地震是一种随机性振动

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地震是一种随机性振动,它有着难以把握的复杂性和不确定性,人类还不能准确预测,也不能完全把握和测算建筑物在遭遇地震的特性和参数。在结构内力分布方面由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等各种因素也存在不确定性。由于建筑抗震理论还没完善,单靠计算很难确保房屋具有足够的抗震可靠度,因此着眼于提高建筑总体抗震能力的概念设计不失为一种理性选择。

在设计时把握好能量输入、房屋形状、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面,从根本上消除结构中的抗震薄弱环节再辅以必要的计算和构造措施提高建筑物抗震性能和足够的抗震可靠度。

我国处在敏感的地震带上,地震是多发性的,所以千万不能掉以轻心更不能抱侥幸态度。国家根据建筑物的重要性划分为甲乙丙丁类建筑和不同的设防烈度。不过我认为只要有人居住和活动的建筑物都是需要抗震的,做到“小震不坏,中震可修,大震不倒。”建筑从6度开始设防。如果实际地震作用超出设计地震设防烈度,那么抗震设计完全失效,所以有时节约反而是一种浪费。有时楼内仪器设备价值超过建筑本身造价,人的生命是宝贵的,所以必须以良好的抗震设计来保护生命和财产的安全。

避开抗震危险地段如断层地带、陡峭山区、丘陵地区、废弃的矿区、河岸、海边、液化土、软土和其它不利的地形。

传统的抗震设计是依靠结构构件延性来耗散地震能量,但任何事都有它的两面性。当结构遭遇地震时结构构件在利用它的延性和自身变形来耗散地震能量的同时构件本身也因过量变形而遭到破坏。新的抗震概念是把结构负担重力之荷载功能与耗散能量的功能分开,让结构主

要承担重力竖向荷载,而地震能量由安装到结构上的特殊耗能装置来

吸收,这样既能减少结构的侧移又能保护构件免于破坏。基础隔震可

以将上部结构的地震作用数值控制在某一限度内可以减少震害,但其

理论、材料和元件有待于开发和完善。

国内外多次震例表明,房屋体型不规则,平面是凸出凹进,立面上高

低错落的时尚建筑,美者美矣,但破坏严重。而房屋体型简单整齐规

则虽然其貌不扬但震害较轻。我们购房时也不要被这些花哨的建筑所

迷惑。我们应该选择那种平面简单规则对称,立面变化均匀,房屋高

度合适,高宽比小,基础埋置深的房子。还有一个小窍门就是你沿途

观察正在施工的房屋,如果刚绑扎好的竖向钢筋东倒西歪,基本断定

它的配筋又稀又细,如果配筋合理的竖向钢筋绑扎完后应该是挺拔地

立在那里。

结构平面布置要对称、合理,结构竖向要等强,各楼层屈服强度系数

要大致相等,避免出现柔弱底层,承力竖向构件不得中断和突变,同

一楼层避免长短柱并存。高层建筑的刚性结构方案要优于柔性结构方案,理由是采用柔性结构方案的高楼由于地震时产生层间侧移,不但

主体破坏重,非结构部件也大量遭到破坏,而刚性结构方案承载力和

变形方面更符合要求。要增加结构超静定次数,因为结构超静定次数

愈多,在侧力作用下出现的塑性铰就愈多,变成机动构架的制约环节

就愈多,过程愈长,吸收和耗散地震能量就愈多,抗震可靠度就愈高。

屋顶小塔楼有鞭梢效应,其平面尺寸和楼层抗推刚度均比主楼结构要

小得多,在地震作用下发生振动放大效应和振动加速度,塔楼还会因

楼层刚度的突然减少产生塑性变形集中效应,进一步加大塔楼层在地

震作用下产生的侧移。设计者对塔楼的设计也要引起足够的重视,不

能因其小而忽视它。

钢筋的选择对抗震有很大影响。目前三级钢和新三级钢这些高强钢筋

的应用已很普遍,虽然有节约钢材控制造价,但对抗震是不利的,应

慎用。因为它缺少试验数据以证明它有足够的延性,所以不宜在地震

区使用。另外钢筋的极限强度不应低于其屈服强度的1.15倍,钢筋的

延伸率不应低于6%,不能采用冷加工钢筋,还应检验钢筋的抗脆性能、弯曲应变和可焊性。

由著名的地震专家NEWMARK设计,于1956年建造的181M42层拉

美洲大厦经三次墨西哥8级以上的大地震的考验几无损坏堪称奇迹,

而1976年我国唐山大地震房屋几乎全部倒塌,可见在地震设计领域我

国与外国的差距。

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