摘要:针对建筑的抗震问题进行了阐述。
关键词:建筑;抗震;措施
我国四川省汶川县“5.12地震”的发生,对人民生命财产所造成的损失惨重,不可估量,让中国震惊!让世界震惊!
随着对地震研究的深入,地震作为对房屋产生破坏作用的自然现象之一,已经越来越引起人们的重视。建筑的抗震设计虽然可能增加土建造价和施工难度,但对提高房屋的生存能力、保证国家财产和使用者的生命安全意义重大,此次5.12就是一例,必须引起足够的重视。对按照抗震要求设计的建筑物,建设单位认为设计保守,工程造价高,而施工单位则认为施工难度大,施工工期长。他们都认为哈尔滨市历史上从来没有发生过地震,抗震设防没有用,是浪费。通过5.12地震进一步说明了这种想法要坚决杜绝,建筑抗震问题是关系民生的重大问题,要引起足够的重视。
1地震给我国人民造成的巨大灾害
20世纪70年代,是近代世界上地震灾害较大的十年。这几年中日本发生14次地震,死亡129人;美国发生12次地震,死亡66人;而中国10次地震,死亡人数却为26.3万人,占全世界死于地震灾害总人数41.29万的63.7%。我国建国以来至1989年之间,造成严重破坏的7级以上强震13次,受灾面积达18.42万平方公里,死亡人数达49万多人,震毁房屋831万多间,造成经济损失约320多亿元。上述一系列数字,充分证明了我国早期受经济条件限制,对地震危害认识不足,导致建筑抗震能力低,震害损失大。此次5.12地震灾害更充分说明了这一点。
2我国抗震设计目标
我国现在执行的《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)(以下简称《规范》)中,第一条就指出我国抗震设计的目标是:减轻建筑物的地震破坏,避免人员死亡,减少经济损失。在考虑国家经济力量可以承受的前提下,确定了三水准设计要求;第一水准是当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震的影响时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用;第二水准是当遭受强度达到本地区设防烈度地震的影响时,可能损坏,但经一般修理或不需修理仍可继续使用;第三水准是当遭受高于本地区设防烈度预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。即通常所说的小震不坏,设防烈度可修,大震不倒。其中设防烈度是指按国家批准权限审定作为一个地区抗震设防依据的地震烈度,一般情况可采用中国地震烈度区划图标明的地震烈度。人们常常对地震烈度,与地震震级这两个概念划分不清。地震震级是指划分地震震源放出的能量大小的等级。释放能量越大,地震震级也越大,地震震级分为九级。五级以上的地震就会造成破坏。而地震烈度是指地震放生后在地面上造成的影响或破坏的程度。地震烈度分为十二度,其强弱与地震震源深度和地质构造情况有关,如1976年唐山发生的大地震,地震震级为7.8级,而地震烈度则为8度。一般未经抗震设计的房屋,通常从6度起开始破坏,到11度时全部倒塌。所以《规范》规定,按6度设防的建筑物仅考虑构造措施;按7度及7度以上设防的建筑物要进行抗震计算。
36度地区采用构造柱措施设防
目前本地区一般居民用建筑适用最广泛的结构形式是砌体结构。哈尔滨市又是6度设防区,我们工作中遇到最多的就是6度区砌体房屋。对于多层砌体房屋来说,设防目标是防止在大地震发生时建筑物突然倒塌。主要是通过对型体控制和构造措施来保证。
在型体上,限制建筑高度是最经济的抗震措施之一。《规范》规定,粘土砖砌体房屋总高度限制在24m之内,层数限制在8层以下。近年来,有些地区建造的房屋虽未超过高度限制,但房屋进深方向尺寸较小,形成极为不利的抗震体型。因此,砌体结构房屋应结合《规范》规定的房屋最大高宽比为2.5的要求,以保证房屋的整体稳定性,减轻弯曲造成的破坏。
在结构上,主要采用以下三方面措施来保证:
3.1设置现浇圈梁
装配式钢筋混凝土砖砌体建筑横墙承重时,外墙及内纵横墙在隔层。
楼盖及屋盖处设置圈梁;纵墙承重时,每层均应设置圈梁。多次地震调查证实,圈梁是砖墙承重房屋的一种经济有效的抗震措施。圈梁可以增强房屋的整体性,限制墙体斜裂缝的开展和延伸,减轻地震时地基不均匀沉降对房屋的影响。
3.2设置构造柱
构造柱可以被视为竖向圈梁,6度地区6~8层房屋,在外墙四角,错层部位横墙与外纵墙交接处,隔开间隔墙与外墙交接处,山墙与内纵墙交接处均应设置构造柱。通过试验和对震害分析得出,带结构柱的墙体或房屋在墙体开裂以后以其塑性变形和滑移及摩擦来消耗地震能量。特别是构造柱在限制破碎墙体位移方面具有突出的作用。只要构造柱的主筋不全部断裂,墙体被约束在其自身的平面内滑移,摩擦作用继续存在,此时墙体仍能承担竖向压力和一定的水平地震力,达到裂而不倒的目的。当圈梁与构造柱连接时,可共同形成砖墙的边框,固住开裂的墙体,阻止裂缝的进一步发展,现在开裂后块体错位,使砖墙的竖向承载力不至大幅度地下滑,从而防止砖墙的倒塌。为此,要严格按要求处理好构造柱与圈梁的连接处。
3.3加强墙体与楼盖(屋盖)连接措施
地震发生时,由于沿房屋纵、横墙地面作用的结果,转角处两个墙面常出现斜裂缝,内外墙体拉开,严重的时候外墙鼓出塌落。所以,要求在砌墙时,除放坡留槎外,还应沿墙高每500mm配置2φ6拉结钢筋,并每边深入墙内不少于1m长。楼盖(屋盖)支承长度不宜小于120mm,防止楼板由于支承长度不足,导致地震时楼板与墙体拉开,甚至楼板塌落的现象发生。
综上所述,我们必须严格按照《规范》要求,根据建筑物型体,采取与之相应的构造措施,来保证建筑的抗震能力。
46度地区抗震设防经济造价是否过高
根据笔者接触过的几栋综合住宅楼初步试算,按6度设防仅考虑构造措施增加的费用,一般不超过土建造价的2%左右。以构造柱为例:构造柱截面24x24cm2,4φ12主筋,φ6@250箍筋,一栋500m2的6层综合住宅楼。纵墙承重,在四角及隔开间(轴线)与外墙交接处,山墙与纵墙交接处设置构造柱。每平方米增加9.20元左右,占总造价的1.4%左右。所以说,由于增加构造柱而增加的造价并不多,花少量的钱,做重要的事,以保障建筑物遭遇6度甚至7度地震影响时不致有较大破坏,从而保证国家及人民生命财产的安全,从全局和长远来看是非常值得的。