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抗震技术论文

抗震技术论文

抗震技术论文范文第1篇

关键词:高层建筑;抗震;结构设计;探讨

中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A文章编号:

1 高层建筑发展概况与存在问题

80年代,是我国高层建筑在设计计算及施工技术各方面迅速发展的阶段。各大中城市普遍兴建高度在100m左右或100m以上的以钢筋为主的建筑,建筑层数和高度不断增加,功能和类型越来越复杂,结构体系日趋多样化。比较有代表性的高层建筑有上海锦江饭店,它是一座现代化的高级宾馆,总高153.52m,全部采用框架一芯墙全钢结构体系,深圳发展中心大厦43层高165.3m,加上天线的高度共185.3m,这是我国第一幢大型高层钢结构建筑。进入90年代我国高层建筑结构的设计与施工技术进入了新的阶段。不仅结构体系及建筑材料出现多样化而且在高度上长幅很大有一个飞跃。深圳于1995年6月封顶的地王大厦,81层高,385.95m为钢结构,它居目前世界建筑的第四位。

我国高层建筑的结构材料一直以钢筋混凝土为主。随着设计思想的不断更新,结构体系日趋多样化,建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂,出现了许多超高超限钢筋混凝土建筑,这就给高层建筑的结构分析与设计提出了更高的要求。尤其是在抗震设防地区,如何准确地对这些复杂结构体系进行抗震分析以及抗震设计,已成为高层建筑研究领域的主要课题之一。

2 建筑抗震的理论分析

2.1 建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2.2高层建筑结构抗震结构设计分析

设计阶段的结构动力特性分析。高层建筑进入初步设计阶段后,首先按方案阶段确定的结构布置进行计算分析。计算模型取自±0. 000至塔顶,假定楼板为平面内刚度无限大,其地震反应分析基本参数列于,以及可以看出,随着楼层高度的增加,结构X方向(纵向)自振周期及地震力基本正常,而结构Y方向(横向)自振周期偏长、结构刚度偏低,对应于水平地震作用的剪力较小,结构的抗震能力偏弱,结构偏于不安全。为增加Y方向(横向)的抗侧移刚度,提高其抗震能力,在现代高层建筑的设计中,可以在建筑核心筒的两侧增设四道剪力墙。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),抗震设计时,框架-剪力墙结构中剪力墙的数量必须满足一定要求,在地震作用时剪力墙作为第一道抗震防线必须承担大部分的水平力。但这并不意味着框架部分可以设计得很弱,而是框架部分作为第二道防线必须具备一定的抗侧力能力,在大震作用下第一道抗震防线剪力墙遭受破坏时,整个结构仍具备一定的抵抗能力,不至于立即破坏倒塌,这就需要在结构计算时,对框架部分所承担的剪力进行适当调整。

3结构抗震设计方法探讨。

3.1结构抗震设计的基本步骤。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段设计:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段设计:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值,并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

3.2结构抗震设计方法

3.2.1基础的抗震设计

基础是实现高层建筑安全性的重要条件。我国高层建筑通常采用钢筋混凝土连续地基梁形式,在基础梁的设计中,为充分发挥钢筋的抗拉性和混凝土的抗压性的复合效应,把设计重点放在梁的高度和钢筋的用量上,在钢筋的布置上采用主筋、腹筋、肋筋、基础筋、基础辅筋5种钢筋的结合。为防止基础钢筋的生锈,一方面采用耐酸化的混凝土,另一方面是增加钢筋表面的保护层厚度,以抑止钢筋的腐蚀。高层建筑基础处理的另一个特色是钢制基础结合垫块的应用,它是高层建筑上部结构柱与基础相连的重要结构部件。它的功能之一是使具有吸湿性的混凝土基础和钢制结构柱及上部建筑相分离,有效防止结构体的锈蚀,确保部件的耐久性。

3.2.2钢结构骨架的抗震设计

采用钢框架结合点柱壁局部加厚技术来提高结构抗震性能。一般钢框架结构,梁和柱结合点通常是柱上加焊钢制隅撑与梁端用螺栓紧固连接。在这种方式下,钢柱必须在结合部被切断,加焊隅撑后再结合,这样做技术上的不稳定性和材料品质不齐全的可能性很大,而且遇到大地震,钢柱结合部折断的危险性很大。鉴于此,可以首先该结构的梁柱采用高密度钢材,以发挥其高强抗震、抗拉和耐久性。柱壁增厚法避免断柱形式,对二、三层的独立住宅而言,结构柱可以一贯到底,从而解决易折问题。与梁结合部柱壁达到两倍厚,所采用的是高频加热引导增厚技术。在制造过程中品质易下降的钢管经过加热处理反而使材料本来所具有的拉伸强度得以恢复。对于地震时易产生的应力集中,柱的增厚部位能发挥很大的阻抗能力,从而提高和强化了结构的抗震性。

3.2.3墙体的抗震设计

“三合一”外墙结构体系,首先是由日本专家设计应用的,采用外墙结构柱与两侧外墙板钢框架组合形成的“三合一”整体承重的结构体系。该体系不仅仅用柱和梁来支撑高层建筑,而是利用墙体钢框架与结构柱结合,有效地承受来自垂直方向与水平方向的荷载。由于外墙板钢框架的补强作用,该做法可以较好地发挥结构柱设计值以外的补强承载力。加强了对竖向地震力及雪荷载的抵抗能力,最大限度地发挥其抗震优势;另一方面,由于外墙板钢框架与内部斜拉杆所构成“面”承载与结构柱的结合并用,也提高了整体抗侧推力和抗变形能力。它的抗水平风载和地震力的能力比单纯墙体承重体系提高30%左右。

4增大结构抗震能力的加固与改造技术

建国几十年来,我国的抗震加固与改造技术得到了飞速发展。1976年唐山地震后,砌体结构抗震加固的问题日益突出,砌体结构抗震性能不好:砌体墙体抗震能力、变形性能的不足、房屋整体性不好。因此,增大墙体抗震性能的外包钢筋混凝土面层、钢筋网水泥砂浆面层加固技术及增大结构整体性的压力灌浆加固技术、增设圈梁(构造柱)加固技术、拉结钢筋加固技术;通过增设抗震墙来降低抗震能力薄弱构件所承受地震作用的增设墙体技术等应运而生。目前该技术广泛用于砌筑墙体的加固。

常见的混凝土柱加固技术有加大截面加固技术、外包钢加固技术、预应力加固技术、改变传力途径加固技术、加强整体刚度加固技术、粘钢加固技术以及碳纤维加固技术等。这些绝大部分都是经过长期实践检验可靠性比较高的技术,已收入国家标准《混凝土结构加固技术》(cecs25—90)。此类技术不仅有比较充分的理论依据,规范还提供了详细的计算公式。如混凝土柱的外包钢法加固技术,开始阶段的计算方法是分别计算混凝土柱和外包钢,外包钢按钢结构计算:当外包装的缀板加密并出现湿式的施工方法时,其计算按整体构件考虑;当缀板施加。

5结语

高层建筑已经逐渐成为当前时代建筑发展的主流建筑形态之一,对于高层建筑,其抗震效能的分析一直是国内外建筑抗震设计分析的研究热点,而最直接最有效的抗震措施就是在建筑设计阶段进行结构抗震设计,只有从高层建筑物内部实施结构抗震,才能够从根本上提高高层建筑的抗震效能。本论文从高层建筑结构设计的角度进行了抗震分析,对于具体的高层建筑抗震设计具有一定指导和借鉴意义。

参考文献:

[1]李忠献.高层建筑结构及其设计理论[M].北京:科学出版社,2006.

抗震技术论文范文第2篇

关键词:抗震施工技术;住宅建筑;建筑结构;居住环境

如何使建筑工程的抗震施工的相关技术在城市建设过程中发挥出重要的作用,已经成为城市建设当中重要的课题,我国还处于两大地震带,是多地震的国家,做好建筑工程的抗震施工意义更大。

1、关于建筑工程当中抗震施工技术的重要性

经过历次证明,房屋的倒塌大部分是由于地震灾害所造成的,这主要是因为大多数的建筑缺乏相对规范管理,而且其房屋的质量比较差,不仅不能抵挡强烈地震,而且一般在6级左右的中强地震,会出现比较强的震感,引起房屋损失,人身伤害。目前在众多建筑工程中,会出现再生钢材现象,但是因为钢筋抗拉强度达不到工程技术相关要求。所以提高房屋的抗震性能,能够避免一些地震灾害。以图1为例,在设计住宅时,需要在框架的节点上增加附加的钢筋,保证建筑架构的稳定性。

图1:住宅室内外针对抗震的设计

2、最常见的抗震结构性能的相关比较

就现在而言,我国的民用建筑最为常见的建筑结构包含了:钢结构、砖混结构、框架结构和砖木的结构,这些结构的建筑在抗震性有着一些区别。

2.1关于钢结构建筑的抗震性能

钢毕露构建筑是21世纪绿色的建筑,其独特的可循环使用建筑结构比较符合现在发展节能省地建筑,同时满足经济持续健康的发展。钢结构的建筑,首先是重量轻而且强度高,如果用钢结构构建住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一,所以其使用面积比钢筋混凝土的住宅要提高大概4%,其次是抗震性比较好,如技术钢材料具有匀质性和强韧性,会发生较大的变形,而且有可能承受比较大的动力荷载,一般情况下具有非常好的抗震性。根椐国内外震后调查,钢结构的建筑倒塌数相对比较少,而且从理论上看,钢结构的建筑比框架和砖混结构要结实得多,而且使用的年限也会比较长。

2.2关于砖混结构的构建筑抗震性能

砖混结构一般是由砖墙进行支撑、现浇以及预制钢筋混凝土构成,由于建筑质量有所不同,其抗震性也会有较大差异,所以砖的抗压性较差,在遇到六七度的地震时,会造成局开裂和慢慢散落,其裂缝会扩大。有些建筑的施工质量比较好,砖的形状和砂浆强度比较高,这类房屋在10度地震情况下极易破坏。

一般情况下这种结构的房屋容易发生问题,比如跨度大的横梁和楼梯间的墙体和较大洞口的墙体,在地震发生时,住房需要避开类似结构的部位和构件,可以进入结构相对稳定的空间,如厕所或者是小厨房。

对比砖混结构的抗震性能,明显好于砖砌体的相关结构,砖混结构在唐山地震中经受住了考验,这种结构相对比较实惠,冬暖夏凉。

3.住宅建筑抗震技术的应用和建议

根椐近年来,住宅的建筑抗震技术及相关的应用在慢慢完善,但是根椐实施过程中,我国仍然面临着许多弊端,所以需要根椐实际的工作,加强住宅建筑的抗震性。

3.1加强宅建墙体的抗震性

一般情况下住宅的建筑墙体框架结构是住宅的建筑抗震施工技术的关键,它属于围护构件的相关承重的范围,其所产生的抗震性能,是取决于建筑材料的质量,同时也需要考虑建筑承重的结构的连接,以及建筑地基的状态。在实际的抗震施工技术和应用中,需要在抗震施工中采用高标号的水泥,严格控制砂浆的比例,同样的墙体通过砂浆粘结构成墙面整体。

3.2加强住宅建筑的构造柱的抗震能力

抗震施工技术中,关于构造柱和圈梁的施工占有非常重要的位置,需要进行加强和改进其技术,所以在众多的砖混结构我们需要根椐住宅的要求,通过合理的设计构造柱和圈梁,从而保证其抗震的性能,可以实现住宅的最大的抗震的能力和相关的效果,需要特别注意构件之间的连接,注重强有力的施工的要求,这样两者就共同构成了其住宅的建筑的骨架,这样可以充分发挥有效约束的墙体的作用。以图二为例,需要根椐墙体构造柱的设置重点加强抗震的能力。

图二:墙身构造柱的重要设置

3.3加强住宅建筑的框架节点的抗震性能

住宅建筑的框架的节点,需要充分发挥连接的框架和梁之间的重要作用,所以框架的节点需要符合抗震的相关标准,这样才能提高整体的抗震。如果框架的节点遭到破坏,那么就会导致住宅的建筑整体建筑的结构就会发生严重的移位,所以我们根椐框架的节点的抗震技术施工的现实和重要,所以全面加强框架的节点,在实际的抗震技术在施工的进程,需要将混凝土慢慢浇筑到梁底的标底,然后将框架节点连同梁板进行完美的浇筑,所以施工队伍需要不断地加强抗震施工技术应有识,坚决拒绝施工的隐患。

结束语

根椐大多数对于地震等自然灾害进行了解,所以我们和抗震有关的建筑设计的情况进行探寻和摸索,根椐现在的情况,其搞垮的相关设计还没有达到科学的程度,尤其是我国人口的分布相对比较广泛,所以单纯的依靠建筑来提高抗震性不是很科学,也不全面,这样不仅不能减少地震的损失。根椐我国发生地震的损伤来看,我们需要非常重视建筑结构的良好的抗震性能,同时还要加上强大的室内抗震设计,一起实现建筑的抗震,保证建筑物自身质量和功能的完整性。

参考文献

[1]杨文斌,韩世文,张敬军等.地震应急避难场所的规划建设与城市防灾[J].自然灾害学报,2011,(1):126-131.

抗震技术论文范文第3篇

【关键词】抗震设计;性能减震;结构减震思路;结构减震技术

1 土木工程结构抗震性能原理分析

1.1 基本原理

当代土木工程抗震的研究已经进入到了一个新的阶段,人们对位移、能量等对建筑的影响进行了深入的研究。在上个世纪的末期学者对地震的研究中提出了性能抗震的设计方式,即土木减震结构在设计中满足使用功能外,利用不同的位移指标对结构进行性能调整,从而产生抗震效果。此种结构设计实际上就是对地震破坏进行定量或者半定量的控制,对地震的反应和损伤程度进行评价与预防,使其在预期的控制范围,从而在最经济的条件下控制地震造成的负面影响,其不仅仅可以保证生命安全也可以从性能目标上对建筑结构进行控制。性能目标所包括的有土木工程的场地、结构、重要性、投资效益、地震损失与重建因素等,以此对不同的抗震设计要求可以规定其结构到达适当的性能标准,即土木工程结构在某一个地震设防的水准下达到最大的损伤程度。同时其控制可以从土木工程的经济性上进行控制,即出现损坏时降低其使用功能与恢复的费用,将损失控制在最小。

目前结构抗震性能设计的方法有:承载力、位移分析、能量设计等,这些设计方式所考虑的基础不同也就形成了不同的结构抗震设计结果。基于承载力的设计已经成为了国际规范采用的主要设计标准。能量设计则是在上个世纪中期被提出,提出结构和内部设施被破坏的程度是由地震所产生的输入能量与结构消耗能量共同作用而形成最终的破坏结果,此方法可以直接对结构损坏情况进行评估,但是参数的选择则比较困难,因为无法选定一个相对固定的标准,因此使用起来较为困难。

1.2 性能设计理念

所谓性能抗震是设计就是先选定一个标准,将其确定为设计的目标,利用恰当的设计形式与合理的规划与结构选择、比例确定。保证土木工程的结构与非结构的细部构造设计更加合理,并控制其建造的质量与维护措施,使得工程在一定等级的地震影响下将破坏控制在一定的范围内。总结国内外的性能抗震设计思路主要有:对工程的整体结构进行合理协调;确定建筑的性能水平与性能目标,并保证其合理;概念性设计与西部抗震构造的结合;合理设计方法实现合理的性能目标等。

2 结构性减震技术

2.1 结构减震的基本原理

减震的思路是根据结构的地震反应,通过自动控制或者执行系统,主动的对结构施加一定的控制力,达到减小地震对结构的负面影响。从控制理论上看结构减震的方式主要有两种:一是被动控制技术,此种方法没有外部能源的供给,也称之为无源控制技术。主要包括了隔震与减震两种。主动控制技术则是为系统提供能源供给,也是一种有源减震技术。

2.2 减震技术的优势

目前在实际的土木工程中应用的减震技术有隔震与减震,其中隔震的措施应用较为广泛。此两种方式研究与应用都起始于上个世纪中期,末期技术提高了发展的速度与研究水平。这些积极的结构抗震方法与传统的消极抗震方式相比较优势如下:

2.2.1 结构性抗震与减震可以大幅度降低结构在地震作用中的变形,尽量使非结构件产生较少的破坏,从而减少震后的维修成本,对于一些典型的现代建筑非结构部分如:幕墙、饰面、公用设施等造价逐步提高,甚至可以达到建筑造价的五成以上,因此减少其损坏有现实意义。

2.2.2 可以大幅度降低结构部件受到的地震的影响,从而降低结构抗震的成本支出,提高结构抗震的可靠性。同时隔震方法可以准确的控制传导至结构上的最大地震应力,从而克服了设计抗震结构的难度,不需要准确确定载荷。

2.2.3 隔震与减震设施在地震后会产生变形与损坏,对其进行复位与修理也相对与结构修复更加的简单与经济,因此可以降低建筑震后的恢复费用。

2.3 结构减震的适应性

在对结构减震的实践中,证明采用隔震结合消能减震的技术可以对高烈度的地震进行防范,在7度的地震中检测表明其土木工程结构所承受的地震作用大致相当与5.5级的地震烈度对建筑产生的破坏性影响,其结构在遭遇地震的时候工作范围仍然在弹性范围内,降低了结构在地震中产生的加速度、位移、速度等不良反应,从而减轻或者消除了结构部件的损坏,对土木工程起到了很好的保护效果。同时将隔震与消能减震的设计可以将非线性与大变形组件统一进行控制与保护,利用阻尼器与隔震支座对其进行保护,这样就可以将设计、试验、建造的重点放在这些构件上,使得减震设计更加的具有目的性。因为结构处在弹性变形中因此对其进行分析与设计就更加的简单,分析结果越发可靠。

3 结束语

结构减震的技术从提出到今天已经有了长足的进步,在着几十年的时间里证明其相对于延性设计的方法而言,结构减震技术可以认为是对传统抗震设计的变革。全球多个地区的学者对此都作出了贡献,他们在此研究领域作出了大量的试验与理论研究,整个研究呈现出多元化发展的局面,且都获得了一定的成果。如:日本的学者在减震理论、设计方法、产品开发等方面都处在较为先进的位置。结构减震对地震破坏的控制理论种类多样,而产生的减震装置也类型众多,减震控制技术已经可以应用在大多数的土木工程中,从桥梁到建筑,从多层结构到高层结构,从钢筋混凝土结构到钢结构。在众多结构减震技术中研究成果较为成熟且应用广泛的就是前面提及的隔震与消能减震技术。其中隔震的技术在各类型的减震技术中效果较好,但是其应用的范围较为狭窄,对于超高层或者高宽比较大的土木工程建筑并不适用,因此其研究的方向集中在:高程减震的隔震设计理论与方法研究;从土体-基础-结构共同协调作用入手的隔震结构的受力分析;高阻尼橡胶减震设施、位移支座的开发等。虽然消能减震技术的抗震效果不如隔震技术措施,但是其应用的范围广泛,目前研究发展的重点是:消能减震结构的应用设计;隔震阻尼其的研发与标准化制定。总之,未来的抗震结构设计应在消除地震负面影响的思路上发展,并以此为基础设计出更加实用的隔震与减震结构,保证建筑在地震中受到的破坏最小。

参考文献:

[1]王卫勇. 浅议结构减震在建筑中的应用[J].山西建筑, 2008,(19)

抗震技术论文范文第4篇

关键词:钢筋混凝土 结构抗震 抗震鉴定 加固方法

中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)02(a)-0131-02

当前,世界多地区地震频发,对建筑物都造成了程度不同的损害,给人民的生命财产安全带来了诸多危险。为减少地震带来的伤害,加大建筑物抵御地震的强度,需要在建造建筑物时,加大抗震性能,确保建筑物在受到地震的损害时能够尽最大程度减小对人的伤害。因此,研究抗震技术、探究抗震方法,强化对建筑物抗震理论的研究,有助于丰富抗震性能的技术发展。

1 研究背景

建筑抗震设计主要是由于地球地震的发生及其所带来的损失。地震主要源于地壳结构的变化或者运动而引起的地壳岩层的破裂。发生地震后便从震源开始向周围传播振动波,振动波传到地面便对地面物体产生影响,即形成地面运动。比如,房屋的倒塌、山体滑坡、地陷等等都可能成为地震的后果。地震所产生的后果在学术上也被称作为地震反应。

正是因为我国拥有广大的国土面积,并且我国正处在地球三大地震带中环太平洋地震带、欧亚地震带两地带之间的范围较广,在印度板块、太平洋板块和菲律宾板块的相互挤压下,导致我国地震频发,国土面积中60%的领域会受到地震的潜在威胁60%[1],给人民的生命财产安全带来较大的挑战。根据有关地震研究机构的统计,针对全世界150多次大地震的分析,约有90%的人员伤亡和财产损失是由建筑物倒塌导致的,建筑物的抗震级别、建筑质量直接影响着地震对建筑物的损害程度[2]。因此,加固建筑物的抗震性能,提高建筑物的质量,是有效应对地震损害的重要举措,对当前建筑质量较差、属于危房等的房屋惊醒抗震鉴定和加固是亟需进行的一项重要二急迫的任务 [3]。

2 地震基本理论

2.1 地震的类型与成因

从地震原因来分析,地震可以划分为五种:第一,人工地震。人工地震主要是由于人类活动而产生的地震现象,比如地下发生的核爆炸、工业爆破等等所引起的地面震动,越来越多的研究证明也兴修水库、开采油气等也有可能诱发地震。第二,诱发地震。诱发地震主要是因为油田注水和水库储水等因素而导致的地震,诱发地震基本上在油田或者水库等区域发生。第三,塌陷地震。塌陷地震主要是由于矿井发生塌陷或者地下溶洞出现陷落而导致的地震。塌陷地震发生的次数少,规模小,所产生的影响或者损失也小。第四,火山地震。火山地震主要是因为火山的爆发而导致的地震,比如气体爆炸和岩浆喷冲所产生的地震,火山地震一般情况下发生在火山活动区域。

2.2 地震的强度

在地震发生后,地震测量成为相关工作者的重要工作,地震测量主要是对地震进行评级,判断地震发生的强度。地震强度主要是通过震级进行衡量,地震震级主要是表现其强度的等级,一般利用M符号来标示。地震震级的高低与其所释放出来的能量多少有关,通过地震震级以体现地震的规模。同时每次地震的发生只能有一个地震震级指标。目前世界上常用的地震震级为里氏震级,里氏震级主要是指在镇中一百千米的位置所存在的地震仪所记录的振幅常用对数,振幅以A表示,它表示震动所产生的地动最大位移水平,其单位往往用m表示[4]。震级的计算公式表示为:

(1)

例如,不久前在我国新疆和田地区于田县发生了里氏7.6级的地震,幸好没有造成较大的人员伤害。

地震发生后所产生的后果,即地震烈度。地震烈度主要是地震发生后,某地区建筑物及其他地面物体所遭受的影响程度,一般以I来表示。I的确定主要是根据人们对地震的感觉或者地面物品如家具发生振动的情况,以及建筑物所发生的破坏程度而综合确定。目前,在我国所使用的地震烈度分为12级,每次地震的发生只能产生一个震级,可所产生的地震烈度却有许多个。再者,地震烈度的大小主要跟某地和地震震中的距离有关,跟震中距离越远,其地震烈度将越小,跟震中的距离越近,其所产生的地震烈度则越大。地震中心区域的地震烈度最大,即震中烈度。在探讨地震烈度中,还有一个概念叫地震基本烈度,地震基本烈度主要是指某地一般情况下在未来某时期内可能遇到的最大的地震烈度。由于每个地区的地质条件、历史地震状况、地形条件等不同,它们的基本地震烈度也将有所不同。

3 钢筋混凝土结构抗震加固综述

3.1 建筑物加固改造的目的

地震对建筑物造成损害的主要原因就在于建筑物的安全性较差、建筑质量不高、抗震性能较差。因此,对建筑物的可靠性进行检测,确定其能否抵御地震的损害,对抗震性能较差的建筑物进行加固,提高其抗震性能,有助于保护人民群众的生命财产安全。自20世纪50年代以来,政府有关部门就组织对抗震性能较差的房屋进行了加固,近几十年来,国内有许多建筑物得到加工加固的实例也是不胜枚举,积累了丰富了实践经验[5-7]。许多学者也发表了大量文献资料.对于如何加固房屋的结构、如何处理房屋构件的损坏等都提出了很多有益的技术,对于进一步推进防震技能都起到了非常大的作用。一般说来,对建筑物进行补强加固主要目的在于:(1)提高建筑物结构、构件的强度;(2)提高建筑物结构、构件的稳定性;(3)提高建筑物结构、构件的刚度;(4)提高建筑物结构、构件的耐久性。由于房屋的结构、构件的破损程度不同,补强加固的要求和目的也不甚相同。因此,在对建筑物进行加固时,应当有针对性的采取不同的加固技术、使用不同的加固方法及措施,有针对性加固这些房屋的坚固性,才能提高房屋的抗震性能。

3.2 钢筋混凝土抗震加固原则

所谓抗震加固,实质上就是指,通过改善建筑物结构的构件、结构受力等途径,加固建筑物构件的坚固性,以提高结构的抗震能力,从而最大程度的减小地震对建筑物结构的破坏.其抗震加固原则如下:

(1)总体效应原则。即在制定建筑物的加固方案时,应从整体上考虑整个建筑的加固效果,应避免出现局部构件加强而整体抗力下降的现象,这样的统筹规划有助于实现建筑物整体性抗震性能的最优化。(2)构件加固与结构体系加固的原则。当某些构件不满足安全度要求时必须进行加固,但结构体系的加固往往会被忽视.例如个别构件加固后引起刚度和强度分布情况的变化,应从整个结构体系安全的角度来考虑.另外结构构件之间的连接的加固对结构整体性的影响也是很大的[8]。(3)局部加固与整体加固的原则。当对个别构件加固后不影响整个结构体系的受力性能时,可以进行局部加固,例如设备爆炸引起个别梁板的破坏,这时只要将受破坏的梁板加固到原有抗力就可以。当结构整体不满足要求时,例如当结构在地震作用下的侧向变形不满足要求时,宜对结构整体进行加固[9]。(4)临时性加固与永久性加固的原则。临时加固的要求可降低一些,主要采取一些临时措施防止建筑物在短时间内能够实现理想的抗震效果。而永久性加固的要求应高一些,需要从整体和部分对建筑物的构件进行加固。

3.3 建筑物抗震加固的程序

关于建筑物的抗震加固,其有着一定的程序,主要表示在以下几个步骤:

首先,按照当前的负荷要求、建筑物工程的现状、建筑物的设计图纸,在《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)的原则下,对现在已经存在的建筑物的抗震强度进行鉴定,对这些建筑物中所出现的不符合要求和现行规范的进行登记和改进指导。其实在鉴定过程中,一般涉及到两个方面的内容,第一,建筑物的整体结构满足没满足以上规范中的抗震要求,这主要涉及到建筑的结构方案、设防烈度等是否跟目前的规范相符。第二,建筑物中单个的构建满足没满足以上规范中的抗震要求,对这些构建的检测主要是通过水准仪、经纬仪、拔出仪、点荷仪、万向取芯机、原位轴压仪、裂缝显微镜、回弹仪、超声仪等仪器进行检测,对建筑物构建的却像和抗震强度进行评价,从而判断其性能。在对建筑物的抗震强度进行鉴定之后,根据鉴定结果设计出合理科学的加固方案[10]。其次,对已确定的加固方案,做进一步的细化。实地考察建筑物的整体抗震性能以及各部分损坏程度,绘制施工图纸,并对施工工艺、施工方法、施工用料、施工注意事项等提出具体的要求。尽量避免损伤原构件,以防止加固过程中对原有结构造成新的破坏[11]。最后,根据已绘制好的图纸、已准备好的建筑材料进行施工。施工要严格根据抗震加固的方案进行,根据图纸严格施工中用料控制,保证施工的整个进程在根据图纸要求的同时,又根据建筑物的实际情况进行必要的调整,适时修改加固的方案,完善加固的技术设计,保证建筑物的抗震效果能够达到需要。

3.4 钢筋混凝土抗震加固技术

3.4.1 传统抗震加固技术

(1)增大截面法,又称外包混凝土加固法,通过在原混凝土构件外,叠浇新的钢筋混凝土,增大结构构件截面面积及配筋,达到提高结构的承载力和刚度的目的;加大截面法适用于混凝土柱、板、梁等结构构件。这样有助于扩大地震震动时力的承受面积,最大程度的减少震动对建筑物的损害。

(2)外包钢加固法,是在加固构件四周包以角钢,从而提高构件承载力的一种加固方法,分干式外包钢和湿式外包钢两种形式。干式外包法,是指角钢直接包于被加固构件的四周,或虽然填塞有水泥砂浆,但不能保证结合面有效地传递剪力;湿式外包法,是指在角钢和被加固构件之间留有一定的间隙,间隙用乳胶水泥砂浆或注入结构胶填实。该方法可以在几乎不改变构件截面尺寸的情况下显著提高构件的承载力、增大延性和刚度。外包钢加固法适用于混凝土柱、梁等。

(3)调整受力体系的建筑物加固技术,其主要是利用钢支撑、混凝土抗震墙等抗侧力构件将发生地震时建筑物结构所形成的受力结构进行改变,目的是将地震发生后的大部分作用力转移到钢支撑或者抗震墙上,使建筑物原构件承受非常小的地震冲击力,以达到加固的目的 [13]。

(4)粘钢加固技术。粘钢加固技术主要是指通过结构胶或者粘结剂在混凝土结构的表明粘贴薄钢板,从而让混凝土跟钢板一起发挥作用,共同承受地震冲击力。这种加固技术一般应用于抗剪和抗弯承载力结构的加固。

(5)其他加固技术。其他加固技术主要有剪力墙技术和增设支撑体系技术等等,主要是使整个建筑结构变得更加具有刚度,以增强其抗震强度。

3.4.2 抗震加固新技术

抗震加固技术主要包括以下三种:

第一,基础隔震技术。基础隔震技术主要是指在建筑基础和建筑上部结构间安装系统的隔震装置,从而对地震所释放的能量进行阻隔,防止其向上传递,以预防对建筑上部结构造成损坏。基础隔震技术的具体执行主要表现在混合隔震技术、支撑式摆动隔震技术、滚轴和滚珠隔震技术、摩擦滑移隔震技术、叠层橡胶垫隔震技术等。目前,基础隔震技术在世界建筑中被广泛应用,其中美国加利福尼亚的著名建筑物“奥克兰市政大厅”在1989年旧金山7级地震严重受损后采取了基础隔震技术对其进行加固,到现在都矗立不倒。

第二,消能减震技术。消能减震技术主要是指在建筑物结构上设计许多阻尼器,利用阻尼器将地震所释放出来的巨大能量进行消耗,从而减少这些能量对建筑上部结构的冲击,以防止对建筑物产生破坏。消能减震技术中比较常用的阻尼器主要有:黏滞液体阻尼器、黏弹性阻尼器、摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器等等。效能减震技术在世界上也是一种应用比较广泛的技术,相对于基础隔震技术具有一定的优势,主要表现为:技术执行过程中基本上是无湿作业,对建筑的正常使用不产生任何影响;确保了建筑物的原貌,实现了抗震水平提高和使用功能改善的双重目标 。

第三,高强聚合物砂浆+高强不锈钢绞线加固技术,此技术是最近几年来新发展出来的建筑物加固抗震技术。其主要是通过之前编制好的不锈钢绞线进行张紧,用膨胀螺栓固定在被加固的混凝土构件表面,然后抹20~40 mm厚高强聚合物砂浆。其原理是通过高强聚合物砂浆与被加固构件混凝土面的黏合力,将被加固构件所受到的外荷载作用力,传给高强不锈钢绞线承担。此技术具有耐火和不生锈、超强度的优点,因此,在世界上开始被许多建筑设计师所青睐。其将来一定会被广泛应用于建筑建设之中。

4 结语

总而言之,该文结合如何加强刚接混凝土结构的抗震级别,分析了钢筋混凝土结构中进行抗震加固的基本原则,而且对日常常用的钢筋混凝土加固方法进行了简单的介绍,并探讨了抗震加固的特点以及需要注意的问题,为钢筋混凝土结构的抗震加固提出些许建议。可以说,当前随着地震的频发,我国正面临着严峻的抗震形式问题,据国家地震部局的分析显示,自2006年至2020年,我国大陆地区发生10次左右7级以上地震的可能性极大;其中,东部6级、西部7级的地震危险区共计有27个,覆盖着全国22个省、市。毫不夸张的说,我国多省市都面临着较为严峻的抗震形势问题,人民的生命财产面临着较大的安全隐患,多次地震的结果也表明,抗震性能较差的如果房屋、工程设施和设备,地震后必将对这些建筑物造成巨大的损害。当前,随着国民经济的发展,人们防震意识的增强,对建筑物防震性能增强的研究越来越多,防震的技术方法也是不断提高,对于抗震性能增强的方法已由传统的方法更新为日益现代化的抗震方法。钢筋混凝土结构抗震加固技术的应用对于提高建筑物的质量、保证建筑物免受地震的损害大有裨益。钢筋混凝土结构抗震技术避免了传统抗震结构中“硬碰硬”的设计方法,其技术更为简单、减震的机理更加明确、抗震的效果更好,更有助于保证建筑物的安全。我们有理由相信钢筋混凝土结构抗震技术的研究也会越来越多,该技术的应用将会更加成熟。

参考文献

[1] 徐泽平.浅谈地震与大坝安全[J].中国水利国际合作与科技网,2009(1).

[2] 张敏政.近年地震震害的几点启示[J].工程抗震,2001(1):11-15.

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[4] 胡聿贤.地震工程学[M].2版.地震出版社,2006.

[5] 吕西林.建筑结构加固设计[M].北京:科学出版社,2001.

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[7] 建筑结构补强加固技术编写组.建筑结构补强加固技术[M].北京:中国铁道出版社,1987.

[8] 张有才,段敬民.建筑物的检测、鉴定加固与改造[M].北京:冶金工业出版社,2001.

[9] 张富春.建筑物的鉴定加固与改造[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.

[10] 李美东,张海.房屋抗震加固方法初探[J].低温建筑技术,2008(4).

[11] 刘伟庆,薛彦涛.钢筋砼结构抗震加固技术研究[J].工程抗震,1996,9(3).

抗震技术论文范文第5篇

【关键字】房屋建筑;抗震;抗震设计

1前言

地震是地壳剧烈运动而产生的一种极具破坏性的自然现象。地震带指的是地震集中分布的地域。在地震带中震中密集分布,在地震带外地震中零散分布。通常地震带与地壳构造相联系。在地震带内的地震活动在时间分布上不均匀,各种地震活动性与所在地带地壳介质性质、地壳构造形式和地壳的构造运动强弱有关系。

我国处于世界两大地震带之间,地震发生频率较高,一旦发生地震,波及的范围也很广。据统计,1900年以来,中国死于地震的人数多于55万,在全球因地震灾害死亡人数中占到高达的53%的比例;1949年以来超过百次的破坏性地震袭击了我国22个省,造成了27万余人无辜丧生,这占全国各类灾害死亡人数的54%,因地震致灾的面积达到30多万平方公里,房屋倒塌数量达700万间之多。

地震不仅给人们带来巨大的财产损失和人身伤亡,也对国家的经济发展造成了不可估量的破坏。加强房屋建筑的抗震能力,虽不是阻止这种后果的唯一途径,但却是主要途径。我国房屋建筑主要有砌体结构、框架结构和钢筋混凝土剪力墙结构三种结构形式。每种结构的抗震效果各有千秋,不同的结构用于不同的建筑。

建筑构造学是一门研究建筑物的构成、各个组成部分组合原理与构造方法的学科。建筑结构是构成建筑物并为其使用功能提供应有的空间环境的支撑体,它承担着建筑物的风力撞击、重力、振动等作用下产生的各种荷载;同时还影响建筑构造、建筑整体造型和建筑经济的基本因素。为防止建筑物使用过程中受到各种自然因素和人为因素的影响与破坏,不得不研究像建筑防火、建筑防震建筑防爆、建筑防腐蚀、建筑防尘、建筑辐射防护、建筑屏蔽、地下室防水、变形缝等问题,并采取相应的安全措施。

2房屋建筑抗震技术

2.1隔震技术

隔震技术是目前国际上较为热门的抗震新技术,它是以将像隔震垫等隔震消能装置放置于结构物底部与基础之间,以此来将上部结构和基础隔开,从而达到改变结构的动力作用和结构的动力特性的目的,利于在地震发生时减轻结构物的地震反应。实践证明,很大的垂直承载力、很大的垂直压缩刚度、足够大的初始刚度和较小的水平变形刚度成为隔震技术抵可以抵抗风荷载与轻微地震的优势条件,而且它的耐用性比较好,使用寿命长。因此,这项技术适用于较为重要的像学校、医院、商场、科研机构以及重要的指挥职能单位的地层或多层建筑。

2.2消能减震技术

消能减震技术的原理是在建筑结构的某些部位(像节点、剪力墙、支撑、连接件或者连接缝等)设置消能原件,通过这些消能装置产生的摩擦非线性滞回变形耗能对地震能量进行耗散或吸收,从而减小了主体结构的水平与竖向地震反应,避免结构产生破坏、倒塌,达到减震抗震的效果。这项技术主要用于一些高层或超高层建筑。

以上两种是房屋建筑中常用的抗震技术,虽然它们可以大幅提高建筑的抗震性能,可是因为施工比较复杂因而难以合理把握,实际运用中还需要合理的房屋建筑设计和科学的施工,以此保证房屋建筑能具有优质的抗震性能。近些年来,随着科学技术的快速发展,一些新思想、新技术、新材料得到了应用,这极大地丰富了增强房屋建筑抗震性能的方法,提高了构件的极限荷载能力,减轻了结构自身重量,有效地减轻了地震带来的灾害。

3增强房屋建筑的抗震性能

3.1合理设计房屋建筑

房屋设计单位须按抗震设防要求以及工程建设强制性标准对房屋建筑进行必要的抗震设计,并对设计的质量和提交的施工图设计文件的准确性负责任。房屋建筑设计应当遵循:(1)房屋建设的场地选择应当选择坚硬的场地,避开地震时有可能会发生地基失效的松软场地;(2)对抗震原则加以综合运用,将刚度、承载力和延性作为主导目标,多道防线刚柔结合,以便使得结构具有多道支撑和抗水平力,同时要保证结构体型简单,结构的受力及传力途径直接,使得整体结构与结构构件共同作用;(3)在设计中应力求使由地基传入结构的振动能量最小,保证结构具备足够的承载能力、外延能力和耗能能力,并使结构能减少地震作用下的位移与扭转刚度;(4)为避免突然发生变化,在结构布置中须力求刚度、质量、延性和几何尺寸等对称、规整、均匀;(5)房屋设计中应增加结构抗火设计,与此同时,基础和地基的设计也需充分考虑地基变形可能对房屋安全的影响,这样可以最大限度的防范因地震引起的次生灾害以及地质灾害,更好地保护人民及社会的利益。

3.2依照设计文件正确施工

只有高质量的施工才能将合理的抗震设计转换为真正能够抗御地震的建筑。若要提高建筑工程的抗震性能需要将抗震设计和施工同样重视,把好双关。有关审查单位在对施工图进行审查时需要将房屋建筑的抗震设防当做专项审查内容,对其质量负责。建设公司、施工单位应当严格按照施工图,选择符合标准的材料,结构配件及设备。相关施工单位需要按照施工图设计文件以及工程建设强制性标准来进行施工,要对施工质量负责。所有相关工程监理单位需要按照施工图设计文件以及工程建设强制性标准来实施监理职责,对施工质量承担应有的监理责任。

3.3对已有的房屋加固

对已有的房屋建筑进行加固改造,也是一种增强房屋建筑抗震效果的比较好的手段。木结构房屋的抗震加固需要根据实际情况进行,采用减轻屋顶重力、加固构件之间的连接、加固木构件、砌砖抗震墙、加强柱间支撑等一些措施;土石墙房屋的加固应根据需要来加固墙体、增强墙体间连接、减轻屋盖重力;多层砌体结构加固可根据需要采用拆砌抗震墙、增设抗震墙、修补灌浆、在外加柱加固、板墙或面层加固、增设支撑加固、设置钢拉杆、长锚杆、对柱和墙采取现浇钢筋混凝土套加固、增设圈梁和构造柱等方法;多层钢筋混凝土结构的加固可以根据需要采用单向框架加固为双向,加强楼、屋盖整体性并增设抗震支撑、抗震墙等构件的方法;框架梁柱根据需要使用钢构套、现浇钢筋混凝土套加固、贴钢板加固、翼墙加固、增设钢筋混凝土抗震墙等措施。

近几十年来,我国对房屋建筑的加固,除了那些已知的传统方法,还开发应用了像高强钢绞线、碳纤维布、高强结构胶、聚合物砂浆这样的材料及预应力技术,这使得我国的建筑加固技术达到国际先进水平。

4小结

综上所述,目前我国在房屋建筑的抗震设计方面面临着两个主要的工作:其一是尽快在建筑设计上提高抗震设防标准,加大抗震技术方面的研究投入,积极推广并应用先进可靠地抗震技术;其二是针对一些已有的建筑物,组织相关的机构展开全面彻底的抗震检查,对全国范围内有抗震隐患的建筑物加以加固或改造。不能再让像唐山地震和汶川地震这样的悲剧重演。尽管现有的科技条件下,所有国家都无法避免地震这样的灾害,但是采取必要的抗震措施还是有助于将灾害带来的灾难降到尽量低,因此,房屋建筑抗震设计技术的研究与应用任重而道远。

【参考文献】