抗震建筑.doc

抗震建筑、地震和力的聯(lián)系抗震建筑，是指在抗震設防烈度為6度及以上地區(qū)必須進行抗震設計建筑。從全球的重大地震災害調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，95%以上的人命傷亡都是因為建筑物受損或倒塌所引致的。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)得起強震的抗震建筑是減少地震災害最直接、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，同時也是防震減災工作中一項“抗”的主要任務。背景 一些國際上造成重大傷亡的地震災害都呈現(xiàn)出類似的現(xiàn)象，除了地震規(guī)模(震級)大外，主要還是因為大量沒有經(jīng)過良好抗震工程設計與施工的房屋倒塌。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2萬人的災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)得起強震的抗震建筑是減少地震災害最直接、最有效的方法。然而，不是符合抗震標準的房子就不會被震倒。假如建筑物遭受極端地震的襲擊，超過其抗震標準，那么建筑物還是可能嚴重受損或倒塌的。抗震要求我們要盡可能的將我們的建筑防震做好，既結(jié)構(gòu)體系應符合下列各項要求: (一) 應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。 (二)應避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。 (三) 應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)對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。 抗震設計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、柱塑性鉸設計應遵循的原則：強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點、強錨固。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，我國就開始生產(chǎn)這種產(chǎn)品，并廣泛使用于上海國際飯店、上海大廈、福州大樓、中國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。加氣混凝土砌塊一般重量為500-700千克/立方米，只相當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)碳纖維復合材料，具有抗拉強度高、密度小、耐腐蝕性和耐久性好等優(yōu)點，采用碳纖維粘貼進行抗震加固的方式應是優(yōu)選的方案。4)緩沖抗震材料，聚乙烯(PE發(fā)泡)，EVA，EPE，橡膠，海綿等相關材料的制品加工，廣泛用于設備包裝，儀器儀表內(nèi)墊外包，運輸業(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，造價低廉，隔熱節(jié)能，質(zhì)輕、抗震性能優(yōu)于玻璃墻幕。中國傳統(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，中國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑在抵抗地震沖擊力時，采用的是“以柔克剛”的思維，通過種種巧妙的措施，其目標是以最小的代價，將強大的自然破壞力消彌至最小程度。日本抗震建筑法 日本是個多震地，所以建筑對抗震的要求也相對較高。日本建筑基準法規(guī)定，日本的高層建筑必須能夠抵御里氏7級以上的強烈地震。一個建筑工程為獲得開工許可，除了設計、施工圖紙等文件外，還必須提交建筑抗震報告書。這一報告書主要內(nèi)容是，根據(jù)地震的不同強度，計算不同的建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力大小，進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，只有一級建筑師以上的人才能有資格編制抗震報告書，而且，報告書中的相關計算必須要使用國土交通省認可的專用程序。普通的一個8、9層公寓樓，其抗震報告書動輒厚達兩三百頁。建筑抗震報告書必須經(jīng)過相關部門或人員的檢查，確認無誤后才能開工。2011年3月11日，日本發(fā)生9級大地震，這給我們城市建筑設計者敲響一個警鐘?，F(xiàn)搜索世界各個國家的建筑設計來分析下如何在城市中設計抗震級別最高的建筑。各國抗震建筑特點英國：抗震房屋裂紋自動愈合據(jù)生活科學19日報道，英國科學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，英國利茲市的“納米制造業(yè)協(xié)會”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，從而對房屋的裂縫進行自動填補。希臘：智能減震屋由于希臘屬于地震多發(fā)國家，所以研究抗震的辦法一直是當?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行“自我保護和修復”?！爸悄芪荨崩锇惭b了多種傳感設備，即便是對最輕微的震動也會有所察覺，并可借助屋內(nèi)設備減少甚至抵消地震帶來的震動?！爸悄芪荨辈捎玫牟牧暇哂凶詣有迯凸δ埽坏w在地震中出現(xiàn)裂縫，液態(tài)修補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，傳感器就會通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星信號，自動通知附近居民并向消防部門報警，從而降低地震引發(fā)火災給人們帶來的傷害。據(jù)悉，首個“智能屋”將在一周內(nèi)搭建完畢。研究人員將在接下來的半年時間里對它的實用性進行檢驗。美國：滾珠大樓 美國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，由滾珠支撐整個建筑，縱橫交錯的鋼梁把建筑物同地基緊緊地固定起來，發(fā)生地震時，富有彈性的鋼梁會自動伸縮，于是大樓在滾珠上會輕微地前后滑動，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稱日本最高(地上55層、高185米)的公寓，使用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的鋼管168根，確保了抗震強度。另外，該公寓還使用了剛性結(jié)構(gòu)抗震體。如遇阪神大地震級別的地震發(fā)生時，柔性結(jié)構(gòu)的建筑一般要搖動1米左右，而剛性結(jié)構(gòu)建筑只搖動30厘米。三井不動產(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93米，建筑物的外圍使用了新研制的高強度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級地震發(fā)生時，就可將建筑物的受力減少至二分之一。三井不動產(chǎn)公司2000年已向市場投放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，他們設計了一種“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級地震考驗，證明在減輕地震災害方面效果顯著。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）技術存在的錯誤：世界各國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)（對地球而言），即將建筑物的基礎和上部結(jié)構(gòu)設計為絕對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計，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，因而建筑物基礎的強度設計要求，應是地震力和上部結(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。這樣兩個方向互相垂直，并處于運動沖擊狀態(tài)的作用力，在一個平面上會交了。地震破壞力以強大的往覆水平推動力，推動著（抓?。┙ㄖ锘A做水平往覆運動，因而很容易分析，在這兩種力的會交面上，實質(zhì)上形成了遠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)中是很難達到實際抗震設計要求的，現(xiàn)在的建筑物一般都是偏于保守的理想設計和建造，因而投資也在大大增加，即便如此，在實際的地震災害中，建筑物受破壞的程度依然是很嚴重的，進而也無法擺脫和減輕地震災害，給人民的生命和財產(chǎn)造成的巨大損失。地震沖擊波在建筑結(jié)構(gòu)中，將無情的迫使建筑結(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力構(gòu)件和予應力結(jié)構(gòu)的兩端邊界條件，使其構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的予應力償失。任何在使用中的予應力構(gòu)件和予應力結(jié)構(gòu)，當予應力衰退和償失后，其構(gòu)件和結(jié)構(gòu)必然破壞。因此，在地震設防城市的建設中，是不能使用予應力構(gòu)件和予應力結(jié)構(gòu)的。但是，現(xiàn)在許多城市的建設中都使用了予