[科普中國(guó)]-抗震設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)介

抗震設(shè)計(jì)，對(duì)處于地震區(qū)的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一種專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足地震作用下工程結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)的綜合要求，一般包括抗震分析和抗震措施兩個(gè)方面?？拐鸱治鍪侵敢越Y(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，計(jì)算和分析結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的反應(yīng)?？拐鸫胧┌üこ炭傮w布置、結(jié)構(gòu)選型、地基基礎(chǔ)處理以及各種構(gòu)造措施。1

抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定廠房的平面布置廠房的平面布置，應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)整、平直，使整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與剛度分布均勻、對(duì)稱(chēng)，盡可能使質(zhì)量中心與剛度中心重合。具體應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)為了減少地震時(shí)廠房的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，宜在廠房?jī)啥藢?duì)稱(chēng)布置山墻，兩側(cè)縱墻剛度也應(yīng)均勻?qū)ΨQ(chēng)。

(2)與廠房貼建的房屋，應(yīng)沿廠房縱墻或山墻布置，不宜布置在廠房角部。

(3)當(dāng)廠房體形復(fù)雜或有貼建房屋時(shí)，如沿廠房縱向屋蓋高低錯(cuò)落，沿廠房橫向高跨與低跨剛度相差懸殊，廠房側(cè)邊貼建生活間等·宜設(shè)防震縫。其防震縫寬度，在廠房縱橫交接處可采用100～150mm，其他情況可采用50～90mm.

屋蓋系統(tǒng)(1)天窗架是突出屋面的承重和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，地震反應(yīng)較大。6～8度時(shí)，可采用矩形截面桿件的鋼筋混凝土天窗架。9度時(shí)，宜采用下沉式天窗。天窗屋蓋與端壁板宜采用輕型板材，天窗架宜從廠房單元端部第三柱之間開(kāi)始設(shè)置。

(2)廠房宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋架跨度大于24m或8度和9度時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用鋼屋架柱距為12m時(shí)，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土托架。

（3）廠房端部宜設(shè)屋架，不宜共用山墻承重。

柱及柱間支撐8度和9度時(shí)，廠房宜采用矩形、工字形截面柱或斜腹桿雙肢柱，不宜采用薄壁工字形柱、腹板開(kāi)孔工字形柱、頂制腹板的工字形柱和管柱柱底至室內(nèi)地坪以上500mm范圍內(nèi)和階形柱的上柱，宜采用矩形截面。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)廠房圍護(hù)墻宜采用輕質(zhì)墻板或鋼筋混凝土大型墻板，砌體圍護(hù)墻應(yīng)采用外貼式并與柱可靠拉結(jié)。外側(cè)柱距為12m時(shí)應(yīng)采用輕質(zhì)墻板或鋼筋混凝土大型墻板。2

國(guó)際最新抗震設(shè)計(jì)理念許多國(guó)家在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)方案中，已經(jīng)出現(xiàn)了新的結(jié)構(gòu)，如：美國(guó)紐約的42層高層建筑物，建在于基礎(chǔ)分離的98個(gè)橡膠彈簧上，日本的建在弧型鋼條上防地震建筑物，前蘇聯(lián)的建在與基礎(chǔ)分離的沙墊層上的建筑物，以及在中國(guó)已經(jīng)獲得了美國(guó)、中國(guó)和英國(guó)發(fā)明專(zhuān)利權(quán)的，剛?cè)嵝愿粽稹p震、消震建筑結(jié)構(gòu)與抗震低層樓房加層結(jié)構(gòu)，都十分成功的應(yīng)用于工程實(shí)踐中，都明顯的在建筑結(jié)構(gòu)體型上，改變了傳統(tǒng)的插入式剛箍捆住內(nèi)力（吸收地震能量）的結(jié)構(gòu)體系?？傊荚诮ㄖO(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)方面設(shè)法擺脫在地震災(zāi)害時(shí)，嚴(yán)重威脅著人們的生命安全的插入式剛箍捆住內(nèi)力的結(jié)構(gòu)體系。其實(shí)質(zhì)都反映了對(duì)“似地球?yàn)橄喈?dāng)好的慣性參考系”為指導(dǎo)理論，所制定的現(xiàn)行抗震硬抗、死抗地震打擊設(shè)計(jì)規(guī)范的動(dòng)搖，本質(zhì)上也是改變了建筑結(jié)構(gòu)受力體系，而不在似地球?yàn)榻^對(duì)靜止不動(dòng)的慣性參考系了。

彈性建筑。日本在東京建造了12座彈性建筑，經(jīng)里氏6．6級(jí)地震的考驗(yàn)，減災(zāi)效果顯著。這種彈性建筑物建在隔離體上，隔離體由分層橡膠、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，可減緩上下的顛簸。滾珠大樓美國(guó)硅谷興建了一座電子工廠大廈，采用一種抗震新法，即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(gè)建筑，縱橫交錯(cuò)的鋼梁把建筑物同地基緊緊地固定起來(lái)。發(fā)生地震時(shí)，富有彈性的鋼梁會(huì)自動(dòng)伸縮，于是大樓在滾珠上輕微地前后滑動(dòng)可以大大減弱地震的破壞力。彈簧大樓日本鹿島建筑部門(mén)發(fā)明了一種新的防震大樓營(yíng)造法：由彈簧把連著地基的基礎(chǔ)部分和建筑物主體分開(kāi)，讓建筑物主體處在一種能吸收地震和其他振動(dòng)沖擊的中介物上。無(wú)論地基怎樣搖晃，振動(dòng)能量傳到這種建筑物時(shí)也將減到原來(lái)的1/10。3

我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)總體來(lái)看，我國(guó)在抗震法律法規(guī)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)上做得比較充分。我國(guó)發(fā)布有《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》、《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃管理規(guī)定》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑物抗震設(shè)防分類(lèi)、責(zé)任劃歸、防災(zāi)規(guī)劃均有具體劃分。《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃管理規(guī)定》第八條規(guī)定：當(dāng)遭受多遇地震時(shí)，城市一般功能正常；當(dāng)遭受相當(dāng)于抗震設(shè)防烈度的地震時(shí)，城市一般功能及生命線系統(tǒng)基本正常，重要工礦企業(yè)能正常或者很快恢復(fù)生產(chǎn)；當(dāng)遭受罕遇地震時(shí)，城市功能不癱瘓，要害系統(tǒng)和生命線工程不遭受?chē)?yán)重破壞，不發(fā)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害。