抗震建筑

抗震建筑，是指在抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)建筑。從全球的重大地震災(zāi)害調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，95%以上的人命傷亡都是因?yàn)榻ㄖ锸軗p或倒塌所引致的。探討建筑物于地震中受損倒塌的原因，并加以防范，從工程上建造經(jīng)得起強(qiáng)震的抗震建筑是減少地震災(zāi)害最直接、最有效的方法。提高建筑物抗震性能，是提高城市綜合防御能力的主要措施之一，同時(shí)也是防震減災(zāi)工作中一項(xiàng)“抗”的主要任務(wù)。 

　　抗震建筑 背景

　　一些國(guó)際上造成重大傷亡的地震災(zāi)害都呈現(xiàn)出類似的現(xiàn)象，除了地震規(guī)模(震級(jí))大外，主要還是因?yàn)榇罅繘](méi)有經(jīng)過(guò)良好抗震工程設(shè)計(jì)與施工的房屋倒塌。而且這些房屋經(jīng)常是完全倒塌成一堆石塊廢墟，將人活埋；這樣的場(chǎng)景在1999年8月17日土耳其的伊茲米特(Izmit)地震、2001年1月26日印度的布吉(BHUJ)地震、2005年10月8日巴基斯坦的克什米爾(Kashmir)地震以及此次的汶川大地震等死亡人數(shù)超過(guò)2萬(wàn)人的災(zāi)害地震中都極為類似。因此，探討建筑物于地震中受損倒塌的原因，并加以防范，從工程上建造經(jīng)得起強(qiáng)震的抗震建筑是減少地震災(zāi)害最直接、最有效的方法。 

　　然而，不是符合抗震標(biāo)準(zhǔn)的房子就不會(huì)被震倒。假如建筑物遭受極端地震的襲擊，超過(guò)其抗震標(biāo)準(zhǔn)，那么建筑物還是可能嚴(yán)重受損或倒塌的。以這次汶川地震的規(guī)模來(lái)推算，在龍門山斷層附近距離斷層線20公里范圍內(nèi)的地震動(dòng)強(qiáng)度可能高達(dá)0.3g以上(地震烈度8度以上)，約相當(dāng)于中國(guó)抗震規(guī)范烈度9度的設(shè)防地震水平，但實(shí)際耐震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)只有7度(成都)左右。換言之，建筑物只有7度的耐震能力(符合抗震標(biāo)準(zhǔn))，卻遭受了9度以上的地震襲擊。有些城市雖然距離龍門山斷層較遠(yuǎn)，理論上震波會(huì)隨距離而衰減，但可能是因?yàn)榈刭|(zhì)較松軟，而在當(dāng)?shù)匕l(fā)生震波放大的效應(yīng)(地盤效應(yīng))，這也會(huì)使地震烈度超過(guò)抗震標(biāo)準(zhǔn)而成為重災(zāi)區(qū)。因此對(duì)地震與活動(dòng)斷層的充分研究也極為重要。 

　　抗震建筑 結(jié)構(gòu) 
      
　　抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的最關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)安全和經(jīng)濟(jì)起決定性的作用，是綜合的系統(tǒng)決策。 

　　不同建筑結(jié)構(gòu)形式的抗震性能比較 

　　框架結(jié)構(gòu) 

　　由鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱，組成骨架，再用空心磚或預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、陶粒等輕質(zhì)板材作隔墻分戶裝配而成的住宅。墻主要是起圍護(hù)和隔離的作用，由于墻體不承重，可以用各種輕質(zhì)材料制成。梁、板、柱等承重構(gòu)件，可以預(yù)制，也可以澆注，我市當(dāng)前采用現(xiàn)場(chǎng)澆注?？蚣芙Y(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)是抗震性能好，結(jié)構(gòu)牢固，使用壽命長(zhǎng)，且住宅內(nèi)可以自由分隔，大開(kāi)間住宅均采用此結(jié)構(gòu)。  

　　又叫現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，它是以梁和柱來(lái)承重，它的梁，柱還有樓板都是現(xiàn)澆而成的。 

　　磚混結(jié)構(gòu) 

　　磚混結(jié)構(gòu)住宅中的“磚”，是指一種統(tǒng)一尺寸的建筑材料，也有其他尺寸的異型粘土磚、空心磚等。  

　　“混”是指由鋼筋、水泥、砂石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料，包括樓板、過(guò)梁、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、排檐。這些配件與磚做的承重墻相結(jié)合，可以稱為磚混結(jié)構(gòu)住宅，由于抗震的要求，磚混住宅一般在５層、６層以下。  

　　剪力墻結(jié)構(gòu)
 
　　定義  
　　剪力墻是用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來(lái)承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱為剪力墻結(jié)構(gòu)。  

　　注意  
　　這種結(jié)構(gòu)在高層房屋中被大量運(yùn)用，所以，購(gòu)房戶大可不必為其專業(yè)術(shù)語(yǔ)所蒙蔽。  

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)  

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指承重的主要構(gòu)件是用鋼筋混凝土建造的。包括薄殼結(jié)構(gòu)、大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模、升板等建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物。 

　　基本原理
　 
　　由于混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度，因而素混凝土結(jié)構(gòu)不能用于受有拉應(yīng)力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉區(qū)內(nèi)配置鋼筋，則混凝土開(kāi)裂后的拉力即可由鋼筋承擔(dān)，這樣就可充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度較高和鋼筋抗拉強(qiáng)度較高的優(yōu)勢(shì)，共同抵抗外力的作用，提高混凝土梁、板的承載能力鋼筋與混凝土兩種不同性質(zhì)的材料能有效地共同工作，是由于混凝土硬化后混凝土與鋼筋之間產(chǎn)生了粘結(jié)力。它由分子力（膠合力）、摩阻力和機(jī)械咬合力三部分組成。其中起決定性作用的是機(jī)械咬合力，約占總粘結(jié)力的一半以上。將光面鋼筋的端部作成彎鉤，及將鋼筋焊接成鋼筋骨架和網(wǎng)片，均可增強(qiáng)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力。為保證鋼筋與混凝土之間的可靠粘結(jié)和防止鋼筋被銹蝕，鋼筋周圍須具有15～30毫米厚的混凝土保護(hù)層。若結(jié)構(gòu)處于有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境，保護(hù)層厚度還要加大。  
　 
　　梁和板等受彎構(gòu)件中受拉力的鋼筋，根據(jù)彎矩圖的變化沿縱向配置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉的一側(cè)（見(jiàn)鋼筋混凝土梁）。在柱和拱等結(jié)構(gòu)中，鋼筋也被用來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗壓能力。 

　　它有兩種配置方式：一是順壓力方向配置縱向鋼筋，與混凝土共同承受壓力；另一是垂直于壓力方向配置橫向的鋼筋網(wǎng)和螺旋箍筋，以阻止混凝土在壓力作用下的側(cè)向膨脹,使混凝土處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài),從而增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力(見(jiàn)鋼筋混凝土柱)。由于按這種方式配置的鋼筋并不直接承受壓力，所以也稱間接配筋。在受彎構(gòu)件中與縱向受力鋼筋垂直的方向，還須配置分布筋和箍筋，以便更好地保持結(jié)構(gòu)的整體性，承擔(dān)因混凝土收縮和溫度變化而引起的應(yīng)力，及承受橫向剪力。  
　 
　　應(yīng)用范圍　 
　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中的應(yīng)用范圍極廣,各種工程結(jié)構(gòu)都可采用鋼筋混凝土建造最近若干年來(lái)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在原子能工程、海洋工程和機(jī)械制造業(yè)的一些特殊場(chǎng)合，如反應(yīng)堆壓力容器、海洋平臺(tái)、巨型運(yùn)油船、大噸位水壓機(jī)機(jī)架等，均得到十分有效的應(yīng)用，解決了鋼結(jié)構(gòu)所難于解決的技術(shù)問(wèn)題。  

　　磚混結(jié)構(gòu)　

　　磚混結(jié)構(gòu)是指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、附壁柱等采用磚或砌塊砌筑，柱、梁、樓板、屋面板、桁架等采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。  

　　通俗地講，磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結(jié)構(gòu)，又稱鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)。  

　　因?yàn)榇u混結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)是粘土磚，所以磚的形狀及強(qiáng)度就決定了房屋的強(qiáng)度。  

　　可以這樣說(shuō)，磚的形狀越規(guī)則，砂漿的強(qiáng)度越高，灰縫越薄越均勻，砌體的強(qiáng)度就越高，房屋的耐用年限就越長(zhǎng)。  

　　磚混結(jié)構(gòu)住宅中的“磚”，指的是一種統(tǒng)一尺寸的建筑材料，也有其他尺寸的異型粘土磚、如空心磚等。  

　　“混”是指由鋼筋、水泥、砂石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料，包括樓板、過(guò)梁、樓梯、陽(yáng)臺(tái)、排檐。這些配件與磚做的承重墻相結(jié)合，可以稱為磚混結(jié)構(gòu)住宅。由于抗震的要求，磚混住宅一般在5層、6層以下。  

　　磚混結(jié)構(gòu)一般指把磚砌體用作內(nèi)外承重墻或隔墻，樓蓋、屋蓋、梁、柱（也可是磚柱）是鋼筋混凝土作用在墻柱上的荷載，主要是由梁板傳來(lái)的屋蓋、樓蓋上的活、恒荷載，它通過(guò)墻柱基礎(chǔ)傳到地基。作用在縱墻上的水平荷載（如風(fēng)荷）一部分直接由縱墻傳給橫墻，另一部分則通過(guò)屋蓋和樓蓋傳給橫墻，再由橫墻傳至基礎(chǔ)，最后傳給地基，承重墻的厚度及長(zhǎng)度是根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定的。  

　　在磚混結(jié)構(gòu)中的梁有門窗過(guò)梁、圈梁、雨蓬梁、陽(yáng)臺(tái)梁、樓梯梁等，這些梁的長(zhǎng)度、配筋和截面尺寸，除圈梁是按構(gòu)造配筋外，其它都是通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)的，圈梁主要作用是提高房屋空間剛度、增加建筑物的整體性，提高磚石砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度，因此圈梁不是承重梁，當(dāng)圈梁用作過(guò)梁時(shí)，只在過(guò)梁部位按設(shè)計(jì)配筋，其它部位仍是按構(gòu)造配筋，有許多把圈梁當(dāng)作承重梁對(duì)待，隨意將圈梁下墻體敲掉，則留下了不安全的隱患。 簡(jiǎn)單點(diǎn)，用磚和混凝土做承重的建筑就是磚混結(jié)構(gòu)。 

　　磚木結(jié)構(gòu)住宅 

　　磚木結(jié)構(gòu)住宅的指建筑物中承重結(jié)構(gòu)的墻、柱采用磚砌筑或磚塊砌筑，樓板結(jié)構(gòu)、屋架用木結(jié)構(gòu)共同構(gòu)筑成的房屋。  

　　鋼結(jié)構(gòu)框架 

　　鋼結(jié)構(gòu)框架是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、剛度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學(xué)的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動(dòng)力荷載；建其缺點(diǎn)是耐火性和耐腐性較差。  

　　板柱結(jié)構(gòu) 

　　板柱結(jié)構(gòu)是由樓板和柱組成承重體系的房屋結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是室內(nèi)樓板下沒(méi)有梁，空間通暢簡(jiǎn)潔，平面布置靈活，能降低建筑物層高。適用于多層廠房、倉(cāng)庫(kù)，公共建筑的大廳，也可用于辦公樓和住宅等。  
　　 
　　板柱結(jié)構(gòu)一般以鋼筋混凝土材料為主。柱為方形，樓板用實(shí)心平板，在柱網(wǎng)尺寸大于6米的建筑中,為減輕樓板自重，可采用雙向密肋板或雙向暗密肋內(nèi)填輕質(zhì)材料的夾心板，或預(yù)應(yīng)力混凝土平板，在樓板與柱的連接處，將柱頂部擴(kuò)大做成柱帽，以增強(qiáng)樓板在支座處的強(qiáng)度和減少樓板的跨度。有時(shí)因建筑造型的需要，不設(shè)柱帽，但需采取局部加強(qiáng)措施。高度較高且受較大側(cè)向外力的板柱結(jié)構(gòu),需要增設(shè)剪力墻或其他抗側(cè)向力構(gòu)件,以限制結(jié)構(gòu)的水平位移，增強(qiáng)抗地震、抗風(fēng)的能力。 

　　抗震建筑 設(shè)防 
      
　　設(shè)防等級(jí)劃分為12個(gè)等級(jí)  

　　抗震設(shè)防烈度是按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度?？拐鹪O(shè)防烈度為8度，即超越8度的概率為10%左右。  

　　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)。 

　　設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 

　　甲類建筑 
　　地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定；抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6～8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，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。  
　　  
　　乙類建筑 
　　地震作用應(yīng)符臺(tái)本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求；抗震措施，一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6～8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，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。對(duì)較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。  
　　  
　　丙類建筑 
地震作用和抗震措施均應(yīng)符臺(tái)本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。  
　　  
　　丁類建筑 
　　一般情況下，地震作用仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求；抗震措施應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。  

　　當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對(duì)乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算，但仍采取相應(yīng)的抗震措施