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時(shí)間:2023-03-22 17:39:17
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論文關(guān)鍵詞:供水管網(wǎng),地震損失,宏觀估計(jì)
2008年汶川地震、2009年智利太子港地震、2010年玉樹(shù)地震、2011年新西蘭克萊斯特徹奇均對(duì)受災(zāi)地區(qū)的生命、財(cái)產(chǎn)造成了損壞,供水管網(wǎng)亦遭受了重大損失。因此對(duì)于地震的損壞影響進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)測(cè)估計(jì)就顯得尤為重要,但迄今為止的損失估計(jì)方法多集中在震后詳細(xì)統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià),少量的預(yù)測(cè)估計(jì)統(tǒng)計(jì)提出了一些方法,但因?yàn)槠鋵?duì)于資料要求比較高而不大適用于供水系統(tǒng)的抗震規(guī)劃工作,因此建立適應(yīng)和尤其是對(duì)于宏觀方面的損失進(jìn)行戰(zhàn)略性的估計(jì)是非常必要的。
1研究現(xiàn)狀
M. D. Trifunac水利論文,M. I. Todorovska對(duì)于Northridge-California地震中的管道損壞密度進(jìn)行了分析,研究了其與表面土體應(yīng)變之間的關(guān)系,其研究中所采用的指標(biāo)是每km2的管道損壞數(shù),因素為土壤的峰值應(yīng)變或者場(chǎng)地土震動(dòng)強(qiáng)度,通過(guò)分析其相關(guān)關(guān)系,建立起了預(yù)測(cè)模型,可以對(duì)San Fernando Valley和Los Angeles的管網(wǎng)在假設(shè)的地震場(chǎng)景下的損壞估計(jì)其地震損壞概率,對(duì)地震危機(jī)的應(yīng)急預(yù)案(例如地震后的消防規(guī)劃)具有重要的指導(dǎo)意義[[1]]。
Walter W. Chen, Ban-jwu Shih,Yi-Chih Chen等人對(duì)Ji-Ji地震進(jìn)行分析,利用GIS的數(shù)據(jù)庫(kù),在研究中建立了修復(fù)率RR和地震峰值地動(dòng)加速度、峰值地動(dòng)速度、地震譜強(qiáng)度之間的關(guān)系[[2]]。
Yarg?c?Volkan對(duì)于埋地管線進(jìn)行了深入研究水利論文,針對(duì)1999年的DüZCE地震進(jìn)行了基于經(jīng)驗(yàn)的埋地管線地震反應(yīng)概率分析評(píng)價(jià)方法研究。該研究建立了管線損壞指標(biāo)基于土壤液化敏感性、場(chǎng)地土厚度(如果存在的話)、峰值地動(dòng)加速度、場(chǎng)地變形值等因素的有限狀態(tài)函數(shù),由此建立了管線系統(tǒng)的修復(fù)與前述因素的相關(guān)關(guān)系,這些成果均有助于供水系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)者做好抗震規(guī)劃[[3]]。
IainTromans也研究了埋地管線在地震區(qū)的損壞特征。該研究在歐洲51次實(shí)際地震的資料基礎(chǔ)上建立了經(jīng)驗(yàn)公式,著重探索了管線震害率與峰值地動(dòng)速度之間的關(guān)系,并認(rèn)為峰值地動(dòng)速度為因素建立管線震害率損壞指標(biāo)的關(guān)系比較合理[[4]]。
Takao Adachi1, Bruce R. Ellingwood等人[[5]]研究認(rèn)為管道損壞率(以搶修率近似)與管道損壞烈度存在關(guān)系:
(1)
RR——搶修率(RepairRatios),處/1000ft(處/305m)。
k——取決于管材、管徑、土地條件的常數(shù)。
PGV——峰值地動(dòng)速度(Peak Ground Velocity),in/s(2.5cm/s)。
但一般情況下地震區(qū)的地震烈度容易為供水系統(tǒng)的管理人員了解且直觀明了,峰值地動(dòng)速度比較專業(yè)且資料不易獲取,故該模型應(yīng)用受到限制。
2 管網(wǎng)損失宏觀估計(jì)模型研究
2.1 地震烈度值單變量模型
管網(wǎng)損壞的程度采用以每km修復(fù)數(shù)目的“修復(fù)密度”和以產(chǎn)銷差震前震后變化程度衡量的“恢復(fù)難度”兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)衡量,相關(guān)的影響因素考慮設(shè)防等級(jí)高于地震烈度的設(shè)防富余度、柔性管材與接頭比例兩項(xiàng)因素,對(duì)汶川各城鎮(zhèn)的損失情況分析如圖1、圖2所示。可見(jiàn)按照修復(fù)密度損壞指標(biāo)衡量的管網(wǎng)損失與各個(gè)因素相關(guān)度不高,如圖1、圖3所示;而柔性管材與接頭比例也與兩項(xiàng)損壞指標(biāo)相關(guān)性不強(qiáng)水利論文,如圖2、圖4所示。故考慮基于恢復(fù)難度損壞指標(biāo)與地震烈度、設(shè)防富余度因素的管網(wǎng)損失宏觀估計(jì)模型。
圖1修復(fù)密度與設(shè)防富余度關(guān)系圖
圖2 恢復(fù)難度與設(shè)防富余度關(guān)系圖
圖3 修復(fù)密度與柔性比例關(guān)系圖
圖4 恢復(fù)難度與柔性比例關(guān)系圖
表1表明按照恢復(fù)難度指標(biāo)計(jì)算的管網(wǎng)損失也與地震烈度基本呈正相關(guān),因此同時(shí)考慮建立由基于地震烈度因素和恢復(fù)難度指標(biāo)的單變量管網(wǎng)損失宏觀估計(jì)模型, 利用表1的第2行與第4行的數(shù)據(jù)進(jìn)行單變量非線性回歸分析,借助于Microsoft Excel的散點(diǎn)圖進(jìn)行“加載趨勢(shì)線”實(shí)現(xiàn),趨勢(shì)線選用多項(xiàng)式類型,得到結(jié)果如圖5所示。
表1 恢復(fù)難度與設(shè)防富余度關(guān)系表
城鎮(zhèn)名稱
綿竹
青川
都江堰
綿陽(yáng)
原來(lái)管網(wǎng)設(shè)防烈度
8
8
8
7
汶川地震實(shí)際烈度
9.5
9
9
7.5
設(shè)防富余度
-1.5
-1
-1
-0.5
恢復(fù)難度
2.53
1.8
0.67
0.42
城鎮(zhèn)名稱
江油
寧強(qiáng)
廣元
成都
原來(lái)管網(wǎng)設(shè)防烈度
8
7
7
8
汶川地震實(shí)際烈度
8
7
7
7
設(shè)防富余度
1
恢復(fù)難度
0.2
關(guān)鍵字:抗震設(shè)防 設(shè)防烈度 管理工作
為了提高我國(guó)工程抗震性能,減少地震災(zāi)害對(duì)我國(guó)工程設(shè)施的破壞程度,國(guó)家于2002年元旦實(shí)施《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),以此強(qiáng)制性推行提高地區(qū)設(shè)防烈度。實(shí)施該規(guī)范也取得了很好的成效,例如隴縣城區(qū)原抗震設(shè)防烈度為7度,在積極響應(yīng)國(guó)家《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》下,該地區(qū)抗震設(shè)防烈度提升至8級(jí),且該地區(qū)亦成為了陜西省提高抗震設(shè)防烈度唯一的地區(qū)。在本案,筆者將結(jié)合隴縣城區(qū)提高設(shè)防烈度之后的抗震設(shè)防管理工作,探析抗震設(shè)防管理工作。
一、案例概況
隴縣縣城城區(qū)有3.1萬(wàn)人口,總面積2km2,建筑物占地面積290萬(wàn)m2。自2002年元旦,即《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011)實(shí)施之后,隴縣新建建筑工程共4萬(wàn)m2。
隴縣縣城地震地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,即隴縣位于龍山山斷裂帶,受控于隴西旋扭性活動(dòng)斷裂帶,且縣城北部有隴縣-馬召斷裂帶。針對(duì)這一情況,隴縣提高抗震設(shè)防烈度勢(shì)在必行。自從提高了抗震設(shè)防烈度,該地區(qū)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)大大提高。下表比較了隴縣縣城抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)提高前后。
由圖表可得,建筑物現(xiàn)行設(shè)計(jì)基本地震加速度值高出原加速度值的1倍;相對(duì)于調(diào)查估算工程造價(jià),實(shí)際造價(jià)高出約13%;據(jù),Ⅱ類場(chǎng)地內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)高出原地震影響系數(shù)的2.3倍。
二、抗震設(shè)防管理工作
在實(shí)施《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011)之后,隴縣面臨新的問(wèn)題,即如何解決原有建筑物抗震設(shè)防性能低、如何管理新建高抗震設(shè)防性能建筑物。這不僅僅只是隴縣面臨的問(wèn)題,也是若干類似于隴縣的地區(qū)共同面臨的問(wèn)題。在本案,筆者將針對(duì)以上問(wèn)題做一系列探索性研究:
(一)加固原有抗震水平較低的建筑工程
2002年元月之前,隴縣已建建筑物占地面積約280萬(wàn)m2,為96%總建筑面積。調(diào)查結(jié)果顯示,隴縣已建建筑物抗震設(shè)防性能均不符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,其嚴(yán)重影響了隴縣城區(qū)建筑物總體抗震性能。針對(duì)這一問(wèn)題,筆者認(rèn)為應(yīng)該堅(jiān)持“詳細(xì)調(diào)查已建建筑物實(shí)際抗震能力、針對(duì)性加固抗震性能不足建筑物結(jié)構(gòu)”管理思路。
工程建設(shè)行政主管部門應(yīng)積極配合工程技術(shù)人員普查鑒定已建建筑物抗震性能,并根據(jù)鑒定結(jié)果創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)。針對(duì)這一問(wèn)題,筆者認(rèn)為應(yīng)該突出重點(diǎn),即重點(diǎn)普查鑒定震時(shí)抗震指揮系統(tǒng)、生命線系統(tǒng)及震時(shí)次生災(zāi)害嚴(yán)重的建筑物等。從而對(duì)隴縣已建建筑物進(jìn)行綜合性評(píng)估,制定針對(duì)性強(qiáng)、可操作性強(qiáng)的抗震加固計(jì)劃,并分期、不步驟開(kāi)展,以此提高隴縣已建建筑物抗震水平。
此外,擴(kuò)大抗震宣傳范圍,適時(shí)轉(zhuǎn)變城區(qū)人民觀念,并積極提高城區(qū)人民8度區(qū)抗震設(shè)防意識(shí);新建工程抗震設(shè)防管理部門、強(qiáng)化建設(shè)行政主管部門監(jiān)督檢查力度,以此為施行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》保駕護(hù)航;加固已建建筑工程,提升其抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
(二)強(qiáng)化提高抗震設(shè)防宣傳力度
提高抗震設(shè)防烈度事關(guān)該地區(qū)社會(huì)活動(dòng)及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的正常開(kāi)展,且對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全也至關(guān)重要。所以,地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該及時(shí)掌握所管轄地區(qū)建筑工程抗震性能,并針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,制定切實(shí)可行的解決措施。此外,地區(qū)管理部門應(yīng)該適時(shí)向設(shè)計(jì)單位、勘察單位及建筑施工企業(yè)傳達(dá)中央相關(guān)思想及文件,并通過(guò)開(kāi)展學(xué)習(xí)班,組織專業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)抗震規(guī)范,以此充分轉(zhuǎn)變其觀念及8度區(qū)抗震設(shè)防意識(shí)。充分利用大眾傳媒,向當(dāng)?shù)厝嗣駛鬟_(dá)中央相關(guān)思想,以此提高當(dāng)?shù)厝嗣窨拐鸱罏?zāi)意識(shí)。
(三)新建工程抗震設(shè)防管理部門
新建工程抗震設(shè)防管理部門要求充分發(fā)揮建設(shè)行政主管部門監(jiān)督檢查職能,以確保《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》落實(shí)到位。
筆者在結(jié)合多年研究結(jié)果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,提出要強(qiáng)化建設(shè)行政主管部門監(jiān)督檢查職能應(yīng)著手于以下三個(gè)方面:
1.強(qiáng)化管理新建工程場(chǎng)址選擇
規(guī)范新建工程場(chǎng)址選擇是提高設(shè)防烈度的要求,更是適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。通過(guò)綜合分析《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《隴縣縣城抗震防災(zāi)規(guī)劃》、地震地質(zhì)資料及工程地質(zhì)資料,根據(jù)分析結(jié)果綜合評(píng)價(jià)抗震危險(xiǎn)地段、不利地段及有利地段。新建工程場(chǎng)址應(yīng)該盡可能避開(kāi)抗震不利地段,若新建工程無(wú)法避開(kāi)抗震不利地段,則應(yīng)該制定針對(duì)性的、切實(shí)可行的工程抗震措施。關(guān)于新建工程場(chǎng)址選擇相關(guān)事項(xiàng),筆者認(rèn)為應(yīng)該適時(shí)納入隴縣城市總體規(guī)劃。
2.建立健全工程施工圖設(shè)計(jì)審查機(jī)制
施工圖設(shè)計(jì)審查制度為建筑物抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的保障措施之一,則應(yīng)該將施工圖設(shè)計(jì)審查作為新建工程抗震設(shè)防管理工作的重中之重來(lái)抓。施工圖設(shè)計(jì)審查即檢查抗震設(shè)防規(guī)范于建筑工程設(shè)計(jì)圖的落實(shí)情況。據(jù)相關(guān)權(quán)威調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)均不同程度地存在問(wèn)題,例如:就工程設(shè)計(jì)文件而言,設(shè)計(jì)單位說(shuō)明該工程抗震設(shè)防烈度是8度,而就工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,該工程抗震構(gòu)造措施均為7度。但針對(duì)這一問(wèn)題,施工圖審查機(jī)構(gòu)往往不容易察覺(jué),由此可得,施工圖審查單位及工程設(shè)計(jì)單位均未完全轉(zhuǎn)變抗震設(shè)防觀念,且對(duì)提高建筑工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)概念認(rèn)識(shí)不完全面。由此可得,抗震設(shè)防管理部門應(yīng)該強(qiáng)化管理力度,并經(jīng)常性監(jiān)督檢查施工圖審查工作及施工圖設(shè)計(jì)工作,以確保工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)落到實(shí)處。
3. 加大工程抗震設(shè)防管理部門與質(zhì)量監(jiān)督部門合作力度
質(zhì)量監(jiān)督部門應(yīng)積極配合工程抗震設(shè)防管理部門跟蹤檢查新建工程抗震設(shè)防情況,并嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》,對(duì)減漏抗震構(gòu)造措施致建筑工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)的施工企業(yè)予以最嚴(yán)厲的懲罰。
結(jié)束語(yǔ)
綜上,針對(duì)提高設(shè)防烈度地區(qū)抗震設(shè)防管理工作,筆者認(rèn)為應(yīng)該建立健全相關(guān)管理機(jī)制,并適時(shí)調(diào)整及探索新工作思路,以此確保提高設(shè)防烈度地區(qū)能夠有效抵御未來(lái)破壞性地震災(zāi)害,并最大程度降低人民生命財(cái)產(chǎn)損失等。
參考文獻(xiàn):
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論文摘要:本文對(duì)人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較, 人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在很多方面與抗震設(shè)計(jì)相似,提出了一些提高延性的措施。
人防地下室應(yīng)能承受常規(guī)武器或核武器爆炸動(dòng)荷載的作用,人防地下室一般也有抗震設(shè)防要求,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使之能承受地震動(dòng)荷載及武器爆炸動(dòng)荷載作用。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既有相同又有不同之處。下面是些粗淺認(rèn)識(shí)的總結(jié),希望能對(duì)設(shè)計(jì)工作有些幫助。
1 荷載作用方式
相同點(diǎn):兩者均為偶然荷載,均為動(dòng)荷載,設(shè)計(jì)時(shí)均按一次作用考慮。不同點(diǎn):人防結(jié)構(gòu)構(gòu)件如果暴露于空氣中則直接承受空氣沖擊波的作用,如果埋于土中直接承受土中壓縮波的作用,因此人防荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件外表面的是直接作用,其動(dòng)荷載直接作用于構(gòu)件,其作用為外力;而地震動(dòng)荷載則是由于地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)作用,其實(shí)質(zhì)是慣性力,是間接的作用。建筑物的所有構(gòu)件(只要有質(zhì)量)均會(huì)由于地震動(dòng)而存在慣性力。人防動(dòng)荷載一般是直接作用于人防地下室外表面的構(gòu)件,一般可按同時(shí)作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)考慮,而人防地下室內(nèi)部的墻柱等構(gòu)件只間接承受圍護(hù)構(gòu)件及上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的動(dòng)荷載。
2 荷載的大小
人防動(dòng)荷載(即常規(guī)武器或核武器爆炸動(dòng)荷載)其沖擊波壓力是隨時(shí)間變化的,為方便設(shè)計(jì)計(jì)算《人防規(guī)范》將它簡(jiǎn)化成等效靜荷載,它只代表作用效果的等效,等效靜荷載并不是實(shí)際作用的力,但它方便了設(shè)計(jì)計(jì)算可以用靜力分析的模式進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算;設(shè)計(jì)時(shí)等效靜荷載的大小的確定主要與設(shè)防抗力等級(jí)有關(guān)。
地震作用大小首先與震級(jí)、烈度、震源深度、建筑物離震源的距離等有關(guān)。其次與建筑物的質(zhì)量大小、建筑物所處的場(chǎng)地條件及土質(zhì)、及建筑物的動(dòng)力特性(如自振周期、振型、阻尼等)有關(guān)。
3 設(shè)計(jì)方法:
抗震設(shè)計(jì)方法通常為“三水準(zhǔn)、二階段”的設(shè)計(jì)方法,設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞,中震可修,大震不倒”。為實(shí)現(xiàn)設(shè)防目標(biāo)取小震下地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)彈性下的地震作用效應(yīng),進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算。第二階段是大震下的結(jié)構(gòu)彈塑性變形驗(yàn)算。并通過(guò)概念設(shè)計(jì)和抗震構(gòu)造措施來(lái)滿第三水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求。
人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的動(dòng)力分析一般采用等效靜荷載法:由于在動(dòng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件振型與相應(yīng)靜荷載作用下?lián)锨€很相近,且動(dòng)荷載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞規(guī)律與相應(yīng)靜荷載作用下破壞規(guī)律基本一致,所以在動(dòng)力分析時(shí),可將結(jié)構(gòu)構(gòu)件簡(jiǎn)化為單自由度體系,用動(dòng)力系數(shù)乘以動(dòng)荷載峰值得到等效靜荷載,這時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在等效靜荷載作用下的各項(xiàng)內(nèi)力就是動(dòng)荷載作用下相應(yīng)內(nèi)力的最大值。按等效靜荷載分析計(jì)算的模式代替動(dòng)力分析,給防空地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。采用等效靜荷載分析時(shí),為滿足抗力要求,結(jié)構(gòu)材料參數(shù)應(yīng)乘以材料強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)。最后結(jié)構(gòu)構(gòu)件在動(dòng)荷載作用下的變形極限用允許延性比[β]來(lái)控制。按允許延性比進(jìn)行彈塑性工作階段的防空地下室,即可認(rèn)為滿足防護(hù)和密閉要求。 轉(zhuǎn)貼于
4 設(shè)計(jì)原則:
人防設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則一樣:
4.1 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能有足夠的延性,避免脆性破壞,鋼筋砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)采取“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則。
4.2 各結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力相協(xié)調(diào)的原則,避免出現(xiàn)薄弱部位。防空地下室的結(jié)構(gòu),應(yīng)充分考慮各部位作用荷載值不同,破壞形態(tài)不同以及安全儲(chǔ)備不同等因素,保證在規(guī)定的動(dòng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)各部位(如出入口和主體結(jié)構(gòu))都能正常地工作,防止由于存在個(gè)別薄弱環(huán)節(jié)致使整個(gè)結(jié)構(gòu)抗力明顯降低。如果某個(gè)部位失效,將導(dǎo)致整個(gè)人防區(qū)失效。同樣抗震設(shè)計(jì)也十分強(qiáng)調(diào)避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)(如薄弱層,軟弱層等),因?yàn)榇笳饡r(shí)薄弱層或軟弱層出失效將導(dǎo)致建筑物倒塌,產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
5 提高延性的設(shè)計(jì)構(gòu)造措施
核武器與常規(guī)武器爆炸均屬于偶然性荷載,具有量值大,作用時(shí)間短且不斷衰減的特點(diǎn),結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受動(dòng)荷載時(shí)已經(jīng)處于彈塑性工作階段,因此,結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較大的延性,對(duì)吸收動(dòng)能,抵抗動(dòng)荷載是十分有利的。人防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),構(gòu)造上應(yīng)采取“強(qiáng)剪弱彎” “強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的設(shè)計(jì)原則。如可充分利用受彎構(gòu)件和大偏心受壓構(gòu)件的變形吸收武器爆炸動(dòng)荷載作用的能量,以減輕支座截面的抗剪與柱子抗壓的負(fù)擔(dān),確保結(jié)構(gòu)在屈服前不出現(xiàn)剪切破壞和屈服后有足夠的延性,最終形成塑性破壞,提高結(jié)構(gòu)的整體承載能力;又如受彎構(gòu)件應(yīng)雙面配筋,對(duì)承受動(dòng)荷載作用下可能的回彈和防止在大撓度情況下構(gòu)件坍塌十分重要,另外在節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)有足夠的抗剪、抗壓能力和足夠的鋼筋錨固長(zhǎng)度。上述這些措施和抗震設(shè)計(jì)的原則是一致的。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:地震,災(zāi)害,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
地震是人類在地震區(qū)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)防與不設(shè)防,震后結(jié)果大不一樣。要使工程建設(shè)真正達(dá)到能夠減輕以至避免地震災(zāi)害,把握好抗震設(shè)計(jì)關(guān)是減輕地震災(zāi)害的根本措施。 地震是人類在繁衍生息、社會(huì)發(fā)展過(guò)程中遇到的一種可怕的自然災(zāi)害。強(qiáng)烈地震常常以其猝不及防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存安全和社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來(lái)嚴(yán)重的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì),歷史上各種自然災(zāi)害曾毀滅了世界各地52個(gè)城市,其中因地震而毀滅的城市有27個(gè)。地震之外的其它各種災(zāi)害,如水災(zāi)、火災(zāi)、火山噴發(fā)、風(fēng)災(zāi)、沙災(zāi)、旱災(zāi)等毀滅的城市為25座。因此,地震占災(zāi)害總數(shù)的52%。可見(jiàn)地震災(zāi)害確系“群害之首”。研究表明,在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害(約占95%)。無(wú)數(shù)次的震害告訴我們,抗震設(shè)防是防御和減輕地震災(zāi)害最有效、最根本的措施。
另一方面,我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家,人口稠密,建筑物抗震能力低。因此,我國(guó)的地震災(zāi)害可謂全球之最。上個(gè)世紀(jì),全球因地震而死亡的人數(shù)為110萬(wàn)人,其中我國(guó)就占55萬(wàn)人之多,為全球的一半。因此,粗略地說(shuō),我國(guó)的國(guó)土面積占全球的1/14,人口占1/4,地震占1/3,地震災(zāi)害占1/2。因此,建筑物的抗震設(shè)防問(wèn)題是我國(guó)減輕自然災(zāi)害、保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展,特別是保障人民群眾生命安全的一個(gè)重要問(wèn)題。
1.震害多發(fā)點(diǎn)
地震作用具有較強(qiáng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性,要求在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)仍保持在彈性狀態(tài),不發(fā)生破壞是很不實(shí)際的;既經(jīng)濟(jì)又安全的抗震設(shè)計(jì)是允許在強(qiáng)烈地震作用下破壞嚴(yán)重,但不倒塌。。因此,依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn),提高結(jié)構(gòu)的變形、耗能能力和整體抗震能力,防止高于設(shè)防烈度的“大震”不倒是抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)。
1.1結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在整體設(shè)計(jì)上存在較大的不均勻性,使得這些結(jié)構(gòu)存在著層間屈服強(qiáng)度特別薄弱的樓層。在強(qiáng)烈地震作用下,結(jié)構(gòu)的薄弱層率先屈服,彈塑性變形急劇發(fā)展,并形成彈塑性變形集中的現(xiàn)象。如1976年唐山大地震中,13層蒸吸塔框架,由于該結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度分布不均勻,造成第6層和第11層的彈塑性變形集中,導(dǎo)致該結(jié)構(gòu)6層以上全部倒塌。
1.2柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為突出
框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件震害一般是梁輕柱重,柱頂重于柱底,尤其是角柱和邊柱易發(fā)生破壞。。除剪跨比小的短柱易發(fā)生柱中剪切破壞外,一般柱是柱端的彎曲破壞,輕者發(fā)生水平或斜向斷裂;重者混凝土壓酥,主筋外露、壓屈和箍筋崩脫。當(dāng)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)無(wú)箍筋約束時(shí),節(jié)點(diǎn)與柱端破壞合并加重。當(dāng)柱側(cè)有強(qiáng)度高的砌體填充墻緊密嵌砌時(shí),柱頂剪切破壞嚴(yán)重,破壞部位還可能轉(zhuǎn)移至窗洞上下處,甚至出現(xiàn)短柱的剪切破壞。
1.3砌體填充墻的破壞較為普遍
砌體填充墻剛度大而變形能力差,首先承受地震作用而遭受破壞,在8度和8度以上地震作用下,填充墻的裂縫明顯加重,甚至部分倒塌,震害規(guī)律一般是上輕下重,空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻,砌塊墻重于磚墻。
2.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
較合理的框架地震破壞機(jī)制,應(yīng)該是節(jié)點(diǎn)基本不破壞,梁比柱屈服可能早發(fā)生、多發(fā)生,同一層中各柱兩端的屈服歷程越長(zhǎng)越好,底層柱底的塑性鉸宜最晚形成。即:框架的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)使梁、柱端的塑性鉸出現(xiàn)盡可能分散,充分發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震能力。
2.1抗震計(jì)算中的延性保證
從用樓層水平地震剪力與層間位移關(guān)系來(lái)描述樓層破壞的全過(guò)程可反映出,在抗震設(shè)防的第二、三水準(zhǔn)時(shí),框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件已進(jìn)入彈塑性階段,構(gòu)件在保持一定承載力條件下主要以彈塑性變形來(lái)耗散地震能量,所以框架結(jié)構(gòu)需有足夠的變形能力才不致抗震失效。試驗(yàn)研究表明,“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)柱弱梁’、“強(qiáng)底層柱底”和“強(qiáng)剪弱彎”的框架結(jié)構(gòu)有較大的內(nèi)力重分布和能量消耗能力,極限層間位移大,抗震性能較好。
綜合大量實(shí)驗(yàn)研究成果,影響不同受力特征節(jié)點(diǎn)延性性質(zhì)的主要綜合因素有:相對(duì)作用剪力、相對(duì)配筋率、貫穿節(jié)點(diǎn)的梁柱縱筋的粘結(jié)情況。
2.2構(gòu)造措施上的延性保證
四川大地震實(shí)踐證明,當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)在大地震中要求保持足夠的承載能力來(lái)吸收進(jìn)入塑性階段而產(chǎn)生的巨大能量,因?yàn)榇藭r(shí)的結(jié)構(gòu)在震中進(jìn)入到一個(gè)塑性階段,容易產(chǎn)生變形。所以,根據(jù)這種特點(diǎn)和抗震的要求,多發(fā)地震的國(guó)家鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)均要求按延性框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),所以建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須保證結(jié)構(gòu)局部薄弱區(qū)的承載力與剛度,保證了建筑構(gòu)造的整體性,延性的增加也就提高了變形能力,這樣可以減少地震的破壞性,提高了建筑的抗震能力。
在結(jié)構(gòu)布置上,按擴(kuò)大了的柱端抗彎承載力進(jìn)行設(shè)計(jì),理論上可將柱屈服的可能性減少,保證“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。但因各種原因,如梁的實(shí)際抗彎承載力可能增大,高振型使柱中反彎點(diǎn)的轉(zhuǎn)移等綜合因素影響,要使柱中完全避免塑性鉸是困難的,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的要求,保證塑性鉸區(qū)域的局部延性,也必須通過(guò)一定的構(gòu)造措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)的延性,具體做法如下:
(1)限制軸壓比與縱筋最大配筋率合理的受力過(guò)程可明顯提高構(gòu)件延性,為實(shí)現(xiàn)受拉鋼筋的屈服先與受壓區(qū)混凝土壓碎的破壞形態(tài),以提高塑性鉸區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)能力,規(guī)范限制軸壓比與縱筋最大配筋率,同時(shí)對(duì)混凝土受壓區(qū)高度也提出相應(yīng)要求。。
(2)限制約束配筋和配筋形式。加密塑性鉸區(qū)內(nèi)的箍筋間距是很重要的一點(diǎn),為保證“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)底層柱底”和“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則及塑性鉸區(qū)域的局部延性,有必要加密塑性鉸區(qū)內(nèi)的箍筋間距,這不但可提高柱端抗剪能力,還可約束核心區(qū)內(nèi)混凝土,對(duì)縱向鋼筋提供側(cè)向支承,防止大變形下縱筋壓曲,從而改善塑性鉸區(qū)域的局部延性。
(3)限制材料。拒絕豆腐渣工程的第一關(guān)就是把握好材料質(zhì)量,材料延性對(duì)確保構(gòu)件(結(jié)構(gòu))延性極為重要。
3.結(jié)語(yǔ)
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是我國(guó)大量存在的建筑結(jié)構(gòu)形式之一,歷年震害資料表明:鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的柱端與節(jié)點(diǎn)的破壞較為嚴(yán)重,其抗震設(shè)計(jì)中必須滿足“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”、“強(qiáng)底層柱底”等延性設(shè)計(jì)原則和有關(guān)規(guī)定。在多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計(jì)的實(shí)踐中,由于設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范的理解和掌握尺度上,以及因地因人在結(jié)構(gòu)選型、布置以及計(jì)算方法上相互差異較多而對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生較多的爭(zhēng)議,抗震設(shè)計(jì)方法值得深入研究。
參考文獻(xiàn)
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[論文摘要]在我國(guó)現(xiàn)在的多高層建筑中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用最普遍,其中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)GB 5002022002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和GB 5001122001 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)抗震等級(jí)的選取,振型組合數(shù)的合理選取,軸壓比限值等問(wèn)題的計(jì)算容易被設(shè)計(jì)人員,進(jìn)行初步探討,并取得較好的效果,可供設(shè)計(jì)人員參考。
一、概述
在我國(guó)現(xiàn)在的多高層建筑中,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是最常用的結(jié)構(gòu)形式。因?yàn)槠渚哂凶銐虻膹?qiáng)度,良好的延性和較強(qiáng)的整體性,目前廣泛用于地震設(shè)防地區(qū)。
在多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,筆者通過(guò)切身體會(huì),總結(jié)歸納了一些不符合規(guī)范要求的問(wèn)題。較常見(jiàn)的有在結(jié)構(gòu)施工圖中將場(chǎng)地類別寫(xiě)成了場(chǎng)地土類別,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限與建筑施工圖不一致,抗震措施和抗震構(gòu)造措施不明確,柱縱筋在基礎(chǔ)內(nèi)錨固長(zhǎng)度不足,周期該折減而未折減等,應(yīng)引起足夠的重視。
二、框架結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)理
框架結(jié)構(gòu)主要是以壓彎構(gòu)件——豎向框架柱和以彎剪構(gòu)件——水平框架梁組成的。實(shí)際工程計(jì)算的例子表明,框架結(jié)構(gòu)的延性很大程度上取決于框架梁和框架柱構(gòu)件本身的延性和屈服彎矩。
在地震作用下,框架結(jié)構(gòu)每經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán),加載時(shí)先是結(jié)構(gòu)吸收或儲(chǔ)存能量,卸載時(shí)釋放能量,但兩者不相等。兩者之差為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一個(gè)循環(huán)中的“耗失能量”(耗能) ,也即一個(gè)滯回環(huán)內(nèi)所含的面積。結(jié)構(gòu)吸收的地震能量可以由力——位移曲線所包圍的面積來(lái)表示。
三、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)注意問(wèn)題
(一)抗震等級(jí)的選取
對(duì)于乙類建筑,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范3.1.322規(guī)定:地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求,但是抗震措施(主要體現(xiàn)為抗震等級(jí))在一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6度~8度時(shí),應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求。實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常發(fā)生抗震等級(jí)選錯(cuò)的情況,如:位于8度區(qū)的某乙類建筑,應(yīng)按9度由建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范表6.1.2確定,為一級(jí)抗震等級(jí)。
(二)振型組合數(shù)的合理選取
應(yīng)按以下規(guī)則選取:對(duì)于較高層建筑,當(dāng)不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),振型數(shù)應(yīng)不小于3;當(dāng)振型數(shù)多于3時(shí),宜取為3的倍數(shù)(由于程序按3個(gè)振型一頁(yè)輸出),但不能多于層數(shù)。當(dāng)房屋層數(shù)不大于2時(shí),振型數(shù)可取層數(shù)。對(duì)于不規(guī)則建筑,當(dāng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí),振型數(shù)應(yīng)不小于9,但不能超過(guò)結(jié)構(gòu)層的3倍,只有定義彈性樓板且按總剛分析法分析時(shí),才可以取更多的振型。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在條文說(shuō)明中明確指出:振型數(shù)可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量90%所需的振型數(shù)。
目前satwe等程序已有這種功能,這是一個(gè)重要指標(biāo)。如:對(duì)于某一建筑,選取的振型數(shù)為15,但振型參與質(zhì)量系數(shù)只有50%,說(shuō)明振型數(shù)取得不夠,可能由于此建筑過(guò)于復(fù)雜或由于某些桿件不連續(xù)導(dǎo)致局部震動(dòng)引起的,應(yīng)仔細(xì)復(fù)核。
四、獨(dú)立基礎(chǔ)拉梁的問(wèn)題
當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深,為了減小底層柱計(jì)算高度及底層側(cè)向位移,可在±0. 000附近設(shè)置基礎(chǔ)拉梁,但不宜按構(gòu)造設(shè)置,宜按照框架要求設(shè)計(jì),應(yīng)注意此時(shí)需將板厚取為0,定義彈性結(jié)點(diǎn),按總剛分析法分析計(jì)算,且基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)成短柱基礎(chǔ)。
五、構(gòu)造方面的若干問(wèn)題
(一)框架梁的通常面積配筋率ρsv不滿足規(guī)范要求
GB 5001022002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范11.3.9明確規(guī)定了最小面積配筋率,容易被忽視。如:二級(jí)框架,500mm×800mm,C40,非加密區(qū)箍筋
(二)當(dāng)框架梁端縱向受拉筋配筋率大于2%時(shí),箍筋直徑?jīng)]有增大2mm
設(shè)計(jì)中經(jīng)常碰到梁端縱向受拉筋配筋率大于2%的情況,往往不注意GB 5001022002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范11.3.623的規(guī)定,導(dǎo)致箍筋直徑偏小。如:某二級(jí)框架梁截面尺寸為250mm×400mm,梁端負(fù)筋為4Φ25,混凝土為C30,箍筋為2%,故箍筋直徑應(yīng)至少為10mm,原配箍筋直徑偏小。
(三)框架梁加密區(qū)箍筋肢距不滿足規(guī)范要求
如:寬300mm框架梁,箍筋為
(四)框架柱縱筋間距和凈距不滿足規(guī)范要求
按GB 5001022002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范10.3.123和11.4.13的規(guī)定,框架柱縱筋的凈距不宜小于50mm,且當(dāng)柱截面尺寸大于400mm時(shí)縱筋的間距不宜大于200mm。邊柱有可能會(huì)遇到這種情況,特別是當(dāng)邊跨較長(zhǎng),柱的計(jì)算長(zhǎng)度較長(zhǎng),沿邊跨方向框架的抗側(cè)剛度較弱時(shí)。這時(shí)框架柱邊跨方向計(jì)算配筋較大,另一方向配筋較小,如某框架柱高7.0m,截面尺寸為500mm×700mm,短邊配8Φ25,長(zhǎng)邊配4Φ25,兩方向均不滿足規(guī)范要求。
(五)地下室頂板厚度不夠
按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范6.1.4的規(guī)定,當(dāng)作為上部嵌固部位時(shí),應(yīng)避免開(kāi)大洞口,采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),且板厚不宜小于180mm,實(shí)際設(shè)計(jì)中在此種情況下經(jīng)常會(huì)忽視此條規(guī)定,導(dǎo)致板厚偏小。
(六)短柱位置未明確
樓梯平臺(tái)梁或者雨篷梁支撐在框架柱上,容易形成短柱,應(yīng)按要求全長(zhǎng)加密箍筋。框架外圍填充墻開(kāi)窗,由于窗臺(tái)處砌體對(duì)框架柱作用,容易形成短柱,也應(yīng)全長(zhǎng)加密。若不加密,可將砌體墻與框架柱設(shè)成柔性連接(如:墻柱之間留有縫隙,填充一些松散材料,但應(yīng)有鋼筋與柱拉結(jié)),或從邊框梁處出挑挑耳,上砌砌體填充墻,消除對(duì)框架柱的作用。
六、關(guān)于框架結(jié)構(gòu)電梯井的問(wèn)題
由于在地震作用下高層框架結(jié)構(gòu)的位移較難控制,而多層框架結(jié)構(gòu)的位移控制要比其容易許多,故對(duì)于多層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)電梯井,完全可以采用框架加填充墻形式,只是這時(shí)應(yīng)加密填充墻構(gòu)造柱,且應(yīng)注意加強(qiáng)電梯井周圍的框架梁柱的配筋,因其剛度影響在計(jì)算中無(wú)法反映出來(lái)。若要將電梯井做成鋼筋混凝土形式,由于井筒會(huì)吸收較大地震力,相應(yīng)減少框架部分吸收的地震力,則框架部分偏于不安全,且井筒基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也較為困難,故應(yīng)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)按有無(wú)鋼筋混凝土井筒分別計(jì)算,取最不利結(jié)果配筋,且對(duì)井筒墻壁采取做薄墻厚、構(gòu)造配筋、開(kāi)豎縫、開(kāi)計(jì)算洞等辦法來(lái)弱化電梯井剛度。這樣的墻體布置,在地震作用下不至于由于電梯井筒的破壞,而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體喪失穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:農(nóng)村民居;抗震設(shè)防;措施保障
中圖分類號(hào):TU591文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1 我縣農(nóng)村民居在抗震設(shè)防措施上存在的問(wèn)題
新平縣抗震設(shè)防烈度為七度和八度設(shè)防地區(qū),山體滑坡泥石流等自然災(zāi)害較多。對(duì)于該地區(qū)的抗震設(shè)防是很有必要的[1]。該縣在抗震設(shè)防措施方面存在著很多問(wèn)題。首先,因?yàn)樵摽h在歷史上是農(nóng)戶經(jīng)濟(jì),多種民族生活于此,基礎(chǔ)條件非常薄弱,農(nóng)村民居大都是土木結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單房屋或土掌房,存在有梁無(wú)柱、有柱無(wú)梁、沒(méi)梁沒(méi)柱、梁柱齊全等多種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的房屋。即使實(shí)施加固改造,可能也難以達(dá)到抗震設(shè)防的要求,實(shí)施加固改造的意義和作用不是很大。其次,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村工匠的施工技術(shù)力量比較薄弱,對(duì)實(shí)施農(nóng)村居民地震安全工程方面的技術(shù)要求理解不到位。因此,需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村工匠進(jìn)行相關(guān)必要的技術(shù)培訓(xùn)。第三,對(duì)拆除重建而言,每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))完成的質(zhì)量比較好,都是有梁有柱的磚混結(jié)構(gòu),基本能達(dá)到七度抗震設(shè)防要求。對(duì)于加固改造而言,現(xiàn)階段多數(shù)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))都是只對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了加固,對(duì)技術(shù)空間方面還可以改進(jìn)。第四,工作經(jīng)費(fèi)相對(duì)比較短缺,各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))規(guī)劃所在實(shí)施該工程的過(guò)程中都產(chǎn)生各種費(fèi)用,比如收集各類資料需要的數(shù)碼像機(jī),處理圖片和建房圖紙需要的一定檔次的電腦,打印彩色圖片,組織相關(guān)人員整理資料所產(chǎn)生的費(fèi)用等。對(duì)于資料較多的鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),單資料打印整理這項(xiàng)費(fèi)用就需要上萬(wàn)元。第五,民居地震安全工程建設(shè)目標(biāo)任務(wù)數(shù)量較大,涉及面很廣,縣、鄉(xiāng)兩級(jí)還需進(jìn)一步的強(qiáng)化日常指導(dǎo)的管理工作。第六,省、市政府下達(dá)每年度的計(jì)劃目標(biāo)任務(wù)的時(shí)間比較晩,影響著縣鄉(xiāng)兩級(jí)的工作計(jì)劃安排,使得很難在年初安排好實(shí)施計(jì)劃。
2 提高我縣農(nóng)村民居抗震性能的措施
2.1 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)
為了加強(qiáng)對(duì)農(nóng)村民居的地震安全建設(shè)工程方面工作的領(lǐng)導(dǎo),可以成立農(nóng)村居民地震安全建設(shè)工程領(lǐng)導(dǎo)小組。每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)應(yīng)的成立農(nóng)村民居地震安全建設(shè)工程領(lǐng)導(dǎo)小組。通過(guò)這樣一系列的措施,建立和完善目標(biāo)管理責(zé)任與監(jiān)督檢查機(jī)制,將各項(xiàng)工作均落實(shí)好。建設(shè)、地震等部門在政府部門的領(lǐng)導(dǎo)下,把握好農(nóng)村民居防震保安工作,對(duì)其統(tǒng)籌規(guī)劃與組織管理合理安排,做好示范工作,對(duì)于指導(dǎo)要繼續(xù)加強(qiáng),對(duì)于技術(shù)服務(wù)也要落實(shí)。對(duì)于財(cái)政部門,則需要加大自己的投入力度,以期為拓寬農(nóng)民建房在資金方面的渠道創(chuàng)造條件[2]。農(nóng)村民居地震安全領(lǐng)小組,必須做好發(fā)改、建設(shè)、扶貧、民宗、殘聯(lián)、新農(nóng)村辦等多個(gè)相關(guān)部門的資源整合,商討好民居地震安全工程和新農(nóng)村建設(shè)中的民居改造、整村推進(jìn)、易地搬遷、扶貧安置等項(xiàng)目。物價(jià)、紀(jì)檢監(jiān)察等相關(guān)部門要加強(qiáng)監(jiān)督檢查,對(duì)于一些農(nóng)民建房不合理的收費(fèi)予以清理,真正做到減輕農(nóng)民建房負(fù)擔(dān)。同時(shí),其他領(lǐng)導(dǎo)小組成員部門也要努力做好相應(yīng)的配合工作。
2.2 認(rèn)真開(kāi)展農(nóng)村民居普查
各鄉(xiāng)鎮(zhèn)需要組織好力量,以自然村為單位,對(duì)農(nóng)村民居現(xiàn)狀進(jìn)行全面的普查,根據(jù)土木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、磚土木結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)等類型進(jìn)行詳細(xì)的分類登記。同時(shí),以自然村為單位,提出分年度拆除重建與加固改造方案意見(jiàn),全面的建立農(nóng)村居民建設(shè)與加固檔案。還需要建立農(nóng)村居民的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),做到“戶有卡、村有薄、鄉(xiāng)有冊(cè)”。以村為單位,進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)一施工,統(tǒng)一管理,根據(jù)“抗震、節(jié)約、環(huán)保”的要求,分類編制農(nóng)村居民的實(shí)用抗震相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),按照區(qū)域、民族、建筑風(fēng)格以及經(jīng)濟(jì)條件等特點(diǎn),提出對(duì)應(yīng)的施工方案,以備村民免費(fèi)使用。工作需要堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā),在充分尊重村民意愿的基礎(chǔ)上,向每戶村民發(fā)放“農(nóng)村住房質(zhì)量明白卡”,讓村民真正的了解地震安全工程的意義。
2.3 科學(xué)制定建設(shè)規(guī)劃
對(duì)于建設(shè)規(guī)劃,要科學(xué)的制定。在制定建設(shè)規(guī)劃的時(shí)候,要做好以堅(jiān)持規(guī)劃先行的原則,每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)需要結(jié)合“十一五”提出的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃還有水利、交通、衛(wèi)生、教育、文化等一些農(nóng)村的基礎(chǔ)設(shè)施以及公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)的專項(xiàng)規(guī)劃,編制好農(nóng)村居民地震的安全工程建設(shè)規(guī)劃,以確保農(nóng)村民居地震安全工程建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)。在具體的實(shí)施過(guò)程中,每一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)在新農(nóng)村編制規(guī)劃方案中需要加強(qiáng)抗震設(shè)防內(nèi)容方面的內(nèi)容。
2.4 分類編制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于分類編制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),要準(zhǔn)確可行。對(duì)于城鄉(xiāng)建設(shè)、地震等部門,要做到深入的調(diào)查研究,對(duì)現(xiàn)有農(nóng)村民居的抗震能力進(jìn)行了解和掌握,在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村民房與建筑材料特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,充分考慮到農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)承受能力,研究農(nóng)村民居實(shí)用抗震技術(shù),制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)的居民改造編制出適合不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、不同民族、不同需求的農(nóng)村民居抗震設(shè)計(jì)圖集和施工技術(shù)指南[3]。按照該縣的實(shí)際情況,農(nóng)村民居地震安全辦可以組織相關(guān)人員到玉溪、通海、紅河等地試點(diǎn)工程進(jìn)行考察學(xué)習(xí),根據(jù)調(diào)查結(jié)果安排該縣的具體工作。
2.5 加強(qiáng)農(nóng)村工匠防震技能培訓(xùn)
對(duì)于農(nóng)村工匠防震技能的培訓(xùn),是很必要的。在該縣的建設(shè)和地震等部門,根據(jù)已有的技術(shù)基礎(chǔ),結(jié)合新的技術(shù)方案,對(duì)農(nóng)村工匠等每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn),同時(shí),每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)也需要采取各種形式對(duì)村鎮(zhèn)的一些建筑工匠進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)技能的培訓(xùn),爭(zhēng)取培養(yǎng)出一大批掌握農(nóng)村民居抗震基礎(chǔ)知識(shí)與操作技能的農(nóng)村建筑工匠,為推進(jìn)農(nóng)村民居建設(shè)工程儲(chǔ)備好人才。
2.6 全面整合項(xiàng)目資源
對(duì)于項(xiàng)目資源,要做到全面的整合。每一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)都要堅(jiān)持以群眾建設(shè)為主,項(xiàng)目扶持為輔的基本原則,把上級(jí)給的補(bǔ)助用好,進(jìn)一步進(jìn)行資源的整合,使得每一類資源的利用,都能夠?qū)崿F(xiàn)效益的最大化。同時(shí),需要引導(dǎo)社會(huì)捐贈(zèng)以及對(duì)口幫扶,鼓勵(lì)對(duì)口支援單位積極幫助這些貧困地區(qū),進(jìn)行農(nóng)村抗震民居建設(shè)的實(shí)施[4]。在具體的整合過(guò)程中,要把單個(gè)農(nóng)村居民地震安全工程的資金補(bǔ)助和農(nóng)村民居的安全狀況、加固工程量的大小、農(nóng)戶收入情況等相結(jié)合,確定好對(duì)應(yīng)的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)(不能低于省人民政府所定標(biāo)準(zhǔn))。尤其是要研究好貧困戶與特困戶的民居抗震設(shè)防問(wèn)題。
3 未來(lái)發(fā)展方向
在未來(lái)的工作中,需要根據(jù)以上的一些情況,把握好未來(lái)的工作方向。具體如下。首先,在把舊村改造、地質(zhì)災(zāi)害搬遷工程、農(nóng)村民居地震安全工程與未來(lái)3年的農(nóng)村危房改造規(guī)劃工程,進(jìn)行整合統(tǒng)一后實(shí)施。其次,對(duì)于農(nóng)村建筑工匠的培訓(xùn)工作要繼續(xù)強(qiáng)化,通過(guò)培訓(xùn),使得農(nóng)村建筑工匠能夠基本的掌握農(nóng)村房屋抗震防震的知識(shí),從根源上保證農(nóng)村民居建設(shè)的施工質(zhì)量[5]。第三,對(duì)于村莊規(guī)劃編制力度要加大,逐步配齊配強(qiáng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃管理技術(shù)人員,建立健全的管理制度,在鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府嚴(yán)格的工作中使得農(nóng)村民居地震安全工程的工作得到更好實(shí)施。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高,新建或改擴(kuò)建住房十分普遍,且農(nóng)村建房點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面寬、量大,房屋結(jié)構(gòu)安全與抗震性能等技術(shù)問(wèn)題必須長(zhǎng)期高度關(guān)注,我們既要充分認(rèn)識(shí)提高農(nóng)居抗震能力重要性,又要認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)工作任務(wù)的長(zhǎng)期性、艱巨性。盡管如此,我們更應(yīng)堅(jiān)定信,努力為提高廣大農(nóng)民的抗震防災(zāi)意識(shí)、為有效提升農(nóng)村房屋的整體質(zhì)量和抗震性能、為提高農(nóng)村房建抵御自然災(zāi)害整體能力而探索。
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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);性能;抗震設(shè)計(jì);概念;特點(diǎn);問(wèn)題;方法
中圖分類號(hào):TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著人們生活水平的提高,人們對(duì)社會(huì)的需求開(kāi)始呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn),而隨著建筑物越來(lái)越高,體型變得越來(lái)越復(fù)雜,建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也變得更有挑戰(zhàn)性。人們?yōu)榱吮U献陨淼陌踩瑢?duì)此便有了更多的關(guān)注,對(duì)基于性能的抗震設(shè)計(jì)也更加重視起來(lái),在此種方法下,會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)者有所要求,那就是要對(duì)建筑物在地震作用下可能形成的性態(tài)反應(yīng)做出一定的評(píng)價(jià)。這種方法有很多好處,最主要的就是對(duì)于不安全的設(shè)計(jì),能夠正確的辨別出來(lái),還可以提出一些方案來(lái)解決問(wèn)題,使得建筑結(jié)構(gòu)更加安全和經(jīng)濟(jì)。
1基于性能的抗震設(shè)計(jì)概念
以往提到的基于力的抗震設(shè)計(jì)或者基于位移的抗震設(shè)計(jì),由于力和位移都是很明確的物理概念,可以被很容易地理解。但是基于性能的抗震設(shè)計(jì),由于性能一詞是一個(gè)宏觀概念,不像力或位移可以直接成為設(shè)計(jì)參數(shù),也可以直接應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去事實(shí)上,這里提到的結(jié)構(gòu)性能往往可以與結(jié)構(gòu)的破壞程度相關(guān),而結(jié)構(gòu)的破壞程度又可以由結(jié)構(gòu)的反應(yīng)參數(shù)來(lái)表示(如應(yīng)力、力、位移、能量以及一些定義的破壞指標(biāo))。所以基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比基于力或者基于位移抗震設(shè)計(jì)更為廣泛的設(shè)計(jì)理念,更為直接地滿足個(gè)人或者社會(huì)對(duì)建筑物的要求,即要求建筑物是否安全可靠,是否滿足他們的使用需要,而不是普通使用者能提出的建筑物可以抵抗多強(qiáng)地震力,或者是變形控制在什么程度。
基于性能的抗震設(shè)計(jì)并不是一個(gè)全新的概念,盡管目前基于性能的抗震設(shè)計(jì)得到國(guó)際上廣泛的重視與研究,也取得一些初步的成果,但是對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì),現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義。比較有權(quán)威性的是美國(guó)SEAOC,ATC和FEMA等組織給出的基于性能設(shè)計(jì)的描述。其中,對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)的描述是“性能設(shè)計(jì)應(yīng)該是選擇一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式,合理的規(guī)劃和結(jié)構(gòu)比例保證建筑物的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì),控制建造質(zhì)量和長(zhǎng)期維護(hù)水平,使得建筑物在遭受一定水平地震作用下,結(jié)構(gòu)的破壞不超過(guò)一個(gè)特定的極限狀態(tài)”。一些學(xué)者也對(duì)基于性能抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述,可見(jiàn),盡管不同的機(jī)構(gòu)或者個(gè)人對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)描述不完全相同,但是這些論述中有一共同思想,就是基于性能抗震設(shè)計(jì)的主要思想:即結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用期間內(nèi),在遭受不同水平的地震作用下,應(yīng)該有明確的性能水平并使得結(jié)構(gòu)在整個(gè)生命周期中費(fèi)用達(dá)到最小。
2 我國(guó)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)理論的存在的問(wèn)題
2.1我國(guó)現(xiàn)行的建筑抗震設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)方法較為保守,缺乏新的設(shè)計(jì)理念,很大程度上阻礙了新的設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)施。同時(shí),在設(shè)計(jì)時(shí)候,缺乏對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能的考慮,而只是根據(jù)我國(guó)一些曾經(jīng)制定的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范而行,只從刻板的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā),沒(méi)有能綜合考慮到各種實(shí)際狀況。
2.2我國(guó)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法在很多抗震指標(biāo)上規(guī)定不清晰,抗震設(shè)計(jì)理念不明確,加上很多建筑的使用者缺乏一定的抗震建筑知識(shí),難以對(duì)所使用的建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震能力做出一個(gè)很明確的評(píng)判。
2.3目前,我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)多是重視對(duì)建筑的整體承載力和建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行,而忽視了對(duì)其他因素的考慮比如建筑結(jié)構(gòu)的性能設(shè)計(jì)。同時(shí),很多現(xiàn)行設(shè)計(jì)理論在進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)時(shí)候,更多的注意著建筑的主題結(jié)構(gòu)的抗震損失,而忽視了很多細(xì)節(jié),對(duì)損失的控制力度不強(qiáng)。經(jīng)濟(jì)評(píng)估準(zhǔn)則并沒(méi)有在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
3 性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)
通過(guò)對(duì)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)理論的實(shí)踐,可以對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比,以得到性能抗震設(shè)計(jì)理念的特點(diǎn)。
3.1多級(jí)設(shè)防。
相對(duì)于現(xiàn)行的三階段設(shè)防目標(biāo)(小震不壞、中震可修、大震不倒),性能抗震設(shè)計(jì)注重多級(jí)設(shè)防,保護(hù)非結(jié)構(gòu)件與內(nèi)部設(shè)施,后者的設(shè)計(jì)理念既保證使用者安全,又減輕業(yè)主和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)損失與壓力。
3.2投資效益準(zhǔn)則。
性能抗震設(shè)計(jì)偏重于安全、經(jīng)濟(jì)等多方面。在安全與經(jīng)濟(jì)之間找到合理、平衡的切入點(diǎn),確定最佳方案,以優(yōu)化設(shè)計(jì)為目的。
3.3自由度大。
相比較傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)刻板的被動(dòng)狀態(tài),性能抗震設(shè)計(jì)可根據(jù)業(yè)主的要求確定目標(biāo),給設(shè)計(jì)帶來(lái)新的動(dòng)力。
4 建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法
作為性能設(shè)計(jì)理論的重要內(nèi)容,基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法顯得尤為重要。那么怎樣合理的運(yùn)用基于性能抗震設(shè)計(jì)理念則引起了人們的廣泛關(guān)注,為了能夠把它有效地運(yùn)用到實(shí)際中來(lái),有很多學(xué)者都對(duì)此進(jìn)行了思考,但是卻還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),通過(guò)他們的總結(jié),我們可以知道讓性能設(shè)計(jì)思想運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中來(lái)主要有以下步驟和方法:
4.1性能抗震設(shè)計(jì)階段
4.1.1概念設(shè)計(jì)。根據(jù)用途和業(yè)主的要求,合理確定設(shè)防目標(biāo),通過(guò)場(chǎng)地、建筑平面等進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。
4.1.2 計(jì)算設(shè)計(jì)。根據(jù)預(yù)定的設(shè)防目標(biāo),計(jì)算出能影響各類因素的抗震參數(shù),參數(shù)與預(yù)定目標(biāo)不符要及時(shí)修改,直至滿足參數(shù)需求。以基于位移的抗震性能設(shè)計(jì)為例,主要包括步驟有確定不同強(qiáng)度地震作用下性能目標(biāo);根據(jù)初步設(shè)計(jì),確定結(jié)構(gòu)內(nèi)的位移的極限值;通過(guò)等效阻尼比等各類等效數(shù)值,確定等效剛度;設(shè)計(jì)采用必需的構(gòu)造措施;評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求和變形能力。以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理的態(tài)度進(jìn)行評(píng)估,如計(jì)算階段有不符合,則需重復(fù)計(jì)算設(shè)計(jì)步驟,以不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4.1.3性能評(píng)估。通過(guò)各類的分析法得出設(shè)計(jì)結(jié)果來(lái)確定該建筑結(jié)構(gòu)的性能。
4.2 性能抗震設(shè)計(jì)方法
目前大致主要有:位移影響系數(shù)、能力譜、直接位移設(shè)計(jì)等方法。
4.2.1位移影響系數(shù)法。基于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)方法,通過(guò)分析得出的最大期望位移值,利用等效方法、模態(tài)進(jìn)行確定。以達(dá)到此系數(shù)的修正作用。此方法還存在著由于它是整體抗震評(píng)估方法,無(wú)法具體體現(xiàn)主要結(jié)構(gòu)、樓層的損壞情況與抗震水準(zhǔn)等問(wèn)題。
4.2.2能力譜法。1975年被提出,隨后不斷改進(jìn)。能力譜設(shè)計(jì)是將能力譜曲線與地震反應(yīng)譜轉(zhuǎn)化而來(lái)的需求譜,進(jìn)行比較來(lái)評(píng)估其抗震性能。此方法側(cè)重對(duì)結(jié)構(gòu)的實(shí)際性能進(jìn)行驗(yàn)算、評(píng)估。另外,能力譜設(shè)計(jì)法比較適用于平面結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化且分布較均勻的結(jié)構(gòu),否將會(huì)產(chǎn)生不小的誤差。
4.2.3直接位移設(shè)計(jì)法。側(cè)重于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì),概念簡(jiǎn)單,根據(jù)地震等級(jí)來(lái)預(yù)期位移計(jì)算,使結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定位移。此方法也存在著只能從建筑結(jié)構(gòu)材料的極限變化得到數(shù)值,而不能考慮到預(yù)期以外的強(qiáng)震效應(yīng)的不足。
5 結(jié)語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比較寬泛的體系,它是現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)的延續(xù)與發(fā)展,以結(jié)構(gòu)性能分析作為基礎(chǔ),建筑物的性能目標(biāo)以全面、科學(xué)的因素來(lái)確定,使建筑物在面對(duì)不同等級(jí)的地震時(shí),能達(dá)到預(yù)期的抗震目標(biāo)。與傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)相比,優(yōu)點(diǎn)明顯:基于性能抗震相較于以往更系統(tǒng)化;性能抗震設(shè)計(jì)的適應(yīng)性、連貫性更好,應(yīng)用意義更大;靈活性的加大,使設(shè)計(jì)人員能發(fā)揮創(chuàng)造性,增加對(duì)新技術(shù)、新材料的推廣應(yīng)用等。性能抗震設(shè)計(jì)方法也需要解決一些設(shè)防水準(zhǔn)數(shù)據(jù)化的劃分,合理的參數(shù)取值范圍介定等問(wèn)題,才能更好的服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè),達(dá)到符合我國(guó)國(guó)情的設(shè)計(jì)規(guī)范。
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