制定严格的法规论文合理的抗震结构论文:浅议中国抗震设
计规范
摘要:从2008年我国四川“5.12”汶川地震和2011年日本“3.11”地震来看,我国死亡伤亡人数众多,建筑物损毁情况严重。日本在保证建筑质量上的法规和设计值得我国学习借鉴。
关键词:制定严格的法规 合理的抗震结构 使用抗震材料
我国平均每两年发生三次以上的7级以上地震,每四到五年发生一次7级半以上地震,十年左右发生一次八级地震。我国人口密集很多地方都有人居住,可以说是地震非常严重的国家。日本是一个地震多发国,从地震发生的频度和强度看,日本好像比我们多。但日本八级以上地震大部分离海岸有五十公里左右,发生在大城市的八级以上地震远没有中国多。所以我国地震的潜在风险更严重,危害更巨大。
2008年五月十二日,四川汶川发生里氏八级特大地震,截至五月十九日,造成51151人遇难,288431人受伤,累计28328人失踪,大量房屋坍塌,造成人员伤亡的不仅是地震,建筑物的不抗震是更大级别的地震。提高建筑物的防震抗震水平,是避免造成更大伤亡的重要途径。
2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级地
震并引发海啸,截至当地时间4月12日19时,已确认此次事故造成13232人死亡、14554人失踪。日本房子被震塌的比例较低,死亡人员多因海啸引起。对比这两次地震,它给我国城市建筑设计者敲响了一个警钟。我们应从新审视我国的一些建筑法规。
1 制定严格的法规
为保护居住着的生命健康和财产,1950年日本颁布《建筑基准法》该法有七章105条组成。规定高层建筑能够抵御7级以上地震强烈地震,还必须提交建筑抗震报告书,报告书的主要内容包括,根据地震的不同强度,计算不同的建筑结构在地震中的受力大小,进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比。还颁布了《建筑师法》规定建筑师需持证上岗,其业务范围除根据建筑物的规模及其种类进行设计外,还具有工程监督的义务。建筑基本法历经1963年、1970年、1976年的修改而不断完善。2006年10月11日,日本国土交通省提交了《建筑基准法》、《建筑业法》和《建筑师法》三项法律的修正案。他将弥补以往法律的缺陷,严格建筑设计标准,加大处罚力度。对设计了那些建筑抗震强度明显不足的建筑师,将现行的罚款50万日元提高到最高可处3年有期徒刑,从经济的处罚上升到刑事的高度上,增加震慑力。
1974年国家建委发布了我国第一个建筑抗震规范,唐山大地震后发布了“78规范”,19年又发布了“规范”。2001年,对“规范”再次进行修订。颁布实施了《建筑抗震设计规范(gb50011-2001)》,其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。使用功能或其他方面有专门要求的建筑,当采用抗震性能化设计时,具有更具体或更高的抗震设防目标。“小震不坏、中震可修、大震不倒”是抗震设防三个水准目标。
此次修订共涉及31条规定,主要包括灾区设防烈度的调整,增加了有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文,提高了装配式楼板构造和钢筋伸长率的要求。《规范》针对我国的实际情况,把我国分成6~9度四种设防分类,其中6度区是不需要进行抗震计算的,只需要在结构设计时进行相应的抗震结构措施即可;7、8、9度区的建筑物,在结构设计时都应当进行抗震验算。抗震设防烈度必须按国家规定权限审批,颁发的文件确定,一般情况取50年内超越概率10%的地震烈度。
同时根据建筑物功能的重要性分为甲、乙、丙、丁四类建筑。
2 采用合理的抗震结构
在日本的建筑施工中,对于抗震有三种构造概念:耐震、制震和免震。耐震为普遍级别主要用在低层建筑中,制震则是让建筑物在地震晃动中,集中在一个地方造成损伤,但其他地方不会发生损毁。其中一种做法是在建筑物中放置各种球体,让各个部分吸取地震能量,等地震过后只需把这部分换掉就行,建筑其他地方不会发生问题。还有普遍做法放置油压器装置,其作用相当于保险丝。基本上在高层建筑上每层放置一个免震,所以现在日本大多数建筑采用的标准都是制震的标准。
日本建造房屋大部分采用了箱体式木结构和轻钢结构。木结构是一种柔性结构,在房屋承受地震作用引起晃动时房屋可以整体翻滚而不损毁,木结构可以更好地释放力量,不容易散开和松动。超轻钢结构体系是以部分型钢与冷弯超薄壁高强度镀铝锌轻钢龙骨作为房屋的支承和围护,其主要材料厚度仅为0.55mm,在所有钢结构建筑领域当中,其用钢量最省,材料损耗几乎为零,已达到了极至,完全符合节约、节能要求。它具有极强的坚实性、防风、防震性以及更好的防虫性、防潮性、防火性、防腐性,随心所欲的可塑性,并具有很强的绿色环保概念。日本在构筑高层建筑物的基础上
普遍采用“地基地震隔绝技术”。在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置,特别是近年来日本不断钻研拥有多项先进的建筑防震技术,如日本大京公司和三井不动产公司,都建造了新型的免震公寓。
而我国由于历史原因,1976年以前建造的建筑物,大多没有考虑抗震设防。80年代以后住房大多是混凝土结构、砌体结构,其中砌体结构强度较低、抗拉抗剪性能较差,难以抵抗水平作用产生的弯矩和剪力。因而在日本已基本淘汰;钢筋混凝土结构强度、抗震性能一般,日本只在低矮建筑中应用。房屋设防烈度偏低,灾难性地震多发生在低烈度地区,房屋成片倒塌,伤亡惨重,其中大多数死亡都是房屋倒塌造成的。我国一般建筑物物的支柱较细、混凝土质量较差、钢筋数量较少,而众多的老房屋建筑几乎没有使用抗震技术。近年来随着城市化的日益推进“烂尾楼”和违章建筑夜不断地在增多,他们根本没有抗震保障。随着生活水平的不断提高,美化家居意识的增强,有些业主随意改造房屋凿墙打洞,破坏原有结构降低抗震等级。这也是抗震中的一大隐患。
3 使用抗震材料
近年来日本等国开发出一种新型建筑材料-玻璃钢混凝土,由于vpb玻璃钢轻质高强,可以减少建筑物的重量,减少地震造成的危害,节省建筑材料及基础建筑结构。故可在
混凝土中做加强筋,使混凝土整体性好,抗震效果好。
加气混凝土是以硅、钙材料为基础,引入发气剂,经高压处理后的新型建筑材料。它具有容重轻、强度高、保温性能好、隔热等特点,对于提高抗震性能,增加建筑物使用面积,减轻建筑物重量,降低工程造价,加快工程进度,都有广泛的应用前景。
在房屋建筑中,水泥的用量最大,但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点。为了改善这些弊端可采用碳纤维增强混凝土,主要用作高层建筑的外墙墙板。用碳纤维取代钢筋,可消除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用,使建筑构件重量减轻,安装施工方便,还可吸收震动波。
建筑物防护最薄弱的地方是玻璃,当玻璃遭受外力冲击时,其四处飞溅的碎片极易对人造成二次伤害。因此为减少玻璃造成的安全事故,我国推广使用安全玻璃,安全玻璃主要是指:钢化玻璃、夹层玻璃、贴膜玻璃等。2003年12月4日,我国颁布了《建筑安全玻璃管理规定》自2004年1月1日起实施该规定对建筑物中必须使用安全玻璃的楼层、玻璃面积、特殊部位等作了具体规定。但在实际当中,仍存在落实不足的现象,除推广力度和宣传不足以外还有广大人民群众因经济上的原因多不采用。
4 结束语
在工程和建筑方面我国虽已形成较为完善的标准和规范体系,但仍有很多不完善甚至有待改进之处:防震标准方面较低;对工程和建筑物的防震审查以及处罚还不够严格;监督机制不够健全;乡村建筑未列入法律规范范围;招投标法也存在规则不统一以及执行不严格弊端;对核电站、大型水库、学校等重点建筑工程应进行加固。
随着城市化水平的不断提高,住宅消费也成为人们的重要消费,而住宅质量现已成为住宅消费者最为关心的问题,而住宅的抗震性能直接关系到人民群众的生命安全。我国应该从两次大地震中汲取教训重新重视我们的建筑质量。从最初的设计选材施工方面都应严守标准。也需要加大对房地产建设的质量监管力度。
参考文献:
[1]《建筑抗震设计规范(gb50011-2001)》. 作者简介: