雷博涵
摘要:建國(guó)以來,從唐山大地震到汶川大地震,提高建筑物抗震性能越來越受到當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)者以及普通民眾的重視,相應(yīng)的我國(guó)也對(duì)建筑工程抗震設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)苛的技術(shù)要求,這在相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)上都有明確的指示。隨著材料科學(xué)以及地震學(xué)的不斷研究,應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計(jì)的新型技術(shù)越來越多,進(jìn)而使得我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)有了極大的改善和提升。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循建筑設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),不斷研究新型的抗震設(shè)計(jì)原理,盡全力保證建筑物在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)的穩(wěn)定性和安全性,為人們?nèi)罕姷纳拓?cái)產(chǎn)安全作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞:建筑場(chǎng)地類別;剪切波速;覆蓋層厚度
引言
在進(jìn)行巖土工程勘察中,建筑抗震場(chǎng)地類別劃分是一項(xiàng)重要任務(wù)。建筑場(chǎng)地類別在一些特殊的地質(zhì)條件下,如場(chǎng)地范圍較大,巖土層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,橫向和垂向變化較大,可能較難劃分,結(jié)果會(huì)有爭(zhēng)議。如果不能準(zhǔn)確地劃分場(chǎng)地類別,可能會(huì)引起抗震安全隱患或者浪費(fèi)建設(shè)開支。
1場(chǎng)地類別劃分應(yīng)考慮的因素
1.1覆蓋層厚度
覆蓋層厚度的判斷直接關(guān)系到場(chǎng)地類別的劃分,本文第二章節(jié)已經(jīng)列出其定義,但是在實(shí)際工作中,仍然有復(fù)雜的地質(zhì)出現(xiàn),對(duì)覆蓋層的厚度判斷有分歧,例如在波速大于500m/s的巖石中存在軟弱夾層,這種情況在泥質(zhì)粉砂巖中
會(huì)容易遇到,這就會(huì)難以判讀覆蓋層厚度。
1.2剪切波速
根據(jù)規(guī)范,剪切波速小于150m/s的土體為軟弱土,波速大于500m/s的巖土體作為基巖,波速的大小和覆蓋層的厚度決定了場(chǎng)地土類別的劃分依據(jù)。有時(shí)候建筑場(chǎng)地較小,僅根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)鉆孔揭露地質(zhì)情況可能不能準(zhǔn)確反映場(chǎng)地土的類別,例如附近存在較深的河溝、含有較深厚淤泥的池塘等情況。雖然場(chǎng)地內(nèi)土體可能為Ⅱ類,但是旁邊的池塘為Ⅲ類,綜合判斷時(shí)應(yīng)按Ⅲ類考慮。
1.3基礎(chǔ)埋深
根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案,有的項(xiàng)目設(shè)有地下室,需要開挖土方,挖深5m~10m;有的項(xiàng)目設(shè)計(jì)室外地坪標(biāo)高要高于現(xiàn)地面,需要填高3m~5m。因此因基礎(chǔ)埋深變化可能會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)地類別劃分的變化。池塘、淤泥、填土等經(jīng)過地基處理后土體會(huì)被壓實(shí),孔隙度和含水率會(huì)變小,覆蓋層等效剪切波速會(huì)變大,也可能會(huì)對(duì)場(chǎng)地土的類別判斷產(chǎn)生影響。
2抗震設(shè)計(jì)的重要性
2.1為人們?nèi)罕姷纳?cái)產(chǎn)保駕護(hù)航
現(xiàn)如今沒有任何技術(shù)和設(shè)備可以精確的預(yù)測(cè)地震發(fā)生的時(shí)間、強(qiáng)度和地點(diǎn),而地震災(zāi)害一旦發(fā)生必然給個(gè)人和社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,所以我們只能在減少地震損害方面做好應(yīng)對(duì)措施,這其中提高建筑物的抗震性能就是非常重要的一環(huán)。良好的抗震設(shè)計(jì)可以有效的提高建筑物在地震災(zāi)害中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,保證人們可以在地震發(fā)生時(shí)預(yù)留出足夠多的時(shí)間進(jìn)行逃生和避難,極大地降低了地震救援的危險(xiǎn)性以及相應(yīng)的救援難度,為人們?nèi)罕姷纳拓?cái)產(chǎn)安全上了一個(gè)保險(xiǎn),極大地提升了人們生活的安全性。
2.2是社會(huì)正向效應(yīng)的重要表現(xiàn)
建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)可以有效提高建筑物的使用壽命,并盡可能保證人們?nèi)罕娫谕话l(fā)的地震災(zāi)害中的生命和財(cái)產(chǎn)安全。國(guó)家投入巨量的抗震研究經(jīng)費(fèi),從側(cè)面表現(xiàn)出對(duì)人們?nèi)罕姷年P(guān)心和愛護(hù),對(duì)維持良好的社會(huì)秩序有著非常積極的意義,對(duì)現(xiàn)如今我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)具有非常積極的正向社會(huì)效應(yīng)。所以說,建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)不僅是為房屋建筑進(jìn)行了加固處理,更是對(duì)整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展有著非常重要的作用。
3中抗震設(shè)計(jì)所遵循的主要原則
3.1在建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該提高建筑物的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
人員在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,應(yīng)保障建筑結(jié)構(gòu)主體的承載能力、建筑構(gòu)件的剛度與整體建筑的穩(wěn)定性。此外,結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在建筑的抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循“強(qiáng)剪弱彎,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)建,強(qiáng)柱弱梁”的主要設(shè)計(jì)原則。另外,設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并與實(shí)際情況相互印證,判斷建筑中在地震災(zāi)害中較為薄弱部位,事先做好強(qiáng)化措施,例如:增加稱重墻柱的強(qiáng)度、提高結(jié)構(gòu)內(nèi)的配筋量,全面提高薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,進(jìn)而有效改善建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
3.2具備必要的強(qiáng)度和良好延性及多道設(shè)防原則
建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,是由多個(gè)指標(biāo)決定的。一般來說,將建筑的強(qiáng)度、剛度以及巖性,作為衡量結(jié)構(gòu)抗震能力的指標(biāo)。這意味著提高結(jié)構(gòu)體系的抗震能力,可以從三方面入手。即提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛性或者延伸性。這三者是缺一不可的,任何一個(gè)指標(biāo)不符合要求,都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震能力造成負(fù)面影響。例如,當(dāng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較為優(yōu)良,而延展性卻達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí),那么在發(fā)生地震時(shí),建筑結(jié)構(gòu)很容易因?yàn)榘l(fā)生局部斷裂而遭到損壞。同時(shí),如果建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較小,即使其延展性再好,在面臨地震時(shí),也會(huì)因?yàn)樾巫兂潭冗^大又無法恢復(fù)原狀,而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)坍塌的情況。因此,設(shè)計(jì)人員必須兼顧建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及延展性,意識(shí)到三者是同等重要的。
3抗震策略
從能量釋放的角度來考慮能量釋放結(jié)構(gòu)形式的抗震性能是從能量產(chǎn)生的角度考慮地震對(duì)建筑物群整體結(jié)構(gòu)的影響,以便更好地表達(dá)強(qiáng)烈的地震烈度,以及高頻段和基本結(jié)構(gòu)受損壞的影響很大。從能量的含混性和豐富性的角度來看,能量結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的抗震性仍處于評(píng)估的中間階段,仍然需要改進(jìn)獨(dú)特的能量設(shè)計(jì)方法,與能量有關(guān)的概念和損壞的模型,可以應(yīng)用于主要項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)是其中。建筑物整體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是仍然基于結(jié)構(gòu)整體性能的抗震設(shè)計(jì)。它要求新的培訓(xùn)任務(wù),而無需研究抗震結(jié)構(gòu)的能耗能力和性能。在適當(dāng)調(diào)整小地震的情況下,結(jié)構(gòu)抗震的總體性能是結(jié)構(gòu)擠壓變形和抗震的實(shí)際需求的結(jié)合。如果可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期目標(biāo)的總體水平,則設(shè)計(jì)構(gòu)件之間的橫截面形狀會(huì)強(qiáng)烈擠壓變形,從而促進(jìn)了結(jié)構(gòu)的變形和能量消耗能力超過預(yù)期和性能標(biāo)準(zhǔn)。在抗震設(shè)計(jì)匹配中,建筑物外墻的結(jié)構(gòu)平面和立面更加合理地布置,建筑物中建筑物的結(jié)構(gòu)布局符合中國(guó)建筑外墻抗震規(guī)范管理的明確要求。
結(jié)束語
地震災(zāi)害的發(fā)生是非預(yù)期性的,其發(fā)生的強(qiáng)度和時(shí)間都難以有效預(yù)測(cè),因而建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)從防范的角度出發(fā),提前做好防范準(zhǔn)備工作,確保工程開展的有效性,提升建筑穩(wěn)定性和安全性。
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