效应, 计算是相对保守的。

参考文献

[1]胡聿贤.地震工程学[M].北京:地震出版社, 1988

[2]李忠诚.考虑土-结构相互作用效应的核电厂地震响应分析[D].天津大学, 2006

[3]陈新锋.结构-非线性层状地基动力相互作用模型与核电站地震反应研究[D].清华大学, 1996

[4]中华人民共和国国家技术监督局.GB50267-97, 核电厂抗震设计规范[S].北京:地震出版社, 1997

[5]ASCE Standard.Seismic Analysis of Safety-Related Nuclear Structures and Commentary[J].American Society of Civil Engineers, 1998, 9:4~98