2015年一建備考《建筑工程》考點(diǎn)1A411032結(jié)構(gòu)抗震的構(gòu)造要求
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1A411032 結(jié)構(gòu)抗震的構(gòu)造要求
一、地震的震級及烈度
地震是由于某種原因引起的強(qiáng)烈地動，是一種自然現(xiàn)象。地震的成因有三種：火山地震、塌陷地震和構(gòu)造地震。火山地震是火山爆發(fā)，地下巖漿迅猛沖出地面時而引起的地動;塌陷地震是石灰?guī)r層地下溶洞或古舊礦坑的大規(guī)模崩塌而引起的地動，它數(shù)量少，震源淺。以上兩種地震釋放能量較小，影響范圍和造成的破壞程度也較小。構(gòu)造地震是地殼運(yùn)動推擠巖層，造成地下巖層的薄弱部位突然發(fā)生錯動、斷裂而引起的地動。此種地震破壞性大，影響面廣，而且發(fā)生頻繁，約占破壞性地震總量的95%以上。房屋結(jié)構(gòu)抗震主要是研究構(gòu)造地震。
地殼深處發(fā)生巖層斷裂、錯動的部位稱震源。震源正上方的地方位置叫震中。震中附近地面震動最厲害，也是破壞最嚴(yán)重的地區(qū)，稱為震中區(qū)。地面某處至震中的水平距離稱為震中距。震中至震源的垂直距離稱為震源深度。如圖1A411032所示。
我國發(fā)生的絕大多數(shù)地震屬于淺源地震，一般深度為5～40km，淺源地震造成的危害最大。如唐山大地震斷裂巖層約llkm，屬于淺源地震。
震級是按照地震本身強(qiáng)度而定的等級標(biāo)度，用以衡量某次地震的大小，用符號M表不。震級的大小是地震釋放能量多少的尺度，也是地震規(guī)模的指標(biāo)，其數(shù)值是根據(jù)地震帶記錄到的地震波圖來確定的。一次地震只有一個震級。目前，國際上比較通用的是里氏震級。
地震發(fā)生后，各地區(qū)的影響程度不同，通常用地震烈度來描述。如人的感覺、器物反應(yīng)、地表現(xiàn)象、建筑物的破壞程度。世界上多數(shù)國家采用的是12個等級劃分的烈度表。一般來說，M<2的地震，人是感覺不到的，稱為無感地震或微震;M=2～5的地震稱為有感地震;M>5的地震，對建筑物引起不同程度的破壞，統(tǒng)稱為破壞性地震;M>7的地震為強(qiáng)烈地震或大震;M>8的地震稱為特大地震。
地震烈度是指某一地區(qū)的地面及建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。一般來說，距震中愈遠(yuǎn)，地震影響愈小，烈度就愈小;反之，距震中愈近，烈度就愈高。此外，地震烈度還與地震大小、震源深淺、地震傳播介質(zhì)、表土性質(zhì)、建筑物的動力特性、施工質(zhì)量等許多因素有關(guān)。
一個地區(qū)基本烈度是指該地區(qū)今后一定時間內(nèi)，在一般場地條件下可能遭遇的最大地震烈度?；玖叶却篌w為在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率為l0%的地震烈度。為了進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防的地震烈度稱為抗震設(shè)防烈度。一般情況下，抗震設(shè)防烈度可采用中國地震參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度。
二、抗震設(shè)防
抗震設(shè)防是指房屋進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)和采用抗震措施，來達(dá)到抗震效果。抗震設(shè)防的依據(jù)是抗震設(shè)防烈度。
1.抗震設(shè)防的基本思想
現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范適用于抗震設(shè)防烈度為6、7、8、9度地區(qū)建筑工程的抗震設(shè)計(jì)、隔震、消能減震設(shè)計(jì)?？拐鹪O(shè)防是以現(xiàn)有的科技水平和經(jīng)濟(jì)條件為前提的。以北京地區(qū)為例，抗震設(shè)防烈度為8度，超越8度的概率為l0%左右。
我國規(guī)范抗震設(shè)防的基本思想和原則是“三個水準(zhǔn)”，簡單地說就是“小震不壞、中震可修、大震不倒”。
“三個水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)是：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時，不會倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。
2.建筑抗震設(shè)防分類
建筑物的抗震設(shè)計(jì)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁四個抗震設(shè)防類別。大量的建筑物屬于丙類，這類建筑的地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。
3.抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
在強(qiáng)烈地震作用下，建筑物的破壞機(jī)理和過程是十分復(fù)雜的。對一個建筑物要進(jìn)行精確的抗震計(jì)算也是非常困難的。因此，在對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)防的設(shè)計(jì)時，根據(jù)以往地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)研究的成果首先進(jìn)行“概念設(shè)計(jì)”o概念設(shè)計(jì)可以使我們提高建筑物總體上的抗震能力。數(shù)值設(shè)計(jì)是對地震作用效應(yīng)進(jìn)行定量計(jì)算，而概念設(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。概念設(shè)計(jì)要考慮以下因素：
(1)選擇對抗震有利的場地，避開不利的場地。開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土地段是有利場地。不利場地一般是指軟弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空區(qū)和土質(zhì)不均勻的場地。
(2)建筑物形狀力求簡單、規(guī)則，平面上的質(zhì)量中心和剛度中心盡可能靠近，以避免地震時發(fā)生扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力集中而形成薄弱部位。
(3)選擇技術(shù)先進(jìn)又經(jīng)濟(jì)合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，地震力的傳遞路線合理明確，并有多道抗震防線。
(4)保證結(jié)構(gòu)的整體性，并使結(jié)構(gòu)和連接部位具有較好的延性。
(5)選擇抗震性能比較好的建筑材料。
(6)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)與承重結(jié)構(gòu)有可靠的連接以滿足抗震要求。
三、抗震構(gòu)造措施
1.多層砌體房屋的抗震構(gòu)造措施
多層砌體房屋是我們目前的主要結(jié)構(gòu)類型之一。但是這種結(jié)構(gòu)材料脆性大，抗拉、抗剪能力低，抵抗地震的能力差。震害表明，在強(qiáng)烈地震作用下，多層砌體房屋的破壞部位主要是墻身，樓蓋本身的破壞較輕。因此，采取如下措施：
(1)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，減少墻身的破壞，并改善其抗震性能，提高延性。
(2)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁與構(gòu)造柱連接起來，增強(qiáng)了房屋的整體性，改善了房屋的抗震性能，提高了抗震能力。
(3)加強(qiáng)墻體的連接，樓板和梁應(yīng)有足夠的支承長度和可靠連接。
(4)加強(qiáng)樓梯間的整體性等。
2.框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國工業(yè)與民用建筑較常用的結(jié)構(gòu)形式。震害調(diào)查表明，框架結(jié)構(gòu)震害的嚴(yán)重部位多發(fā)生在框架梁柱節(jié)點(diǎn)和填充墻處;一般是柱的震害重于梁，柱頂?shù)恼鸷χ赜谥?，角柱的震害重于?nèi)柱，短柱的震害重于一般柱。為此采取了一系列措施，把框架設(shè)計(jì)成延性框架，遵守強(qiáng)柱、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固，避免短柱、加強(qiáng)角柱，框架沿高度不宜突變，避免出現(xiàn)薄弱層，控制最小配筋率，限制配筋最小直徑等原則。構(gòu)造上采取受力筋錨固適當(dāng)加長，節(jié)點(diǎn)處箍筋適當(dāng)加密等措施。
3.設(shè)置必要的防震縫
不論什么結(jié)構(gòu)形式，防震縫可以將不規(guī)則的建筑物分割成幾個規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，每個單元在地震作用下受力明確、合理，避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)或應(yīng)力集中的薄弱部位，有利于抗震。
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