我国高烈度地震区地震情况及建筑结构的性能设计(论文)

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建筑工程技术与设计
工程技术
2015 年 6 月中 ·69·
土建施工中的混凝土施工技术浅谈
苑春胜 (山东天柱建设监理咨询有限公司 252000)
【摘要】混凝土施工技术是土建项目工程的重要核心内容,混 凝土施工技术水平的高低,直接影响着市政建设项目的整体施工 质量。本文笔者对土建施工中的混凝土施工技术进行了分析和探 讨。
很难做到可靠牢固,当承重结构承载力不足时,预制板必然掉落。
2.2.4 建筑造型不规则,刚度突变或者楼板不连续等。 2.2.5 其他原因:如伸缩缝、沉降缝、抗震缝间距过小造成碰 撞破坏;阁楼、突出构架等,鞭稍效应严重,破坏很大等。
三、结构的性能设计 我国地震区域不少,历次地震的情况和灾害研究都推进了减
2.2.1 中、小学教学楼倒塌严重。教学楼特点为单跨、大开间、 跨度大且长悬臂走廊阳台,结构特点为抗震防线少,纵横两个方
向刚度不均匀,地震扭转效应明显,抗震性能差。
2.2.2 砖混结构、底部框架结构易发生整体垮塌,或者上部破 坏。砖砌体结构延性和整体性都相对差,地震中受到的冲击大。
2.2.3 采用预制板装配式或装配整体式楼盖屋盖局部或者整体 垮塌。预制板本身没有问题,但预制板与支承墙或梁之间的连接
一、我国高烈度地震区地震灾害常识 根据地面及房屋等建 ( 构 ) 筑物受地震破坏的程度,我国将 地震烈度划分为 12 度。地震烈度的划分如下:3 度:少数人有感, 仪器能记录到;4-5 度:睡觉的人会惊醒,吊灯摆动;6 度:器皿 倾倒,房屋轻微损坏;7-8 度:房屋破坏,地面裂缝;9-10 度:桥 梁、水坝损坏、房屋倒塌,地面破坏严重;11-12 度:毁灭性的破 坏。7 度以上为高烈度。 《国家防震减灾规划 (2006~2020 年 )》中写到,中国是世界 上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一。中国占全球陆
二、我国历次大地震及震害情况 2.1 选录我国历史中大地震及损失 1976 年河北唐山地震。7.8 级,是中国历史上一次罕见的城 市地震灾害。地震破坏范围超过 3 万平方公里,共造成 24.2 万人 死亡,16.4 万人受重伤;毁坏公产房屋 1479 万平方米,倒塌民房 530 万间;直接经济损失高达到 54 亿元。 1985 年新疆乌恰地震。7.4 级,造成房屋倒塌 3 万余间,67 人死亡,200 人受伤。 1996 年云南丽江地震。7.0 级,人员伤亡人数为 17221 人, 其中 309 人丧生,3925 人重伤,房屋倒塌 35 万多间,损坏 60.9 万多间,直接经济损失达 40 多亿人民币。 2008 年四川汶川地震。8.0 级,是中国一九四九年以来破坏 性最强、波及范围最大的一次地震,直接严重受灾地区达 10 万 平方公里,地震造成遇难人数 69229 人,受伤 374643 人,失踪 17923 人,直接经济损失 8451 亿元人民币。 2013 年四川雅安地震。7.0 级,震中龙门乡 99% 以上房屋垮塌, 造成 196 人死亡。 2.2 震害情况 以汶川地震为例子,统计大地震下建筑震害的情况,如下:
别是在最后的卸料环节,要控制好混凝土的温度;这一系列的工 作都将对混凝土的质量产生影响,因此,整个搅拌过程中,要求 施工人员必须具有精细、准确、严谨的工作态度,认真按要求完 成每道工序。
3. 混凝土的浇灌 对竖向的施工结构来说,要想确保施工质量,要特别重视以 下几个方面的问题;第一,要用水泥砂浆在竖向建筑的底端进行 填充,将厚度保持在五厘米到十厘米之间;第二是要及时解决建 筑过程中出现的离析现象;第三是在混凝土浇灌过程中,如果模 板的高度超过了三米,那么应该在施工中采取具体的措施来确保 混凝土的施工质量,尽可能地避免混凝土出现下滑。比如说通过 由外向内的方式,连续性地浇灌墙体和柱体,减少模板承受的压力; 在完成浇筑工作后,要给予它两个小时的时间用来完成混凝土初 凝工作;当混凝土具有一定的强度之后,再进行接下来的梁板施工; 第四在混凝土浇灌中要注意好时间的控制,包括各道工序持续的 时间,还要提前对模板、预埋件、支架等进行检查。 4. 混凝土的振捣 在进行混凝土振捣工作时,一定要注意工作的连续性,并控 制好振捣面的沉落情况,以尽量避免出现过振的现象。如果在施 工中使用的是插入式的振动器,要在对振捣范围进行控制的基础 上,按照一定间距完成振捣工作,一般情况下振捣器的直径应该 控制在 3 倍范围之中。除此之外,混凝土施工中常用的振捣方式 就是行列式以及交错式。 5. 混凝土的后期养护 混凝土的后期养护措施主要有以下几种,第一种是太阳能养 护;第二种是构建加热养护法;第三种是通过养护剂来对混凝土 进行保护。混凝土的后期养护工作的理论依据,就是控制好混凝 土表面的温度,避免内外产生较大的温差而发生裂缝。在进行混 凝土的施工后期保养中,一定要特别注意及时关注混凝土的即时 固化状况,切忌在混凝土尚未完全固化前拆卸夹板、护套等配套 设施,并且在夜间温度较低的地区进行施工的混凝土作业面,有 条件的话可以进行一定的加热保温处理,或者至少在施工前期混 凝土的搅拌中添加一定的盐以降低水的冰点,从而保证混凝土能 够在固化过程中不受到低温的侵害。至于施工作业后出现的强降 雨、大风等恶劣自然天气,如果条件充足可以对混凝土施工作业 表面进行一定的遮挡,以保证其能够按照施工设计要求固化成一 个整体。 结语 混凝土施工工程包含多项复杂工序,也包含了多项施工技术 要点,只有帮助相关工作人员树立正确的施工质量控制和管理意 识,不断提高他们的施工技术水平和专业能力,加强混凝土施工 过程中的技术要素,才能最终确保混凝土施工环节的施工质量, 保障建设项目工程质量。为了真正发挥混凝土施工技术的功能性, 需要对混凝土施工过程中的相关技术要点、技术优化策略、施工 质量管理控制措施做出研究和调整。
如何具体在设计上实现上面的要求呢?我国目前的设计要பைடு நூலகம் 实现“三水准两阶段”,前面上的三个层次,就是通俗说的“三水准”, 其要求用“两阶段”设计来保证。
第一阶段为结构设计计算阶段,主要任务是承载能力计算和 一系列基本抗震构造措施设计。确定结构方案和结构布置,用小 震作用计算结构弹性位移和构件的内力,并用极限状态法设计各 构件(譬如确定配筋或者确定型钢类型),同时进行结构的抗震 变形验算,按照延性和耗能要求,采用相应的构造措施。这样就 基本可以做到保证前面所说的“三水准”中的前两个水准:小震 不坏,中震可修。
第二阶段为验算阶段,主要对抗震有特殊要求或者对地震特 别敏感、存在大震作用时容易发生灾害的薄弱部位进行弹塑性变 形验算,要求其值在避免结构发生倒塌的范围内。如果层间位移 超过允许值,认为结构可能发生严重破坏或者倒塌,则需要对薄 弱部位采取必要的措施,直到满足要求为止。
通过计算和构造措施,通过弹性阶段的设计计算和塑性阶段 的验算,实现“小震不坏,中震可修、大震不倒”的抗震要求。
3.2 尽量减少使用砖混的结构方案,避免使用预制楼板 砖混建筑物的特点就是经济,建造快速,施工技术简单,而 在我国比较贫困的地区频繁使用。砖混建筑的最大弱点是整体性 差,抗震性能弱。特别是教学楼。由于开间大,窗户大,因而墙 体面积少。特别是低层教学楼多采用砖混结构,一般采用单面外 廊设计,外廊多由柱子支撑。尽管加入了混凝土的构造柱和圈梁, 但在砌体结构中,墙体仍然是主要的受力构件,构造柱和圈梁只 是作为一种抗震措施,起到约束墙体,提高房屋整体性的作用。 当发生大地震时,一旦墙体破坏,构造柱和圈梁不能独立撑起楼板。 因此,砌体结构不适宜教学楼这种需要大空间,大窗户的特殊建 筑。教学楼宜采用框架结构,这样既满足大空间,大窗户的要求, 又提高抗震性能,只是框架宜采用三排柱布置、外廊设一排柱增 强稳定性和安全性。若教学楼结构体系在不严重影响使用功能的 情况下,采用框剪结构更合理,增大抗侧刚度,在地震作用下位 移较小。对幼儿园、小学低层教学楼、敬老院、福利院、残疾学 校等自救能力较弱人群,应不折不扣按建筑工程抗震设计分类标 准乙类执行。 预制楼板,在唐山地震发生后,就被称为“棺材板”,应避 免使用,甚至全面取消。预制板本身没有问题,但预制板与支承 墙或梁之间的连接很难做到可靠牢固,当承重结构承载力不足时, 预制板必然掉落。使用现浇楼板好处很多,跟墙梁等承重构件一 起浇捣,得到可靠连接,同时在一定程度上起到框架梁翼缘的作用, 提高整个结构的抗震性能。 3.3 建筑造型应满足抗震安全需要 3.3.1 对建筑的各方面参数进行审核和调整:
3.3.2 抗震缝的宽度在现行的《抗震规范》中有规定,应严格 按照规范的条文执行,不该为了追求美观而减小宽度。同时,对 于高烈度地区,缝两侧还应该设置抗撞墙,并要求施工单位在结 构施工完毕后,及时清理缝内模板和垃圾等,保证缝内无障碍物, 真正起到抗震缝的作用。
3.3.3 阁楼、突出造型的鞭稍效应大,应尽量避免。高烈度地 震区建筑造型应满足抗震安全需要,不能主次倒置,置安全于不顾, 一味追求新、奇、异。建筑体型力求简单、重量、刚度对称和均
个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发
生严重次生灾害的建筑。乙类建筑应属于地震时使用功能不能中
断或者需要尽快恢复的建筑,丙类建筑应属于除甲乙丁以外的建
筑,丁类建筑属于次要建筑。 《建筑工程抗震设防分类标准》对学校建筑的抗震要求如下:
教育建筑中,人数较多的幼儿园、小学的低层教学楼,抗震设防 类别应划为乙类。
地面积的 7%,但 20 世纪全球大陆 35% 的 7.0 级以上地震发生在 中国。中国大陆大部分地区位于地震烈度 6 度以上区域;50% 的 国土面积位于 7 度以上的地震高烈度区域,包括 23 个省会城市和 2/3 的百万人口以上的大城市。20 世纪全球因地震死亡 120 万人, 中国占 59 万人,居各国之首。
形能力的综合考虑,有针对性也有灵活性。既可以针对整个结构,
也可以对某些部位或关键构件,在承载力及变形能力间寻求平衡
点。《抗震规范》规定了“三水准的设防目标”的性能指标:小
震不坏、中震可修、大震不倒。
3.1 严格执行规范的要求,“大震不倒”是建筑里结构措施的 重要使命
我国《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2004)中, 将建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类和丁类四
【关键词】土建,混凝土,施工,技术
前言 在当代建筑工程施工中,混凝土施工技术是应用比较广泛的 施工技术,也是建筑行业得到快速发展的技术保障。在建筑项目中, 混凝土施工要包含很多的项目,因此,对其施工技术进行分析非 常必要。 一、土建工程施工技术的创新 1. 土建工程施工中的生态技术 当前,人们的环保意识逐渐增强,在追求经济快速发展的同 时越来越关注环境保护,越来越重视人和环境的和谐相处。生态 技术是未来土建工程发展的必然要求,它是实现人与自然和谐相 处的重要途径。随着建筑行业的快速发展以及城市化进程的加快, 许多原本闲置的土地,被逐渐开发利用,这些建筑工程项目的顺 利完成,会一定程度上对周围的自然环境产生不利的影响,影响 生态平衡,为了最大程度上实现环境效益和经济效益的完美结合, 生态技术至关重要;未来建筑行业的发展,生态环境必将与现代 化发展拥有同等重要的地位,这是保护人类生存家园、减少自然 灾害的有效措施。除了切实落实生态技术之外,还应该考虑到施 工环境的特殊性和建筑物的整体特性,同时也要考虑到施工技术 需要适应外界自然环境,并尽可能地与自然环境相互促进,借此 延长建筑物的使用寿命,这就需要在建筑选材中,做好设计和规划。 2. 土建工程施工中的数字化技术 当前社会,人们生活水平不断提高,对建筑物的要求也越来 越高,仅仅满足使用需求已经远远不能达到人们对现代化建筑的 要求。因此,将建筑物中融入现代科学文化甚至是独特的民族特 色将受到人们的欢迎。由于建筑物长期处在外界环境中,受到的 地质、气候以及环境的影响较大,这就给建筑物的多样性提出了 更高的要求,数字化技术的投入使用,可以提前通过计算机网络 技术,设计出别样的三维立体效果图,以直观、明显的方式呈现 出个性化的设计。由于该项技术对工作人员的专业程度要求较高, 因此需要建筑行业关注数字化技术人才的培养,尽可能在不远的 未来普及信息数字化设计途径。 二、土建工程施工中混凝土技术的探讨 1. 混凝土材料的配比 混凝土由于自身具备的优点,是目前建筑行业中应用最广泛 的建筑材料之一,在土建工程中涉及到的混凝土施工,需要在选 材上进行精细的检测,还需要严格的配比试验才能确定,它将直 接决定了建筑物的安全性和使用性能,因此这是一项非常重要的 工作;同时在施工过程中,还要根据不同建筑物的用途对选材进 行限制,或者是要求材料能耐高温、或者是要求材料具有一定的 抗震性能。 2. 混凝土的搅拌 混凝土的搅拌工作,是混凝土投入施工的一个重要环节,搅 拌效果的好坏会对建筑物的质量有很大的影响,因此要特别注意 以下几点,首先,在进入搅拌环节之前,要确定材料性能是否符 合要求,并对计量工作进行严格的控制;其次,就是对搅拌设备 的检查,看其是否符合相关要求;最后,就是在搅拌过程中要按 照不同材料的投放顺利依次放入,并且还要把握好搅拌时间,特
震理论成果。新抗震规范《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010 及 新高规《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010 都有提出结 构抗震性能设计。性能设计是结构抗震设计的精华所在,房屋的
重要性及使用功能的不同,结构或结构部位及结构构件的抗震设
防目标也不完全相同。建筑的抗震性能设计,立足于承载力和变
·288· 2015 年 6 月中
建筑设计
建筑工程技术与设计
我国高烈度地震区地震情况及建筑结构的性能设计
刘丹 (广东博意建筑设计院有限公司)
【摘要】中国是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国 家之一,历次的地震对我国都造成了严重的人身财产损失,建筑
结构设计上应把握好减震设计要点。
【关键词】高烈度;地震灾害;结构性能设计
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