從震害談房屋建筑的抗震性能(二)

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由于歷史原因,在我國,80年代以前的建筑大量存在,這些建筑大多未考慮抗震或抗震能力較差,有些房屋雖經(jīng)過抗震加固,整體抗震性能依然較差。此次汶川地震中垮塌的房屋大部分為建造較早的砌體結(jié)構(gòu)和多層框架結(jié)構(gòu)。同時(shí),由于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡,在部分經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)及交通運(yùn)輸能力較差的地區(qū),使用就地取材的磚石作為主要建筑材料的砌體結(jié)構(gòu)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)仍將大量存在,而作為低層公共建筑的主要結(jié)構(gòu)形式,框架結(jié)構(gòu)也將大量存在。因此如何從設(shè)計(jì)上提高高設(shè)防烈度地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,特別是在罕遇的強(qiáng)震作用下的防倒塌能力,應(yīng)是今后工程抗震研究的重點(diǎn)。
    從建筑結(jié)構(gòu)上減輕地震災(zāi)害的新技術(shù)
    近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新技術(shù)、新材料甚至新的設(shè)計(jì)思想得到大量的應(yīng)用,大大豐富了提高建筑抗震能力的手段。如使用更高強(qiáng)度的建筑材料,能夠提高構(gòu)件的極限承載能力并降低結(jié)構(gòu)自重。與之相比,新技術(shù)、新設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用,能夠更有效地減輕地震災(zāi)害。其中,隔震和消能減震就是兩種建筑結(jié)構(gòu)減輕地震災(zāi)害的新技術(shù)。
    隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
    隔震技術(shù)是國際上熱門的工程抗震新技術(shù)。它通過把隔震消能裝置(如橡膠隔震墊)安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)(或底部柱頂)之間,把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)“隔開”。這樣,改變了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和動(dòng)力作用,明顯地減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng),達(dá)到“以柔克剛”的效果。
    國內(nèi)外大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐證明,隔震體系一般可使結(jié)構(gòu)水平地震加速度反應(yīng)下降60%左右,從而消除或有效減輕結(jié)構(gòu)的地震損壞,提高建筑物及其內(nèi)部人員的安全性。隔震體系具有很大的垂直承載力(50T~2000T)及很大的垂直壓縮剛度,而其水平變形剛度較?。?.25kN/mm~1.8kN/mm),水平極限變位值較大(10~50cm),它具有足夠大的初始剛度,以抵抗風(fēng)荷載和輕微地震,當(dāng)強(qiáng)地震發(fā)生時(shí),又能自由柔性滑動(dòng);而變形過大時(shí),剛度回升,具有保護(hù)和限位作用,鋼板夾層橡膠隔震墊具有較大的復(fù)位能力,在多次地震中自動(dòng)瞬時(shí)復(fù)位。
    同時(shí),它耐久性能好,一般使用壽命可在70年以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般民用建筑物50年使用壽命的要求。1994年1月17日,美國洛杉磯大地震中,該市相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)醫(yī)院,一個(gè)是隔震的,地震時(shí)醫(yī)師護(hù)士照常工作;另一個(gè)是不隔震的,損壞厲害,一直無法恢復(fù)工作。1995年1月17日,日本神戶大地震,該市的西部郵政大樓和松村研究所大樓等隔震房屋經(jīng)受了地震的考驗(yàn),房屋結(jié)構(gòu)安全完好,儀器、設(shè)備、裝修等絲毫無損。根據(jù)其特性,一般來說隔震技術(shù)主要適用于較重要的低層和多層建筑,如醫(yī)院、學(xué)校、商場(chǎng)、科研機(jī)構(gòu)以及重要的指揮職能單位。