從近年地震中建筑結(jié)構(gòu)震害論如何做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(共22頁(yè))

1、從近年地震中建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)震害論如何(rh)做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1216100290土木(tm)123班楊必進(jìn)摘要(zhiyo)：我國(guó)由于地處板塊交界處地震災(zāi)害頻度(pn d)高，強(qiáng)度大，成災(zāi)率高，這是造成地震災(zāi)害特別嚴(yán)重的原因。同時(shí)(tngsh)，我國(guó)民眾防災(zāi)意識(shí)不高，同一震級(jí)的地震，造成傷亡的人數(shù)可多達(dá)數(shù)倍。另外，我國(guó)大部分城市的基礎(chǔ)設(shè)施，抗震性能較差。建國(guó)頭20年中，多數(shù)建筑物和工程未考慮抗震設(shè)防，加之城市生命線管線縱橫交錯(cuò)，埋設(shè)不合理，有的材料強(qiáng)度不夠，有的年久失修，使我國(guó)多數(shù)城鎮(zhèn)防震抗震的能力脆弱，潛在著很大的隱患。因此，減震防震成了我國(guó)建筑設(shè)計(jì)中所要考慮的重要因素。關(guān)鍵詞：地震

2、，災(zāi)害，地震破壞，橡膠墊，阻尼器，抗震加固。 0 引言在土木工程概論的組成中，防震減災(zāi)一直是個(gè)不可或缺的部分。一個(gè)設(shè)計(jì)合理、質(zhì)量好的防震減災(zāi)工程，不僅可以有效的預(yù)防和減弱地震等災(zāi)害帶來(lái)的財(cái)產(chǎn)損失，而且可能挽救一個(gè)人，甚至一群人的生命。我國(guó)地域遼闊，天氣變化萬(wàn)千，洪水、颶風(fēng)、龍卷風(fēng)、地震等不可抗性災(zāi)難頻發(fā)，是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一。20世紀(jì)的觀測(cè)事實(shí)已表明，氣候變化引起的極端天氣氣候事件（厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風(fēng)暴、高溫天氣和沙塵暴等）出現(xiàn)頻率與強(qiáng)度明顯上升。這難道還不能引起我們足夠的重視嗎？自然災(zāi)害已經(jīng)成為影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)安全的重要因素，因此依靠科技進(jìn)步，提高我國(guó)防

3、震減災(zāi)的綜合能力已成為當(dāng)務(wù)之急。世界各國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震災(zāi)害的研究已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年，現(xiàn)在終于使人們意識(shí)到，人類自己設(shè)計(jì)建造的各種建筑物對(duì)地球自身內(nèi)力平衡而釋放能量所產(chǎn)生的地震是不可對(duì)抗的。因而，近年來(lái)，許多專家學(xué)者都在尋求一種與地球自然規(guī)律不產(chǎn)生對(duì)抗和抗拒的隔震減震設(shè)計(jì)方法，去適應(yīng)“地震”這一不可抗拒的自然規(guī)律。這是人類歷史發(fā)展到現(xiàn)代，人類對(duì)客觀規(guī)律地震釋放地球內(nèi)力正確認(rèn)識(shí)的進(jìn)步(jnb)體現(xiàn)。從建筑死抗硬抗地震的打擊，到建筑結(jié)構(gòu)隔震減震，十分明確地反映了，人類自己設(shè)計(jì)和建造的建筑物，是不能與地震(dzhn)沖擊力死抗對(duì)抗的,這是數(shù)十來(lái)人類(rnli)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)埋論上的飛躍。而過(guò)去和現(xiàn)在還

4、指導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)死抗硬抗對(duì)抗地震災(zāi)害的錯(cuò)誤力學(xué)理論,也必然將被促步完善適應(yīng)地球地震客觀規(guī)律的隔震減震和消震建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)理論所取代。地震起因按照成因的不同將地震類型分為五類： = 1 * GB2 構(gòu)造地震，這類地震占所有地震的99%以上，構(gòu)造地震是由于地球在運(yùn)動(dòng)發(fā)展過(guò)程中，它的地質(zhì)構(gòu)造作用使地殼積累了巨大的變形能，地殼中的巖層產(chǎn)生很大的應(yīng)力，當(dāng)這些應(yīng)力超過(guò)某處巖層的強(qiáng)度極限時(shí)，巖石突然破裂、錯(cuò)動(dòng)，從而將積累的變形能轉(zhuǎn)化為波動(dòng)能傳播出去，就引起了地面的震動(dòng)； = 2 * GB2 火山地震，由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震，只有在火山活動(dòng)區(qū)才可能發(fā)生火山地震; = 3 * GB2 塌陷地震

5、，由于地下巖洞或礦井頂部塌陷而引起的地震，這類地震的規(guī)模比較小，次數(shù)也很少，即使有，也往往發(fā)生在溶洞密布的石灰?guī)r地區(qū)或大規(guī)模地下開采的礦區(qū)； = 4 * GB2 誘發(fā)地震，由于水庫(kù)蓄水，油田注水等活動(dòng)而引發(fā)的地震，這類地震僅在某些特定的水庫(kù)庫(kù)區(qū)或油田地區(qū)發(fā)生； = 5 * GB2 人工地震，它是由人為活動(dòng)引起的地震，如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)。重大(zhngd)地震災(zāi)害回顧廣大農(nóng)村多屬土、石結(jié)構(gòu)建筑，抗震能力(nngl)更差。據(jù)估計(jì)，地震若發(fā)生在我國(guó)工業(yè)城市及人口稠密的地區(qū)，8級(jí)左右(zuyu)或7級(jí)左右以及5、6級(jí)左右的地震所造成的經(jīng)濟(jì)損失分別為百億元、數(shù)十億元和數(shù)億元人民幣。譬如19

6、76年唐山大地震，在幾十秒鐘的時(shí)間內(nèi)，將一座百萬(wàn)人口的工業(yè)城市變成了廢墟，傷亡側(cè)萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失100億元以上，救災(zāi)花了6億多元，重建用了50億元，而 且在這之后長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，造成全國(guó)人民的恐震心理。去年的汶川8.0級(jí)特大地震，造成人員傷亡總數(shù)近40萬(wàn)之多，其中遇難者近8萬(wàn)左右；造成的直接經(jīng)濟(jì)損失8451億人民幣，其中房屋的損失很大，民房和城市居民住房的損失占總損失的27.4%。包括學(xué)校、醫(yī)院和其他非住宅用房的損失占總損失的20.4%。另外還有基礎(chǔ)設(shè)施，道路、橋梁和其他城市基礎(chǔ)設(shè)施的損失，占到總損失的21.9%；此外地震對(duì)環(huán)境也造成相當(dāng)大的破壞。2008年5月12日，中國(guó)(zhn u)四川省汶川

7、縣發(fā)生里氏8.0級(jí)特大地震(dzhn)，最大烈度(lid)達(dá)到11度。這次地震已造成650多萬(wàn)間房屋倒塌，2300多萬(wàn)間房屋損壞，北川縣城、汶川縣映秀鎮(zhèn)等部分城鎮(zhèn)夷為平地。造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。截至9月25日，汶川地震已確認(rèn)6922人遇難，374643人受傷，失蹤17923人。2010.1月12日，海地發(fā)生里氏7.3級(jí)地震。海地政府統(tǒng)計(jì)的最新數(shù)據(jù)顯示，地震已造成27萬(wàn)人死亡。另?yè)?jù)聯(lián)合國(guó)的統(tǒng)計(jì)，有48萬(wàn)多人流離失所，370多萬(wàn)人受災(zāi)。2010.02.27智利康塞普西翁市2月27日發(fā)生里氏8.8級(jí)強(qiáng)烈地震，截止目前死亡人數(shù)已經(jīng)上升至750人智利8.8級(jí)強(qiáng)震引發(fā)了太平洋沿岸各國(guó)和地區(qū)對(duì)海嘯的高

8、度警惕。地震后，海嘯先是襲擊了智利南部群島及中部港口，隨后開始以每小400到800公里的速度向其它太平洋沿岸國(guó)家“奔襲”。28日凌晨起，海嘯相繼影響湯加、澳大利亞、夏威夷、巴布亞新幾內(nèi)亞、印尼、日本、菲律賓、中國(guó)臺(tái)灣乃至中國(guó)大陸等沿海10多個(gè)國(guó)家或地區(qū)。3 地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞分析簡(jiǎn)單地說(shuō)建筑物破壞有三種方式：上下顛簸、水平搖擺、左右扭轉(zhuǎn)。多數(shù)時(shí)候，還是三種方式的復(fù)合作用。地震波傳播方式有縱波、橫波、面波?？v波使建筑物上下顛簸，力量非常大，建筑物來(lái)不及跟著運(yùn)動(dòng)，使底層柱子和墻突然增加很大的動(dòng)荷載，疊加建筑物上部的自重壓力，若超出底層柱、墻的承載能力，柱、墻就會(huì)垮掉。底層垮掉后，上面幾層建筑的重

9、量就像錘子砸下來(lái)一樣，又使第二層壓壞，發(fā)生連續(xù)倒塌，整個(gè)建筑直接“坐”下來(lái)，原來(lái)的第三層瞬間變?yōu)椤暗谝粚印?。面波使建筑物水平搖擺，是對(duì)建筑物沿水平方向施加了一個(gè)(y )來(lái)回反復(fù)(fnf)的作用力，若底部柱、墻的強(qiáng)度或變形能力不夠，就會(huì)使整棟建筑物向同一方向歪斜或傾倒。第三種作用是扭轉(zhuǎn)。引起扭轉(zhuǎn)的原因是有的地震波本身就是打著“旋兒”過(guò)來(lái)的，也有的情況是因?yàn)槊娌ǖ竭_(dá)建筑物兩端早晚(zown)的時(shí)間差引起的。這種情況引起建筑物扭動(dòng)，震區(qū)有的房子角部坍塌，多屬這種情況。一旦碰到上下顛、左右搖、扭轉(zhuǎn)，三種方式共同發(fā)生，破壞力就更加可怕。此外，每個(gè)建筑物自己特定的自振頻率如與地震作用的頻率接近，引起類似共

10、振的效應(yīng)，那樣帶來(lái)的破壞力就更可怕。地震中決定房屋損毀的因素首要因素是建筑物所在地區(qū)的地震烈度。這不僅與震級(jí)有關(guān)，也與距地震中心的遠(yuǎn)近和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件有關(guān)（注：震級(jí)是用來(lái)衡量一次地震釋放能量的大小，烈度是描述地震引起的破壞程度）。一般情況下離震中越近破壞越大，烈度就越高。所以說(shuō)某建筑能抗幾級(jí)地震是不對(duì)的，應(yīng)該說(shuō)某建筑物的設(shè)防烈度是多少度。第二個(gè)因素是建筑物所在地區(qū)的場(chǎng)地條件。如建筑物正好位于斷層上，即使非常堅(jiān)固的建筑物也會(huì)被破壞。第三個(gè)因素是建筑物結(jié)構(gòu)。同樣的地面運(yùn)動(dòng)，開間大的房間所承擔(dān)的力就大，也相對(duì)易破裂和倒塌。第四個(gè)因素是建筑物的施工質(zhì)量。如果地震對(duì)某個(gè)地區(qū)造成的烈度在基本設(shè)防烈度內(nèi)，建

11、筑物應(yīng)當(dāng)沒問題，若出現(xiàn)問題肯定與施工質(zhì)量有關(guān)。 決定房子(fng zi)的抗震能力因素 = 1 * GB2 房子(fng zi)的體形：體形規(guī)則、均勻、對(duì)稱的房子抗震能力強(qiáng)。不規(guī)則的建筑抗震能力較差，如豎向不規(guī)則（上大下小頭重腳輕），平面不規(guī)則（平面局部(jb)凸出的L形、“丁”字形），扭轉(zhuǎn)不規(guī)則（一頭沉一頭輕）。 = 2 * GB2 房子的結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)的抗震能力比鋼筋混凝土框架的弱。底層框架上部是磚混的、帶轉(zhuǎn)換層的、底層空曠的、板柱體系的這類房子，抗震能力都比較差。 = 3 * GB2 房子的施工質(zhì)量：照?qǐng)D施工、技術(shù)到位，房屋質(zhì)量就好。否則設(shè)計(jì)再好，施工質(zhì)量差也會(huì)出問題。 = 4 *

12、GB2 房子的建筑材料：混凝土標(biāo)號(hào)夠不夠，鋼筋是否合格，有沒有偷工減料等都很重要。 = 5 * GB2 房子的建設(shè)年代：較早建的房子依據(jù)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低。地震作用工程結(jié)構(gòu)破壞（1）承重結(jié)構(gòu)承載力不足或變形過(guò)大而造成的破壞。地震時(shí)，地震作用附加于建筑物或構(gòu)筑物上，使其內(nèi)力及變形增加較多，而且往往改變其受力方式，導(dǎo)致建筑物或構(gòu)筑物的承載力不足或變形過(guò)大而破壞。（2）結(jié)構(gòu)喪失整體性而造成的破壞：結(jié)構(gòu)構(gòu)件的共同工作主要由各構(gòu)件之間的連接及構(gòu)件之間的支撐來(lái)保證。在地震作用下，有些建筑物上部結(jié)構(gòu)本身無(wú)損壞，但由于地基承載力的下降或地基土液化造成建筑物傾斜、倒塌(dot)而破壞?？拐鹪O(shè)防工作(gngz

13、u)的含義抗震(kngzhn)設(shè)防主要對(duì)建(構(gòu))筑物而言，是加強(qiáng)建(構(gòu))筑物抗震能力或水平的綜合性工作。新建工程抗震設(shè)防工作應(yīng)在場(chǎng)地、設(shè)計(jì)、施工三個(gè)方面嚴(yán)格把關(guān)，即由地震部門審定場(chǎng)地的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)部門按照抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，施工單位嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工，建設(shè)部門檢查驗(yàn)收。已建工程可視工程的重要程度和風(fēng)險(xiǎn)水平進(jìn)行抗震性能鑒定，并補(bǔ)做相應(yīng)的抗震加固。4 新建工程的主要問題一是對(duì)新建工程抗震設(shè)防重要性認(rèn)識(shí)不足；二是不按新的抗震設(shè)防管理程序辦事；三是普遍忽視結(jié)構(gòu)質(zhì)量，片面追求外部裝修。怎樣選擇建筑場(chǎng)地一般地說(shuō)，建筑場(chǎng)地的選擇應(yīng)避免以下幾種情況：(1)活動(dòng)斷裂地帶中容易發(fā)生地震的部位及附近

14、地區(qū)；(2)地下水位較淺的地方和松軟的土地；(3)地下有溶洞的地方，在石灰?guī)r地區(qū)，如有較大的溶洞，地震時(shí)可能造成局部塌陷，因此，在其上部不應(yīng)建筑高大或沉重建筑物；(4)地勢(shì)較陡的山坡、斜坡及河坎旁邊，建在這些地方的建筑物不但容易倒塌，而且還會(huì)由于山崩、滑坡而被淹沒(ynm)，或者由于重力關(guān)系而下滑。當(dāng)建筑的各項(xiàng)條件相同時(shí)，建筑在比較牢固的地基上和建筑在松軟地基上的建筑物，一個(gè)可能完整無(wú)損，一個(gè)可能破壞倒塌。因此，建筑時(shí)，必須注意地基的地質(zhì)條件和地形地貌。提高建筑物的抗震性能建筑物的抗震性能是指建筑物抵御地震(dzhn)破壞的綜合能力。為提高建筑物的抗震性能，可以從以下幾方面著手：(1)地基必須

15、好，要求土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，地下水埋藏較深，地震時(shí)，地基不致開裂、塌陷或液化；在不宜建設(shè)(jinsh)的地基上建筑，必須首先作好地基處理；(2)建筑物平、立面要力求整齊，高度不要超過(guò)規(guī)定，避免過(guò)于空曠、盡可能使開間小、隔墻多，以增加水平抗剪能力。如有特殊要求，必須事先采取措施；(3)建筑材料要有足夠的強(qiáng)度，聯(lián)結(jié)部位或薄弱環(huán)節(jié)要加強(qiáng)，增加建筑物的整體性能，同時(shí)必須保證施工質(zhì)量；如果是單位或國(guó)家投資建的重要建筑物，則必須請(qǐng)專業(yè)人員按國(guó)家頒布的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)防要求和設(shè)計(jì)規(guī)范(1)建設(shè)工程抗御地震破壞的準(zhǔn)則和在一定風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)下抗震設(shè)計(jì)采用的地震動(dòng)參數(shù)或地震烈度稱為抗震設(shè)防要求。(2)建設(shè)工程達(dá)到抗震設(shè)防要求所遵

16、循的原則和具體技術(shù)性規(guī)定稱為抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。增強(qiáng)抗震性。建筑質(zhì)量和抗震(kngzhn)設(shè)防施工(sh gng)質(zhì)量的好壞，對(duì)房屋的抗震性能影響很大。盡管建筑設(shè)計(jì)合理、場(chǎng)地選擇適當(dāng)，如果不注意施工質(zhì)量，同樣達(dá)不到抗震的目的。施工質(zhì)量涉及到建筑材料(cilio)的選擇、灰漿的制法和使用、砌筑工藝等方面。建筑材料應(yīng)選擇強(qiáng)度大的材料，有條件時(shí)，應(yīng)盡量采用輕質(zhì)材料，如荊條、木筋草、石棉纖維板、礦棉板、石膏板、草纖維板、玻璃鋼制品等；砌筑時(shí)，要保證灰漿飽滿、砌體結(jié)實(shí)。磚石表面要干凈、干磚要浸水后再砌，這樣才能使磚石與灰漿粘結(jié)牢固。所有的墻身磚砌必須犬牙交錯(cuò)，互相咬銜，不能砌成通縫，尤其是轉(zhuǎn)角處，更應(yīng)注意；木

17、骨架的榫眼大小和距離要恰當(dāng)，這樣才能使榫頭緊密結(jié)合而不致削弱木構(gòu)件的強(qiáng)度。混凝土的配制一定要嚴(yán)格按配方比例下料，澆注件內(nèi)的混凝土應(yīng)均勻無(wú)氣孔等?？傊氖┕?，注意施工質(zhì)量是保證建筑物具有抗震性能的重要方面。如果建筑材料等各方面都很好，而施工不好，建筑物的抗震性能肯定不會(huì)好。相反，即使建筑材料稍差，如果注意了施工質(zhì)量，也能增強(qiáng)建筑物的抗震性能，這是相輔相成的。5 做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 橡膠墊世界各國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抵抗地震災(zāi)害的研究已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年，現(xiàn)在終于使人們意識(shí)到，人類自己設(shè)計(jì)建造的各種建筑物,對(duì)地球自身內(nèi)力平衡而釋放能量,所產(chǎn)生的地震是不可對(duì)抗的。因而，近年來(lái)，許多專家學(xué)者都在尋求一種與地球自然規(guī)

18、律不產(chǎn)生對(duì)抗和抗拒的隔震減震設(shè)計(jì)方法，去適應(yīng)“地震”這一不可抗拒的自然規(guī)律。這是人類歷史發(fā)展到現(xiàn)代，人類對(duì)客觀規(guī)律地震釋放地球內(nèi)力正確認(rèn)識(shí)的進(jìn)步體現(xiàn)。從建筑死抗硬抗地震的打擊，到建筑結(jié)構(gòu)(jigu)隔震減震，十分明確地反映了，人類(rnli)自己設(shè)計(jì)和建造的建筑物，是不能與地震沖擊力死對(duì)抗(dukng)的,這是數(shù)十來(lái)人類在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)埋論上的飛躍。而過(guò)去和現(xiàn)在還指導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu)死抗硬抗對(duì)抗地震災(zāi)害的錯(cuò)誤力學(xué)理論,也必然將被促步完善適應(yīng)地球地震客觀規(guī)律的隔震減震和消震建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)理論所取代。建筑結(jié)構(gòu)隔震減震的設(shè)計(jì)的主要目的，是通過(guò)一種隔震和減震的裝置（或構(gòu)件），將不可抗拒的地震沖擊力與建筑物隔離開來(lái)

19、，從而達(dá)到隔離和減少地震沖擊力的打擊，而使建筑物安全使用，這不是一件簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。如果我們的建筑結(jié)構(gòu)隔震減震設(shè)計(jì)，只是考慮用一種能起到隔震減震作用的裝置（構(gòu)件）安裝在建筑結(jié)構(gòu)之中,而沒有考慮到隔離減震后建筑物受地震影響所造成的不穩(wěn)定（傾覆）而發(fā)生危險(xiǎn)的話，建筑物適應(yīng)地震沖擊力的隔震減震,就應(yīng)該更深層更深入地去研究和完善了，決不能一味追求隔震減震反而給建筑物留下了嚴(yán)重的安全隱患。當(dāng)前有一種“橡膠墊”隔震減震器己經(jīng)應(yīng)用于某些建筑物的建造之中,這種“橡膠墊”在91年獲美國(guó)發(fā)明專利,這種“橡膠墊”隔震減震器的力學(xué)性能: 根據(jù)其構(gòu)造是一層橡膠 一層鋼板的多層反復(fù)重疊,并在其中心部鉆孔安放鉛芯棒所組合成裝置

20、的圓柱形特征決定了這種隔震減震器是一種在受正向沖擊力(豎向力)的情況下能達(dá)到隔震減震的目的,其后”橡膠墊”恢復(fù)原狀,準(zhǔn)備著下次的沖擊力發(fā)生后,又一次達(dá)到隔震減震的目的。如果將這種受正向沖擊力(豎向力)的隔震減震器安裝在建筑結(jié)構(gòu)中當(dāng)?shù)卣饹_擊力爆發(fā)時(shí),所產(chǎn)生的相對(duì)建筑物的水平?jīng)_擊力,這種(豎向力)隔震減震器將因水平力的沖擊而破壞,不但起到了隔震減震的的,反而加速了建筑上部結(jié)構(gòu)的傾覆,這是十分危險(xiǎn)的。從有關(guān)資料中了解到“橡膠墊”隔震減震器是安裝在建筑物基礎(chǔ)與上部建筑結(jié)構(gòu)之間的,即在整個(gè)建筑的基礎(chǔ)上安裝數(shù)十個(gè)隔震減震器,然后再在隔震減震器上建造上部建筑物,實(shí)質(zhì)上就是將過(guò)去傳統(tǒng)的整體建筑,分離為基礎(chǔ),隔

21、震減震器和上部建筑物三個(gè)物體重疊受垂直壓力的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)當(dāng)受豎向沖擊力時(shí)不管外力是從地基向上沖擊,還是外力從上部建筑物向下沖擊力,其沖擊力都能在其中的隔震減震器中消耗和減弱,從而達(dá)到隔震減震的目的。當(dāng)外力停止時(shí)隔震減震器就能恢復(fù)原狀,而準(zhǔn)備著隨時(shí)能產(chǎn)生的,向下或向上的垂直豎向外力的沖擊。地震沖擊力對(duì)建筑基礎(chǔ)的沖擊力,是水平往覆沖擊力,在死抗硬抗地震沖擊力的建筑結(jié)構(gòu)中,地震沖擊力水平?jīng)_擊建筑物基礎(chǔ),隨之基礎(chǔ)將地震沖擊力傳遞到建筑上部結(jié)構(gòu),造成建筑物整體傾覆性擺動(dòng),這是地震沖擊力破壞建筑物的主要原因和表現(xiàn)形成?，F(xiàn)在用隔震減震器將建筑分割成基礎(chǔ)和上部建筑三部分,地震爆發(fā)時(shí)沖擊力,仍然水平?jīng)_擊基礎(chǔ),

22、由于隔震減震器的剛度很弱,從而大大減少了地震沖擊力傳遞給上部建筑物,這時(shí)上部建筑物沒有受外力的沖擊,而是靜力的壓在隔震減震器“橡膠墊”的上部鋼板與受地震沖擊往覆運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)緊密聯(lián)結(jié),這種受力形式,十分明顯的反映了隔震減震是在“橡膠墊”本身的變形和錯(cuò)位中產(chǎn)生的。在地震沖擊力沖擊下基礎(chǔ)作往覆水平運(yùn)動(dòng),與基礎(chǔ)緊密聯(lián)結(jié)的隔震減震器的下部也被強(qiáng)迫一起往覆水平運(yùn)動(dòng),而隔震減震器與(沒有受外力運(yùn)動(dòng)的)上部建筑緊密聯(lián)結(jié),上部建筑物仍然不斷的向下傳遞壓力,從而使“橡膠墊”處于上下受力不一,下部基礎(chǔ)還在不斷的往覆水平運(yùn)動(dòng),迫使“橡膠墊”產(chǎn)生了十分不利的往覆剪切力,“橡膠墊”很可能因“橡膠墊”和中心的鉛芯棒無(wú)法經(jīng)受巨

23、大剪切力而破壞,這是十分危險(xiǎn)的。以上是“橡膠墊”隔震 減震器用于建筑結(jié)構(gòu)中,在地震沖擊力對(duì)建筑物是正面均勻受沖擊的情況下的受力分析。建筑物在設(shè)計(jì)建造中,由于規(guī)劃和使用的原因,其排列將是任意方向都有,這就是說(shuō)地震沖擊力對(duì)多數(shù)建筑物的沖擊方向不是正向受力,由此“橡膠墊”所受力將是: 往覆剪切力和扭曲力的疊加,在這樣的極端不利的受力狀況下, “橡膠墊”是根本不可能恢復(fù)原狀的,而上部建筑物將面臨“橡膠墊”的失穩(wěn)破壞而倒塌。總之豎向隔震減震器“橡膠墊”用于受水平力(橫向)沖擊的建筑物中是有嚴(yán)重安全隱患的。目前,已經(jīng)應(yīng)用于多項(xiàng)工程中的板式組合水平隔震減震裝置是一種有效的大大減小地震沖擊破壞的隔震減震裝置,

24、不論地震對(duì)所有建筑產(chǎn)生的沖擊力不同,都能十分有效的達(dá)到隔震減震的目的,由于地震沖擊在這種隔震減震中不產(chǎn)生任何剪切力,因而能保證建筑物的安全使用。這里還要指出的是,單采取隔震減震的方式是夠的,更有效的方式是對(duì)采取了隔震減震的建筑物,再用上消震裝置其減小地震災(zāi)害的破壞效果更好。橡膠墊隔震房屋經(jīng)受了多次強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)，減震(jin zhn)性能表現(xiàn)非常顯著。1994年1月17日，美國(guó)洛杉磯大地震中，該市相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)醫(yī)院(yyun)，一個(gè)是隔震的，地震時(shí)醫(yī)師護(hù)士照常工作，毫無(wú)問題；另一個(gè)是不隔震的，損壞厲害，一直無(wú)法恢復(fù)工作。1994年9月16日，臺(tái)灣海峽(ti wn hi xi)發(fā)生了7.3級(jí)地震

25、，震源離汕頭市約200公里，汕頭市烈度為6度，各類房屋搖晃厲害，居民驚慌失措，水桶里的水濺出了1/3左右，而陵海路隔震樓上的人并沒有感到晃動(dòng)，聽到鄰樓和鄰街喧鬧聲后下樓才知道發(fā)生了地震。 1995年1月17日，日本神戶大地震，該市的西部郵政大樓和松村研究所大樓等隔震房屋經(jīng)受了地震的考驗(yàn)，房屋結(jié)構(gòu)安全完好，儀器、設(shè)備、裝修等絲毫無(wú)損。隔震房屋的安全性得到了人們的一致公認(rèn)。橡膠墊隔震的樓房住宅正面臨越來(lái)越大的需求。1994年以前十年里，日本建造了70多幢隔震房屋，而在1995年神戶大地震后，一年之中就開發(fā)建造140多幢隔震房屋。 1995年10月24日，云南武定發(fā)生6.5級(jí)地震，距大理市水平距離大

26、約200公里。地震發(fā)生時(shí)，大理許多人從睡夢(mèng)中驚醒，明顯感到較強(qiáng)的晃動(dòng)，桌上的花瓶、玻璃杯等跳動(dòng)，懸掛物搖擺很厲害，地震烈度約5度強(qiáng)。而橡膠墊隔震建筑大理州交通指揮中心大樓中的大多數(shù)人沒有感覺，只有20感到有輕微搖動(dòng)，直到聽到其他建筑物內(nèi)的人講，才知道發(fā)生了地震，隔震建筑無(wú)任何破壞，減震效果明顯。 1996年2月3日，云南麗江發(fā)生(fshng)7級(jí)強(qiáng)烈地震。相距不遠(yuǎn)的西昌市國(guó)稅局宿舍樓，是一幢六層隔震樓。在樓上居住的職工，只是感到輕微的晃動(dòng)(hungdng)，而相鄰的一幢常規(guī)抗震樓只有四層高。樓上居住的人搖晃十分厲害，驚慌失措往外逃跑。還有這次受5.12汶川8.0級(jí)地震的影響(yngxing)，

27、河北省邯鄲市受到了強(qiáng)烈的震動(dòng)，而位于市中心的邯鄲滏山房地產(chǎn)公司家屬樓是一幢六層隔震樓，在樓上居住的職工，根本沒有感覺到地震的發(fā)生，直聽到其他建筑物內(nèi)的人講，才知道發(fā)生了地震。這則消息傳開后，當(dāng)?shù)氐姆康禺a(chǎn)開發(fā)商們頗為感興，決定投資建設(shè)隔震樓盤，其中有決定用于一幢22層的高層樓。以上足見橡膠墊層的抗震作用。阻尼器另外值得高度注意的是一種名叫“阻尼器”的增加建筑結(jié)構(gòu)硬抗地震的裝置,這種裝置的作用是減小上部建筑在地震中擺動(dòng),但不可能減小地震對(duì)基礎(chǔ)的沖擊力。當(dāng)?shù)卣饹_擊破壞力與安裝在建筑結(jié)構(gòu)中的“阻尼器”的受力方向相同時(shí), “阻尼器”能發(fā)揮一定的作用,然而“阻尼器”的設(shè)計(jì)安裝是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的使用來(lái)安裝的,

28、根本不可能掌握地震沖擊力的受力方向,來(lái)設(shè)計(jì)“阻尼器”與受地震沖擊力方向一致。況且城市建筑物建造的規(guī)劃和使用,都使大多數(shù)建筑物的排例不可能讓地震沖擊力,按照“阻尼器”的受力方向一來(lái)發(fā)生的。地震暴發(fā)時(shí)的沖擊波只有兩個(gè)方向(往覆),不可能按人的意志設(shè)計(jì)的“阻尼器”,在不同的建筑物中因“阻尼器”設(shè)計(jì)安裝的方向不同,而發(fā)生改變的。這也說(shuō)明了“阻尼器”的使用是有條件的,而這個(gè)條件就是在設(shè)計(jì)時(shí),就要準(zhǔn)確的了解: 地震沖擊波在所城市的受力方向,來(lái)決定“阻尼器”的設(shè)計(jì)和安裝。蘇通長(zhǎng)江公路大橋位于中國(guó)(zhn u)江蘇省長(zhǎng)江口南通河段主航道橋橋跨布置(bzh)為(100+100+300)m+1 088m+(300

29、+100+100)m 是目前(mqin)世界上最大跨徑的斜拉橋。大橋橋址處建設(shè)條件復(fù)雜,抗震要求高,設(shè)計(jì)時(shí),在全漂浮體系基礎(chǔ)上世界首創(chuàng)地加設(shè)帶有附加限位功能的特大型液體黏滯阻尼器。根據(jù)通過(guò)計(jì)算分析所得到的液體黏滯阻尼器設(shè)計(jì)參數(shù)要求,設(shè)計(jì)者決定在一個(gè)塔梁連接處順橋向設(shè)置4個(gè)液體黏滯阻尼器,全橋共8個(gè)。此處該阻尼器還帶有限制位移功能,在主梁順橋向750 mm的位移內(nèi)不約束主梁運(yùn)動(dòng),以減小常規(guī)作用(溫度、正常風(fēng)、交通荷載)結(jié)構(gòu)受力,當(dāng)相對(duì)位移大于750 mm時(shí),單個(gè)阻尼器提供上限9870kN的限位力。對(duì)加裝阻尼器的全橋地震反應(yīng)計(jì)算分析可知,蘇通大橋加裝阻尼器后,縱向位移降低5914 %,橋塔剪力降低

30、14%,橋塔彎矩降低24%。計(jì)算(j sun)結(jié)果表明,這種集限位、阻尼兩種功能(gngnng)于一體的液體黏滯阻尼器有效地提高了蘇通大橋(d qio)橋梁 剛度,改善了結(jié)構(gòu)阻尼,解決了該大跨度橋梁設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)鍵技術(shù)。江陰長(zhǎng)江公路大橋是我國(guó)大陸建成的第一座千米級(jí)大型懸索橋。該橋位于長(zhǎng)江三角洲地段中部,中跨跨徑1385m,矢跨比1/1015,主纜中心距3215m,吊索間距16m,橋塔采用鋼筋混凝土門式塔,主梁為扁平閉口流線型鋼箱梁。該橋自1999年建成運(yùn)營(yíng)幾年后,發(fā)現(xiàn)主跨兩端的伸縮縫在橫橋向和縱橋向的變形不均勻,伸縮縫工作狀況不正常。經(jīng)實(shí)測(cè)主梁最大縱向擺動(dòng)速度和擺動(dòng)加速度分別為2167mm/s

31、和2412mm/s2,梁在支座處的橫向擺動(dòng)速度和橫向擺動(dòng)加速度最大值分別為01225mm/s和01018mm/s2。通過(guò)對(duì)全橋進(jìn)行的各個(gè)工況下的動(dòng)力分析和比較,中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司最終決定在主梁兩端伸縮縫處設(shè)置4個(gè)液體黏滯阻尼器對(duì)大橋動(dòng)力位移進(jìn)行控制以改善大橋動(dòng)力性能, 大橋所采用的阻尼器沖程達(dá)到1000mm,是目前世界上行程最長(zhǎng)的大型阻尼器之一。通過(guò)加裝阻尼器后對(duì)全橋動(dòng)力數(shù)值分析表明,液體黏滯阻尼器的使用使得該橋在車輛振動(dòng)條件下位移減少87%,風(fēng)振位移響應(yīng)減少51%,地震位移響應(yīng)減少56%。這是我國(guó)第一次對(duì)已建大橋采用阻尼器進(jìn)行的加固改造,對(duì)于我國(guó)橋梁上安裝液體黏滯阻尼器具有重要的意義

32、。結(jié)構(gòu)抗震加固建筑物加固改造的目的建筑物由于種種原因不能滿足安全性、適用性、耐久性的要求經(jīng)過(guò)建筑物可靠性鑒定，必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固(ji )處理。我國(guó)從20時(shí)世紀(jì)(shj)50年代就開始(kish)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的加固處理，幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)有許多建筑物加固工程實(shí)例，積累了豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)強(qiáng)加固的目的主要是：（1）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的強(qiáng)度；（2）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的穩(wěn)定性；（3）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的剛度；（4）提高結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的耐久性。由于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的破損程度不同，補(bǔ)強(qiáng)加固的要求和目的也不甚相同，因此應(yīng)針對(duì)不同情況，選用不同的加固方法，采取不同的補(bǔ)強(qiáng)加固施。1）增大截面法，又稱外包混凝土加固法，通過(guò)在原混凝土構(gòu)件外，疊澆新

33、的鋼筋混凝土，增大結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面面積及配筋，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度的目的；（2）外包鋼加固法，是在加固構(gòu)件四周包以角鋼，從而提高構(gòu)件承載力的一種加固方法，分干式外包鋼和濕式外包鋼兩種形式。干式外包法，是指角鋼直接包于被加固構(gòu)件的四周，或雖然填塞有水泥砂漿，但不能保證結(jié)合面有效地傳遞剪力；濕式外包法，是指在角鋼和被加固構(gòu)件之間留有一定的間隙，間隙用乳膠水泥砂漿或注入(zh r)結(jié)構(gòu)膠填實(shí)。該方法可以在幾乎不改變構(gòu)件截面尺寸的情況下顯著提高構(gòu)件的承載力、增大延性和剛度。外包鋼加固法適用于混凝土柱、梁等。（3）改變(gibin)受力體系加固法，通過(guò)增加結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件，如混凝土抗震墻、鋼支撐等，改變?cè)诘卣鹱饔孟陆Y(jié)構(gòu)的受力方式，將地震作用的絕大部分，轉(zhuǎn)由新增抗震墻和鋼支撐承擔(dān)，原結(jié)構(gòu)構(gòu)件承擔(dān)較小部分的地震作用力，使構(gòu)件原有的承載力滿足抗震要求，由此達(dá)到對(duì)原結(jié)構(gòu)的加固目的。（4）粘鋼加固(ji )法，是指用粘結(jié)劑（結(jié)構(gòu)膠）把薄鋼板粘貼在混凝土構(gòu)件的表面，使鋼板與混凝土協(xié)同工作的一種加固方法。主要用于混凝土構(gòu)件的抗彎承載力和抗剪承載力加固。此外混凝土剪力墻開洞也多采用這種方法。（5）其它加固法，如增設(shè)支撐體系和剪力墻等，以增加結(jié)構(gòu)的整體剛度，改變構(gòu)件的剛度比值，調(diào)