1结构体系编辑抗震结构体系是抗震设计应考虑的最关键问题

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1、.1 结 构 体 系 编 辑 抗 震 结 构 体 系 是 抗 震 设 计 应 考 虑 的 最 关 键 问 题 ， 对 安 全 和 经 济起 决 定 性的 作 用 ， 是 综 合 的 系 统 决 策 。 体 系 的 选 择 要 符 合 抗 震 概 念 设 计 的 几 条 基 本 原 则 。主 要 的 抗 震 结 构 体 系 有 ：多 层 砌 体 房 屋是 以 砌 体 （ 无 筋 砌 体 或 配 筋 砌 体 ） 抗 震 墙 为 抗 震 结 构 体 系 ， 其 中 以 横 墙 承 重 为主 的 结 构 体 系 较 有 利 ， 承 重 横 墙 兼 作 横 向 抗 震 墙 ， 纵 向 自 承 重 墙 作

2、 为 纵 向 抗 震墙 ， 必 要 时 也 可 以 采 用 纵 、 横 墙 混 合 承 重 。多 层 内 框 架指 外 墙 为 砖 墙 垛 （ 或 壁 柱 ） 承 重 ， 内 柱 为 钢 筋 砼 柱 承 重 的 房 屋 ， 适 用 于 工 艺 上需 要 较 大 空 间 或 使 用 上 要 求 有 较 空 旷 的 大 厅 的 轻 工 厂 房 和 民 用 公 共 建 筑 等 。底 层 框 架 砖 房底 层 要 求 有 较 大 空 间 作 商 店 、 服 务 大 厅 等 ， 上 部 则 为 隔 墙 较 多 的 住 宅 或 办 公 楼 ，是 一 种 上 下 材 料 不 同 、 强 度 和 刚 度 不

3、连 续 的 结 构 体 系 ， 在 抗 震 设 计 中 有 较 严 格的 要 求 。框 架 结 构多 应 用 于 多 层 及 高 层 民 用 建 筑 和 多 层 的 工 业 建 筑 ， 建 筑 平 面 布 置 灵 活 ， 易抗 震 房 屋 抗 震 房 屋于 布 置 较 大 房 间 。 但 纯 框 架 结 构 侧 向 刚 度 小 ， 属 柔 性 结 构 ， 故 其 层 数 和 高 度 都受 到 一 定 限 制 。抗 震 墙 结 构在 多 层 和 高 层 钢 筋 混 凝 土 房 屋 的 纵 向 和 横 向 布 置 适 当 的 抗 震 墙 ， 并 与 框 架 结 构形 成 框 架 抗 震 墙 协 同

4、 工 作 的 结 构 体 系 。 在 地 震 作 用 下 层 间 位 移 比 纯 框 架 结 构显 著 减 小 ， 故 其 建 筑 高 度 可 以 高 很 多 。抗 震 墙 结 构是 全 部 由 纵 、 横 抗 震 墙 组 成 的 结 构 体 系 ， 其 抗 震 性 能 较 好 ， 在 高 层 住 宅 、 公 寓 、旅 馆 等 建 筑 中 广 泛 应 用 。2 技 术 标 准 编 辑 从 1974 年 原 国 家 建 委 发 布 全 国 第 一 个 建 筑 抗 震 设 计 规 范 起 ，中 国 对 建 筑 抗 震 设 计 的 要 求 越 来 越 严 格 ： 1976 年 唐 山 大 地 震 后

5、 ， 对 “74规 范 ”进 行 修 改 ， 颁 发 了 “78 规 范 ”； 1989 年 ， 抗 震 房 屋 抗 震 房 屋又 发 布 “89 规 范 ”， 6 度 区 的 建 筑 工 程 正 式 纳 入 抗 震 设 防 范 围 ； 2001 年 ，对 “89 规 范 ”进 行 修 订 ， 从 2002 年 1 月 起 实 施 新 的 建 筑 抗 震 设 计 规 范 。 中 国 抗 震 设 防 烈 度 分 6 9 度 ， 度 数 越 高 要 求 越 严 ， 根 据 2002 年 起 实施 的 建 筑 抗 震 设 计 规 范 ， 6 度 及 以 上 地 区 的 建 筑 必 须 进 行 抗 震

6、 设 计 ， 要 求做 到 ： 当 遭 受 低 于 本 地 区 抗 震 设 防 烈 度 的 多 遇 地 震 （ 50 年 一 遇 ） 影 响 时 ，.一 般 不 受 损 坏 或 不 需 修 理 可 继 续 使 用 ； 当 遭 受 相 当 于 本 地 区 抗 震 设 防 烈 度 的 地震 （ 475 年 一 遇 ） 时 ， 可 能 损 坏 ， 经 一 般 修 理 或 不 需 修 理 仍 可 继 续 使 用 ； 当 遭受 高 于 本 地 区 抗 震 设 防 烈 度 预 估 的 罕 遇 地 震 （ 1641 2475 年 一 遇 ） 时 ，不 致 倒 塌 或 发 生 危 及 生 命 的 严 重 破

7、坏 。 一 般 来 说 ， 全 国 大 部 分 地 震 不 活 跃 带 抗震 设 防 烈 度 是 6 至 7 度 ， 北 京 地 区 居 民 楼 房 应 具 有 抵 御 烈 度 为 8 度 的 地 震破 坏 的 能 力 。国 家 在 建 筑 抗 震 设 计 上 要 求 ， 一 般 的 民 用 建 筑 是 要 抗 7 度 ， 及 可 抗 6 级 地震 ， 对 一 些 超 高 层 的 建 筑 ， 必 须 要 做 地 震 安 全 性 的 评 价 ， 通 过 安 全 评 价 性 去 测试 标 准 ， 以 保 证 建 筑 达 到 基 本 抗 震 地 区 的 要 求 。 除 了 设 计 达 标 以 外 ，

8、 施 工 的 质量 也 是 非 常 关 键 的 ， 要 有 合 规 的 设 计 ， 合 乎 要 求 的 标 准 ， 合 格 的 施 工 质 量 ， 几个 方 面 做 好 了 ， 才 可 以 达 到 抗 震 的 标 准 。3 特 征 编 辑 关 键 词 一 ， 加 速 度 的 “地 震 反 应 ”： 地 震 是 通 过 地 面 的 摇 晃 和 颠簸 使 房 屋 各 部 分 质 量 也 有 了 反 应 加 速 度 ， 所 以 房 屋 各 部 分 都 受 到 地 震 力 的 作 用 。就 像 筛 元 宵 ， 人 拿 着 筛 子 来 回 摇 晃 和 颠 簸 ， 虽 然 没 有 用 手 指 直 接 去

9、触 碰 元 宵 ，但 个 个 元 宵 都 在 滚 来 滚 去 。 除 了 震 中 区 外 ， 地 震 对 房 屋 以 水 平 向 摇 晃 为 主 。 地震 区 的 建 筑 都 要 求 有 抗 侧 力 结 构 ， 如 抗 震 墙 、 支 撑 等 。 这 些 结 构 平 时 看 看 没 什么 用 ， 还 碍 手 碍 脚 ， 但 在 大 风 、 大 震 下 却 是 救 命 的 。 有 的 人 买 了 房 子 ， 大 肆 装修 ， 唯 恐 其 不 通 透 ， 开 洞 不 大 不 过 瘾 。 抗 震 房 屋 抗 震 房 屋地 震 来 了 ， 不 但 自 己 倒 霉 ， 还 会 让 邻 里 遭 殃 。关

10、键 词 二 ， 抵 抗 变 形 的 “刚 度 ”与 抵 抗 破 坏 的 “强 度 ”： 房 屋 抵 抗 变 形 的 能力 大 小 叫 刚 度 ， 抵 抗 破 坏 的 能 力 大 小 叫 强 度 。 轻 一 点 的 房 屋 建 筑 比 重 的 对 抗 震有 利 。 质 量 小 了 ， 地 震 力 也 小 了 。 但 房 屋 也 不 是 愈 刚 愈 好 。 很 厚 的 墙 ， 也 许 可以 承 担 更 多 的 垂 直 重 力 荷 载 ， 但 有 时 会 引 来 更 大 的 地 震 力 。 在 同 一 栋 房 屋 中 ，地 震 力 也 是 按 刚 度 分 配 的 ， 刚 度 大 的 分 得 多 。

11、俗 话 说 ， 没 有 金 刚 钻 ， 别 揽 瓷 器活 。 最 怕 是 刚 度 大 而 强 度 小 ， 比 如 很 厚 的 砖 石 墙 ， 一 开 始 刚 度 很 大 ， 树 大 招 风 ，引 来 很 大 的 地 震 力 。 但 强 度 又 不 争 气 ， 顶 不 住 这 么 大 的 力 ， 就 容 易 倒 塌 。 钢 结构 如 果 设 计 得 当 ， 抗 震 性 能 比 较 好 ， 因 为 强 度 大 ， 若 做 得 轻 巧 ， 质 量 刚 度 都 不过 大 ， 以 柔 克 刚 ， 吸 引 的 地 震 力 小 ， 而 抵 抗 的 能 力 强 ， 就 安 全 些 。 但 刚 度 也 不是 愈

12、 小 愈 好 。 结 构 太 软 了 ， 变 形 太 大 ， 风 吹 草 动 也 摇 来 晃 去 ， 不 但 不 舒 适 ， 而且 会 有 附 加 的 力 出 现 。 所 以 刚 柔 相 济 才 好 。关 键 词 三 ， 突 然 出 现 的 “脆 性 ”破 坏 与 有 预 告 的 “延 性 ”破 坏 ： 脆 性 破 坏 是突 然 发 生 的 ， 而 延 性 破 坏 是 有 预 告 的 ， 先 看 到 梁 板 开 裂 ， 变 形 很 大 ， 也 许 还 来得 及 逃 出 去 。 砖 和 混 凝 土 其 实 都 是 脆 性 材 料 ， 容 易 突 然 断 裂 。 例 如 震 区 好 多 砖墙 出

13、现 X 形 的 裂 缝 ， 就 是 一 种 脆 性 破 坏 。 混 凝 土 加 了 钢 筋 ， 就 有 一 定 的 延 性 。比 如 梁 板 受 弯 曲 ， 受 拉 的 钢 筋 就 是 超 过 了 弹 性 强 度 的 极 限 ， 它 还 会 继 续 伸 长 而不 断 裂 ， 就 像 牛 皮 糖 似 的 。 其 实 更 要 当 心 的 是 钢 筋 混 凝 土 构 件 的 受 剪 。 遭 到 横向 力 的 作 用 ， 钢 筋 混 凝 土 柱 子 会 受 到 剪 力 的 作 用 ， 容 易 出 现 脆 性 破 坏 。 办 法 是加 钢 箍 。 日 本 阪 神 大 地 震 ， 有 些 高 架 路 的

14、柱 子 倒 塌 ， 不 是 纵 向 钢 筋 不 够 ， 而 是.钢 箍 太 少 。 往 往 我 们 造 房 子 ， 多 加 好 些 长 条 的 纵 向 钢 筋 ， 而 忽 视 了 钢 箍 。 世 界震 灾 史 上 ， 吃 这 个 亏 的 太 多 了 。 砖 石 结 构 更 要 按 规 范 加 圈 梁 等 ， 决 不 可 掉 以 轻心 。 结 构 平 时 为 人 们 挑 重 担 ， 但 是 若 设 计 不 当 ， 地 震 时 就 会 变 成 要 命 的 炸 弹 。我 国 钢 年 产 量 近 5 亿 吨 ， 居 世 界 第 一 。 钢 结 构 轻 而 强 ， 可 以 在 重 灾 区 外 预 制 好

15、 ，运 送 安 装 都 较 便 利 快 速 。 合 理 设 计 一 些 钢 结 构 的 学 校 、 医 院 ， 结 合 采 用 一 些 轻质 楼 板 、 墙 板 ， 同 时 考 虑 保 温 节 能 。 对 灾 后 重 建 ， 具 有 重 大 的 现 实 意 义 。关 键 词 四 ， 大 有 可 为 的 “消 能 ”设 计 ： 如 果 房 屋 结 构 延 性 好 、 强 度 够 ， 地 震带 来 的 大 量 能 量 ， 通 过 结 构 反 复 变 形 ， 像 牛 皮 糖 那 样 扯 来 扯 去 也 扯 不 断 ， 反 倒把 力 气 扯 完 了 。 大 震 之 后 ， 房 屋 可 能 开 裂 ，

16、可 能 要 大 修 ， 也 可 能 要 放 弃 ， 但 只要 它 震 时 挺 住 了 没 有 倒 ， 就 是 不 得 了 地 好 。 所 以 这 些 年 来 ， 世 界 各 国 研 究 结 构耗 能 ， 花 了 大 力 气 。 对 传 统 的 结 构 ， 如 强 柱 弱 梁 、 偏 心 支 撑 、 耗 能 节 点 、 加 强约 束 等 等 都 有 好 的 效 果 ， 在 隔 振 、 被 动 耗 能 、 主 动 耗 能 等 方 面 的 科 学 研 究 也 有许 多 进 展 。 阻 尼 有 耗 能 作 用 。 增 加 结 构 阻 尼 ， 例 如 加 粘 滞 阻 尼 器 ， 也 会 有 效 果 。有 些 方 法 还 太 贵 ， 有 些 还 不 够 成 熟 ， 但 处 处 精 心 设 计 ， 增 强 延 性 ， 增 加 耗 能 ，还 是 大 有 可 为 。关 键 词 五 ， 学 校 、 医 院 的 “设 防 烈 度 ” 应 提 高 ： 国 家 用 规 范 的 办 法 对 各 个地 区 、 各 类 房 屋 的 安 全 度 作 了 规