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农村房屋抗震设计

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农村房屋抗震设计

农村房屋抗震设计范文第1篇

关键词:农村建筑,抗震设计,措施

 

1 引言

地震给人类造成的最大危害是房屋倒塌,危度生命和财产安全。砖房在历次地震中的震害很严重,农村、城镇房屋建筑的主体为多层砌体结构。在地震力的作用下,砖结构易发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌。全国城镇民用建筑中,以砖砌体作为墙体材料的占90%以上,多层砌体(含底框砖房)所占(面积)比例达89%。抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,对减轻地震灾害有积极的作用。因此加强抗震地区合理的进行结构抗震设计是十分重要的工作。

2 农村房屋设计中存在的主要问题

(1)在建多层砌体住宅中,房屋出现超高现象。有些底层还出现店面屋

(2)有的房屋为设置大客厅,牺牲门间墙宽度,开大门洞,大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台做成大悬挑从而扩展客厅面积,当部分地方尺寸满足不了要求,也不注意采取措施,采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢,把布局改得乱七八糟的,不仅不美观,平面改成层次不齐,墙体沿竖向布置上下不连续。

(3)在房屋设计中没有对抗震承载力进行计算。

(4)房屋在抗震设计中,采取的抗震措施不到位。很多设计不完整,设置不足,细节不清楚,不管能实效不,就靠图纸来施行。

(5)在建多层楼房屋中,为了满足部分大空间需要,底层或顶层采用“混杂”结构体系的,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构,有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作结构的框架。

3.农村建筑抗震设计的基本原则

(1)选择对抗震有利的场地和地基,从地形地貌看,应选择地势平坦开阔的地方作为建筑场地。

(2)合理规划,避免地震时发生次生灾害。房屋不要建得太密,房屋的间距以不小于1~1.5倍房屋的高度为宜。

(3)抗震结构方案一般应采用矩形、方形、圆形的平面布置。要选择经济合理的设计方案

(4)保证结构的整体性,并使结构和联结部分具有较好的塑性。

(5)尽量不做建筑突出屋面的砖烟囱、女儿墙等,以免引起房屋破坏

(6)减轻建筑物的自重,降低它的重心位置。建筑物所受的地震荷载的大小和它的重量成正比。减轻建筑物的重量,是减少地震荷载最经济最有效措施。

(7)购置正规合格材料。材料强度应达到设计要求,按设计图纸施工,并严格按照施工规范施工。

4农村房屋抗震设计

4.1房屋坐落设计,布局要合理

房屋布局要紧凑,美观合理。尽量设计为正房,从而加大才光亮。区位选址要合理,建筑物与周围环境相协调,有足够的人均建筑面积,充分利用土地资源,使住宅具有足够的抵抗自然灾害能力。房间设备亮度足够,通风良好,南北朝向为佳,朝向的间距在净高1.5倍以上。房屋总高度与总宽度的最大比值,不能超过抗震规范要求。

4.2结构体系设计

首先应采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。纵横向应应具有合理的刚度和强度。对出现薄弱的地方应采取相应措施提高其抗震能力。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。同一结构单元不应采用砖房与底框砖房或内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。应采用相同的结构类型。

4.2.1外墙维护设计。优先采用陶粒空心砌块、陶粒聚苯砌块作为外墙围护。

4.2.2窗户设计。要针对地区特点、窗的位置、朝向及室外遮挡等情况,进行合理的设计。农村住房可采用现行建筑设计规范中规定的窗地比。科技论文。窗应布置在房间或开间中部。这样可以使室内照明度均匀,窗台高度高度一般为900mm,不能过高或过低。科技论文。

4.2.3抗震设计。抗震性能好坏取决于建筑地点、地质条件;建筑物的设计是否符合抗震设计规范;施工质量的优劣。建造中适当配以构造柱、圈梁及拉结筋,以增强建筑物的抗震能力。

4.2.4平、立面布置。有的没抗震设计理念,为开大门洞,缩小门间墙宽度。建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置要对称,有规则。纵、横墙沿平面布置不能对齐的墙体较少,楼梯间不宜设在房屋的转角处,房屋转角处的门窗间墙承受双向侧向应力,其局部尺寸应不小于lm;其余外纵墙的门窗间墙局部尺寸部分不满足1m要求时,其限值可放宽到0.8m;内墙门间墙局部尺寸不满足要求时,可用设构造柱来满足。建筑的立面和竖向剖面力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变。当房屋的立面高差较大、错层较大,采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立元。虽然砖砌体与构造柱和圈梁可以增加房屋的延性。但它们不能同时发挥作用。

4.3抗震计算

抗震计算是抗震设计中的重要内容,是保证满足抗震承载力的基础。对平面和竖向不规则的多层砖房采用考虑地震扭转影响的分析程序。多层砖房的抗震计算可采用底部剪力法。

4.4抗震措施

为保证房屋在地震中有良好的抗震能力,以下介绍了几点抗震措施内容。

4.4.1构造柱和圈梁的设置

现在农村很多房屋是多层砌体房屋。对横墙较多或较少的要采取不同设置,对横墙较少的应根据房屋增加一层或二层后的层数。对横墙较多应按要求设置构造柱。对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋砼楼、木楼、屋盖应按抗震规范要求设置圈粱。圈梁的截面和配筋不能太大。

4.4.2构件间的连接措施

(1)构造柱与楼、屋盖连接:当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mmx120mm拉梁与构造柱连接。为屋盖时.构造柱应与每层圈梁连接。

(2)构造柱与砖墙连接:构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎。并沿墙高每隔500mm设2Φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

(3)墙与墙的连接:抗震设防烈度为7度时,层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间,外墙转角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每隔500mm设2Φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于lm。

(4)屋顶间的连接:突出屋面的楼梯间,构造柱应从下一层伸到屋项间顶部,并与顶部圈粱连接。

(5)后砌墙体的连接:应沿墙商每隔500mm设2Φ6拉结钢筋与承重墙连接。每边伸入墙内不小于0.5m。抗震设防烈度为8度到9度时。长度大于5.1m的后砌墙顶,应与楼、屋面板或梁连接。科技论文。

(6)栏板的连接:砖砌栏板应配水平钢筋,并且压项卧梁应与砼立柱相连。

(7)构造柱底端连接:构造柱可不单独设基础,但应伸入室外地面下500mm,或锚入室外地面下不小于300mm的地圈梁。

4.4.3悬臂构件的连接

(1)女儿墙的稳定措施:抗震设防烈度为6~7度时,240mm厚无锚固女儿墙(非出入口处)的高度不能超过0.5m,当超过时,女儿墙应按抗震构造图集要求采取措施。女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶面算起。当屋面板周边与女儿墙有钢筋拉结时。计算高度可从板面算起。

(2)悬挑构件:悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不能大于1.8m.不应大于2m。并且不能采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。

5农村新建房屋的措施

新建房屋要从当地环境、设计方案、机构、材料、人员等方面进行控制,从而提高房屋的施工质量和房屋抗震水平。

对于当地的环境做一个系统的调查,做到因地制宜。合理采用设计方案,加强新型房屋结构的抗震能力的技术措施。在房屋建造区域建立地勘资料,为农民服务。作为地震行政主管部门应加强对农民地震知识的宣传,加强地震防范意识。对于建筑的用料要严格进行控制,防止使用不合格的建筑材料,以免建造质量低劣的房屋。无论是村民还是施工人员应具备一些基本的抗震知识。

6.结束语

随着我国农村经济水平的提高,农村住宅数量越来越多,越来越多的农民建新房,多层房屋,在建房中,应重视房屋抗震设计中的各个环节,将工程质量放在首位,严格按照施工规范要求施工,加强规划、设计、施工方面的管理,从而降低房屋的地震程度。

参考文献:

[1]柴旭辉.村镇民房抗震能力的现状及加强措施[J].山西建筑,2005,1(1):50―51.

[2]姚谦峰,苏三庆.地震工程[M].西安:陕西科学技术出版社,2001.293―294.

[3]潘明辉.从云南省大姚县6.2级地震看我国小城镇和村镇房屋存在的抗震问题[J].世界地震工程,2004,12(12):86―88.

农村房屋抗震设计范文第2篇

在接受本刊采访时,中国工程院院士谢礼立称,地震灾害的本质是一种土木工程灾害,如果震前预防到位,可以确保在7级地震时杜绝死亡。

目前中国每年以土木工程为主的基础设施建设规模已超过世界上其他国家的总和。这一方面为增强中国土木工程的研究、设计和施工的总体水平提供了机遇,同时也提出了诸多要求。

其中最严峻的挑战是各种自然灾害和人为灾害的威胁。土木工程防灾减灾已经成为保障中国经济和社会可持续发展的重大需求。

“5·12”地震后,谢礼立曾提出,在中国五千年发展史中曾遭遇各种灾害,但危害极大、影响极广的土木工程灾害还未被充分认识。

从那时起到今天,5年过去了,中国的土木工程防灾减灾是否有了真正的成果?

农村自建房倒塌严重

根据目前芦山地震的情况,清华大学土木工程系教授、中国工程院院士陈肇元对《瞭望东方周刊》说,此次地震房屋倒塌主要在农村,问题出在房屋结构上。“农村的房屋实际上是有经验的泥瓦匠做的,而不是技术人员。每次地震都造成大量农村房屋倒塌。一定要提高国家管理体系,把管理触角深入农村,把精力放在改善房屋结构上。”

“长期以来,国家规范中对大梁、楼板、钢筋、混凝土等的做法都有要求。不过,直到2011年7月开始实施的新规范,才对房屋整体牢固性提出要求。而且这只是原则性要求,没有具体细则。”陈肇元解释说。

在他看来,如果房屋整体牢固性好,即使少些柱子也没关系,地震时至多是房屋出现裂缝。“从大的范围来看,如今所有的结构规范都是针对城镇,广大农村到现在都没有专业设计人员指导如何修建房子。”

“5·12”地震后,房屋的抗震能力、尤其是中小学教室抗震能力引起了国家重视。“中国房屋抗震等级相比其他国家偏低。国家特别提出中小学校舍要进行加固,尽管比其他国家要求低,也不至于倒塌。如果有倒塌,问题可能会出在管理、落实上。”陈肇元说。

清华大学土木工程系教授叶列平也认为,减少灾害措施主要工作要放在震前。“地震灾害最主要的还是工程灾害。房子不倒就没有灾害。之所以这次房屋倒塌主要集中在村镇,是因为村镇建筑没有纳入监管体系,都是自建房。”他对本刊记者说。

作为一名建筑抗震专家,叶列平曾参与“5·12”地震、玉树地震的调研工作。有人认为,“空心砖”优点是质轻、强度高、保温、隔音降噪性能好,缺点是承重能力差、抗震能力差。2011年3月10日云南盈江地震死亡的25人中,11人是在建筑物倒塌时被空心砖砸中。震后重建中,盈江县禁止以空心砖作为本地区房屋建筑材料。

叶列平告诉本刊,“空心砖”主要用于填充墙,对房屋整体抗震性能没有太大影响,至关重要的还是房屋整体建筑结构。

玉树震区一些政府机构和学校、住宅楼采用砖混结构,震中部分破坏甚至倒塌,部分表现较好。大部分民居采用混凝土空心砌块、土坯、木结构或几种材料混合使用砌筑而成,致使自建民居大量倒塌。

专家普遍认为,“5·12”震区农村自建房倒塌严重,是因为农村建筑以砖混结构为主,抗震能力低,其结构主要特点是,实心钻土砖承重、木瓦屋盖、楼板为预制空心板。

灾区有效实践土木工程减灾

谢礼立例举,造成土木工程灾害的主要原因包括:在土木工程的规划或建设中,不当的知识和技术,或不当的选址、设计、施工,以及不当的使用和维护,导致所建造的土木工程不能抵御突发的载荷,进而使土木工程失效和破坏,乃至倒塌。

他说,具有抗震能力的房屋较一般房屋成本增加10%到15%。

现在人们花很多钱装修房屋,而在谢礼立看来,应该把更多的钱用在抗震设防上。“房子质量涉及几个方面,第一是正确的选址;第二是正确的设防;第三是正确的设计;第四是正确的施工,不能偷工减料;第五,要用正确的材料。这都是保证房子抗震的基础。”他对《瞭望东方周刊》说。

2006年6月,甘肃省陇南市发生5级地震,陇南市文县临江镇东风村90%以上的房屋倒塌或严重毁坏,震后该村按照恢复重建规划,将整个村落搬迁到紧靠212国道的白龙江边进行重建。

全村重建地震安全农居73户,户均6间住房,县、乡政府从重建经费中给每户平均补助10500元,借款2500元,经政府协调由中国农业银行给每户贷款2000元以及通过世界银行项目给每户贷款5500元。

重建时,该村按照地震部门提供的当地抗震设防要求8度进行设防。完全按照农居地震安全工程标准进行规划、设计和施工,基础采用水泥毛石砌筑,以砖混和框架结构为主,按标准设置上下圈梁、过梁和构造柱,确保纵横墙体之间有必要的拉结,达到遭受6级左右地震不倒塌的基本要求。

按照同一抗震要求进行建设的,还有邻近的武都区外纳乡的李亭村和稻畦村。这3个村距“5·12”地震震中的平均距离约260公里,当地地震烈度也为8度,但这三个村住房完好无损,甚至连墙皮都没有开裂。

在谢礼立看来,“5·12”地震的另一个重要教训是,必须提高震区学校,特别是中小学建筑物的抗震能力。提高学校、医院等建筑物的抗震能力一般有两种方法:一是提高建筑物的设防水准,二是提高建筑物的重要性类别辅之以增强抗震措施。

在芦山地震中,加固的学校教室没有出现大面积倒塌。与此同时,澳门援建的芦山县人民医院引起了广泛关注,叶列平解释说,它运用了隔震结构,所以能在地震中安然无恙。“这种技术在‘5·12’地震后得到推广。‘5·12’地震后,房屋建设采用了多种技术,譬如在绵阳地区使用了消能减震结构。”

新版抗震设计规范有待落实

在陈肇元看来,建筑工程的抗震设防标准,首先与国家有关部门颁布的当地在地震发生时需要承受的基本地震烈度有关。

每次地震释放的能量是一定的,但受地震影响的强弱程度即地震烈度会随该地区离震中距离的远近、震中深度及地质条件等多种因素而变。

“地震烈度每增加1度,大体表示传到当地的地震地面运动的峰值加速度增加一倍,也就意味着,弹性阶段的建筑物受到的地震力要翻一番。”陈肇元说,至于设防烈度的取值大小,还需考虑国家的经济、物资供给能力和当地是否具备人类生存、活动条件等多种因素。

中国房屋建筑主体结构抗震设计采用了多目标抗震设防原则,规范规定的设防目标为“小震不坏,中震可修,大震不倒”。

关于建筑设计的抗震要求,中国至今仍只针对地震灾害,而且设防要求较低,也不强制要求占全国房屋建筑总面积三分之二的农村建筑物的抗震设防。

“5·12”地震后,住建部等部委了新的《建筑抗震设计规范》。在修订过程中,主要总结了“5·12”地震震害经验,对灾区设防烈度进行了调整,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。

谢礼立认为,和2001年的版本相比,修订后的《建筑抗震设计规范》对抗震概念设计的要求作了进一步、更符合实际的规定,使概念设计在工程中的应用更加具体地落到实处。

“然而,在中国目前尚没有一整套系统的结构抗震概念设计理论;结构工程师理论水平的不一致,导致概念设计在实际应用中方法多样,不能确保结构的安全耐久性。”他说。

参与这次修订的欧进萍此前曾详细研究过诸多中外建筑抗震设计规范,他在《地震工程灾害与防御- - -建筑抗震设计规范分析与比较》中指出,中国建筑抗震设计规范总体合理,但抗震设防水平略低于美国和欧洲。

农村房屋抗震设计范文第3篇

关键词:抗震设防;三峡;库区民居

基金项目:重庆房地产职业学院科学研究项目

中图分类号:TU 文献标识码:A

原标题:三峡重庆库区村镇民居抗震设防现状及对策研究

收录日期:2013年9月4日

前言

三峡库区人口众多,地理条件、地质构造复杂,三峡工程建成后,形成了长600多公里,宽1~2公里,面积1,084km2的狭长河道型水库,涉及湖北省和重庆市两个省(直辖市)的26个区、县(市)。三峡蓄水后,形成的大幅度水位荷载易形成地震、地质灾害,从而诱发库岸及周边出现失稳破坏,危及库区村、镇建筑房屋安全。因此,重视和开展农村民居抗震设防现状调查和防震减灾对策研究工作势在必行。

一、三峡库区地震地质灾害背景

(一)区域地貌与断裂构造。三峡重庆库区东西横贯两大自然地貌单元,大致以重庆市云阳县为边界,库区东段深嵌于奉节、巫山山脉中的三峡峡谷,西段位于四川盆地东部低山丘陵区。三峡峡谷两岸的巫山-奉节山脉属于以侵蚀为主兼有溶蚀作用的中高山地貌景观。其东部山脉呈北南向,长江深切上述山脉,相对高差达800~1,500m,江面宽约为200~400m,最狭窄处仅90m,地形起伏较大。三峡库区重庆段主要断裂为基底断裂带,如七曜山-金佛山基底断裂带、方斗山基底断裂带等。其最后活动时代多为早、中更新世,只有部分断裂带的部分地表断层在晚更新世早期有过活动。

(二)区域历史地震活动。长江三峡库区位于华南地震区的长江中游地震带,是中等强度的地震活动区,存在多个6级地震的潜在震源和几处可能诱发水库地震的危险段。三峡库区的重庆市及其附近发育有华蓥山断裂、大茅田-建始断裂、巫山-金佛山断裂、恩施-印江断裂、黔江断裂和郁山断裂等。在这些断裂及其附近地区,地震活动比较活跃,曾发生1856年黔江61/4级,1854年彭水53/4级地震,1989年统景5.2、5.4级地震等,对重庆地区城镇设施造成了不同程度的危害。

三峡库区重庆段岩溶发育,库岸存在走滑或正断型的断层地段,以及许多沿库岸分布的采矿点均存在因蓄水诱发地震的可能性。2003年6月三峡水库135米蓄水以来,库区重庆段微震、小震明显增多,频度与强度较蓄水前逐渐增强,期间多次发生ML≥3.0级显著有感地震,部分地区有感地震和小震群事件十分突出。根据中国地震区划图和长江三峡水利枢纽工程初步设计报告研究结果表明,库区部分库段具有发生中等强度构造地震和水库诱发地震的可能性。

(三)区域地质灾害。三峡库区是我国地质灾害最严重的地区之一。由于人为因素和自然环境的影响,崩塌、滑坡频发,类型多、规模大、危害严重。三峡蓄水后,长江中上游将增加水量达632平方公里,库容量近400亿平方千米,水深达百余米。三峡工程蓄水后巨大的水体荷载造成新的不稳定因素,新的加载量必然造成库区渗流、承重与孔隙压力的剧升,导致局部构造应力场的显著变化,两岸岩体将进行新的动态平衡调整,部分库岸稳定性将会变得更差,除加剧老的滑坡、崩塌、泥石流危险区活动外,还会产生新的滑坡、崩塌、泥石流危险,进一步增加地质灾害的潜在危险性。近年来,库区几乎每年都有较严重的地质灾害险情出现。据不完全统计,三峡库区有崩塌、滑坡、地面沉陷、地裂缝、岩溶塌陷、泥石流等地质灾害共计2万余处,散布在库区两岸,致使库岸处于不稳定状态,随时可能出现灾情。

二、三峡重庆库区村镇民居抗震设防能力现状调查

近年来,随着重庆市三峡库区社会经济的发展,城乡居民的住房条件,特别是城市居民的住房条件有了明显改善,但广大村镇仍有大量农村居民居住在旧房或者经改造后的房屋中,这些村镇民居仍是防震减灾工作的薄弱环节。

(一)村镇民居结构现状调查。农村民居在日常施工建设中虽然采取了一定的抗震设防措施,但是调查的各类结构的房屋发现,在建造过程中主要是对房屋的地基采取了一定基础的夯实措施。其中,具有较好抗震效果的砖混结构类型的农村民居,采取打地圈梁措施的比例较高,但有构造柱、顶圈梁、楼顶现浇等方式的比例都很低。说明群众已有了一定的抗震设防意识,但抗震设防意识不强。

从乡、镇、村农村民居住宅的调查来看,目前村镇民居主要分为土墙承重木顶架房、木构架承重房、砖(石)柱承重木顶架房、砖(石)墙木架承重房、砖混结构民居、框架结构民居等几种方式。村镇房屋的现状从一定程度上反映了当地社会经济生活水平,在个别经济发达地区的居民房屋建造情况相对好些,有些偏僻山区的情况相对差些。

(二)村镇民居建设情况调查。随着人民群众物质文化生活水平的提高,村镇建筑建设的快速增长,居民的房屋结构也由传统的土坯或土木结构逐渐改为砌体结构、框架结构。但由于缺乏有效的技术指导,多数建筑在没有规范型设计、施工的情况下开始建设,留下不少安全隐患。

目前,三峡库区村镇建筑大多由当地村民出资,在自有土地产权范围内建设,建设房屋一般不纳入政府职能部门的基本建设管理范围中。因此,一是房主为了满足自身需求,依照施工方拟定的功能、开间尺寸、层高等进行建盖,大多无正规设计标准;二是施工方大多属无资质的农民施工队,建盖过程中仅凭经验建盖房屋;三是建筑费用使用不合理,为追求住房的高大、明亮,在外表装饰上投入过多,结构上过分省钱;四是选址不合理,地基挖掘处理方式非常简单,深度不够,大多数仅在地面下50公分左右填埋碎石或片石,很少打地圈梁,基本没有加钢筋;五是承重墙厚度达不到要求,有的砖混结构承重墙仅是l2墙;六是建筑质量差,忽视抗震设防标准,达不到抗震设防要求。

(三)村镇民居抗震设防能力综合分析。从重庆库区乡镇民居的调查统计分析情况看,乡镇民居现状大致分为三种类型。第一种类型:随着个别乡镇经济发展较快,农民生活逐渐富裕,房屋建筑情况也相对好些。如近年来建设的农居和村镇经济适用房,结构以混合和混预结构为主,采用了圈梁,结构上具有一定的抗震能力,约占调查总数的25%;第二种类型:主要是自主建设的楼房,以砖混合预制结构为主。这些房屋外观较为美观,但是未考虑抗震设防因素,且部分房屋的选址不科学,地基不稳定,不完全符合抗震设防要求。尽管这类房屋具有一定的抗震性能,但较为脆弱,约占调查总数的55%;第三种类型:主要是在交通不便和偏僻的山区,由于经济原因主要以土木结构或土坯房为主,少部分为砖木结构,房屋基本不具备抗震能力,约占总数的20%。综上来看,重庆库区农村民居抗震能力十分脆弱,推广和加强农村民居地震安全工程的工作十分必要。

三、三峡重庆库区民居抗震设防对策与建议

一般而言,地方民房建设类型主要取决于当地群众的生活习惯、地貌、气候等自然条件,同时很大程度上还受到经济条件、施工技术、常用建筑材料等限制条件,因此我们应该因地制宜,强化抗震减灾意识,逐渐改变库区地农村民居抗震现状。

(一)制定相关规定,纳入设计规划。房屋的抗震设计是新建工程抗震设防的一个重要环节,也是关键一环。国内外多次地震灾害实例证明,经过抗震设计的建设工程,都能够有效地抵御地震的袭击。所以,把好建设工程的抗震设计关是减轻地震灾害的重要措施之一。

目前,位于重庆库区的多数乡镇尚处于规划编制收集资料的基础阶段,规划的规范作用受到了限制。规划设计一般比较粗略,或者在规划编制中常常缺少抗震防灾具体内容,更谈不上考虑抗震防灾。再者,规划设计滞后,存在“先乱建,后补规划”的现象。在村镇房屋建造设计的过程中,建设主管部门和地震主管部门应切实做好农村民房的建造指导和管理工作,对农村的抗震减灾工作提供技术支撑,指导建造符合抗震设防要求和抗震设计规范的房屋,并根据不同的新、改、扩建建筑的不同功能,制定出行之有效的管理办法。

(二)科学选址,加强工程抗震。首先,建筑工程的抗震设防包括选址、设计、施工以及对现有工程的抗震加固4个环节,4个环节缺一不可。在工程抗震过程中应当充分考虑到本地区容易发生地面沉降、塌陷、砂土液化等地震地质灾害的特征。选择有利地段,尽量避开对建筑抗震不利的地段,重视液化土层及喷砂冒水土层的不利影响,选择抗震有利地段,避开发震断层和易造成滑坡、塌陷、液化地段,另外应当充分考虑房屋间距、避震疏散、道路设置、救灾等因素,可以大大降低灾害损失。

(三)加强农村建设市场管理力度。地方政府部门应当加强村镇建材市场的管理力度,做到不合格的材料不进市场,特别应针对不合格的水泥和钢材,同时指导农民如何挑选优质建筑材料,把住建材质量关,确保农村民房的质量;其次,纠正农村建房的无序现象,适当控制农村民房的建筑密度,以避免倒塌的高层楼房砸坏矮房的现象,阻碍人员疏散和灾害救援;第三,加强施工建设人员的培训,提高他们的技术水平,保障本地区建筑工程的质量和安全,提高农村民房的抗震防震能力。

(四)经济补贴加固老旧建筑。通过各级政府对农村住房的投入,加强抗震能力一般或者比较差的民房的管理,对村镇存在的老、旧建筑进行抗震性能鉴定,拆除危房。对未进行抗震设防或者达不到设防标准的建筑物进行基础加固或其他抗震措施,避免人员伤亡与财产损失。考虑到大多危房户的经济状况差,可以由政府部门资助一定资金予以扶持进行重建。对确实非常危险的民房,应列入更新改造计划之内,逐步进行翻建、改造和加固,提高其抗震能力。按照“农民自愿、适当补助”的原则,政府拿出一部分补贴,组织实施“地震安全民居工程”,引导广大农民建造具有抗震能力的房屋,并以点带面,使农村住宅抗震设防程度能得到较大的提高。

(五)强化农民群众的抗震设防意识。加强防震减灾知识的宣传和普及工作,采用科学、及时、灵活、有效的宣传方式,通过宣传媒体,将农村住宅建设防震抗震知识普及到乡(镇)、村庄和农户,使广大农民把建设安全农居变为维护自身生命财产安全的自觉行动。

四、结语

长江三峡蓄水以来,库区每年都会发生多起崩塌、滑坡等地质灾害和微小地震活动,因此村镇民居的抗震减灾工作对减轻三峡库区的地震地质灾害尤为重要。三峡重庆库区民居抗震设防工作涉及面广,受经济水平和社会重视程度的限制,防震减灾工作进展仍不明显。随着我国城镇建设步伐的加快,村镇民居建筑也越来越多。只有切实重视和加强三峡重庆库区农村自建民宅的抗震设防建设工作,积极开展宣传,把好建设选址关和规划关,才能确保抗震设防工作落到实处,最大限度地减轻三峡重庆库区地震地质灾害造成的影响,构建社会主义和谐新农村。

主要参考文献:

[1]丁仁杰,朱丽霞,李克昌等.三峡重庆库区地震、地质灾害监测与防治技术研究[M].北京:中国科学技术出版社,2004.

农村房屋抗震设计范文第4篇

关键词:电力调度大楼;防震等级;抗震设计

中图分类号:TU243 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)32-0100-03

桐乡电力调度大楼是桐乡市供电局在2009年竣工的钢筋混凝土框架结构的高层建筑,从设计到施工采取了较高等级的抗震设计。桐乡电力调度大楼可以在地震烈度不超过9级的地震中,保持楼梯基本结构的完整,是抗震性能良好、防震等级较高的建筑。

1 桐乡地理位置和电力调度大厦概况

桐乡市是浙江省北部杭嘉湖平原的重要城市,属于嘉兴地级市。桐乡市在1993年由县级单位转为市级单位,这个城市具有典型的南方水乡特色,向东131km即可到达上海市,向北74km即可到达苏州,向西65km就是杭州,在上海、杭州和苏州包围的黄金三角地带之中,具有特别的经济地理价值。桐乡市境内大部分地区地势较为平坦,河流网络特别发达,全年气候具有四季分明的特点,在优美的自然环境中,桐乡市展现出一派典型的江南水乡的景象。

而桐乡市在沪杭苏三大城市的黄金位置,在电力调配网络中也是关键节点。早在1993年,桐乡就创造了中国大电网供电系统中的第一个农村电气化县。在桐乡市供电量不断增加的条件下,桐乡更成为沪苏杭电力网络中不可缺少的重要电力枢纽。

2008年至2009年,桐乡市供电局电力调度大楼施工建造。坐落在桐乡市振东新区的桐乡电力调度大楼建筑地点位于利民东路的南侧、环园路的西侧。整体建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构,建筑面积约为2.6万m2,楼层结构地面上的层数为21,地下的层数为1。

2 桐乡电力调度大楼抗震要求分析

钢筋混凝土房屋的抗震要求,是根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。在同一房屋中的不同结构部位以及同一结构型式在不同房屋类型中,因所起作用不同,抗震要求也有所差异。桐乡电力调度大楼以抗震等级为准进行了相应的抗震计算和结构构造措施要求。地震震害和弹塑性分析表明,钢筋混凝土结构房屋的地震反应一般表现为以下几点:

2.1 地震烈度

地震作用越大,结构的抗震要求越高。历次地震震害表明,过去一些未经抗震设计的钢筋混凝土结构,在不同烈度区的震害表现是不一样的。在烈度区为6、7度的,基本完好或轻微损坏,而处于8、9度烈度区的,可能严重破坏或倒塌。这些震害情况表明,不同烈度下的地震作用与其他荷载效应组合中所起的作用是不同的。而且在结构构件设计时,一般是按最低要求确定的。所以,在不同的地震烈度下,结构的实际抗震潜力会有很大差异。桐乡市电力调度大楼采取的是较高的抗震设计要求,地震烈度愈高,结构抗震构造要求也应愈高。桐乡电力调度大楼的抗震设计能够满足8度左右地震烈度区的作用要求。

2.2 主抗侧力构件

不同抗侧力构件组成的结构,其抗震能力决定于主要抗侧力构件。一个结构中的主、次要抗侧力构件的抗震要求应有所区别。在桐乡电力调度大楼的框架-剪力墙结构体系中,剪力墙是主要抗侧力构件,框架是次要抗侧力构件,因此框架部分的抗震要求可低于纯框架结构体系中的框架,其中的剪力墙部分应比纯剪力墙体系中的剪力墙有更高的要求。但是,当剪力墙部分承受的结构底部弯矩小于整体结构底部总弯矩的50%时,框-剪结构的变形形态将接近于框架结构,其框架部分起主要抗侧力作用,故应按纯框架结构体系的抗震等级采用。框支剪力墙的框支层,由于刚度和强度有很大削弱,通常是塑性变形集中的部位,其抗震要求应更高。

2.3 房屋高度

房屋越高地震作用效应越大,抗震要求也应越高。随着层数的增加,所需变形的要求也提高了。从简化抗震设计出发,对于较高的房屋,采用提高一个烈度的抗震构造措施来提高抗震要求。各类钢筋混凝土结构房屋,根据烈度、高度,按《建筑抗震设计规范》规定,采用相应的结构抗震等级。

结构抗震等级分为四个等级,一级要求最高,延性应当很好,二级、三级次之,四级要求最低。一般来说,结构在中等地震烈度下,已进入弹塑性阶段,结构有较大变形,允许结构的某些部位进入屈服状态,形成塑性铰;使结构保持一定的承载能力条件下,通过塑性变形耗散地震能量,可达到结构不发生破坏,这就是抗震设计中的延性要求。结构延性主要通过构成构件截面的应力性质、构件材料及截面配筋量、配筋构造等构造措施来达到。

3 防震设计

在抗震设防区,框架体系房屋的建筑体型以及结构布置应注意以下要求:

3.1 房屋的平面、立面简单、规则

平面和立面不规则的体型,在水平荷载作用下,由于体型突变,受力比较复杂,因此建筑体型在平面及立面上应尽量避免部分突出及刚度突变。若不能避免时,则应在结构布置上局部加强。立面上有局部突出和刚度突变的建筑,应考虑地震力作用下突变部分的影响,震害调查表明,房屋顶部突出结构,包括女儿墙以及屋顶的烟囱、水箱、电梯间等部位,地震时破坏率最大,这主要是由于地震力作用下的鞭鞘效应。因此,桐乡电力调度大楼顶部没有局部突出和刚度突变设计,不能避免的部分设计,凸出部分应逐步收小,使刚度不发生突变,并需做抗震验算。同时抗侧力结构的布置应尽可能使房屋的刚度中心与地震力合力作用线接近或重合,且刚度均匀,不应过分悬殊,如过分悬殊则使房屋产生扭转变形,并在框架铰中产生由于扭矩而引起的附加内力。在地震烈度较高时,即使通过计算增加柱子配筋,但仍有可能使一些构件破坏,特别是非结构构件,如填充墙、门窗等。

3.2 楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位

在地震力作用下,由于结构单元的两端扭转效应最大,拐角部位受力更是复杂,而各层楼板在楼、电梯间处都要中断,致使受力不利,容易发生震害。桐乡电力调度大楼中楼梯间和电梯间的位置布置在楼梯中间位置,在避免了两端位置的同时也保持了与楼梯拐角的距离,在结构单元方面已经具有了良好的抗震设计。

3.3 各层楼板应尽量设置在同一标高上,尽可能不采用复式框架

桐乡电力调度大楼采取的是钢筋混凝土框架结构,由于整体框架在楼板位置中断,对于震害的防震要求比较高。如果各层楼板不在同一标高上,整体框架的楼板处于中断,承重柱体的刚度相差较大,结构刚度沿高度的分布不够均匀,较为容易引起震害。在楼板标高上,桐乡电力调度大楼设置尽量保持一致,避免采用复式框架结构,获得了较高标准的抗震设计。

3.4 房屋高低层不宜用牛腿相连,宜用缝分开

由于高低层相连,高度和自重相差悬殊,震动时频率不同,必然互相推拉挤压,使牛腿连接处产生很大的应力集中,在反复的拉力、压力作用下,容易引起牛腿破坏。桐乡电力调度大楼摒弃了这种设计,保证了较高的抗震设计。

3.5 桐乡电力调度大楼抗震措施

各抗震设防类别的高层建筑结构,桐乡电力调度大楼抗震措施符合抗震设计的要求。桐乡电力调度大楼建筑场地为I类,仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级采用三级设计,地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外,还应保证不少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍;地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。采用了8度抗震设计,所以桐乡电力调度大楼地下室结构的抗震等级不低于二级。与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶部上、下各一层加强设置了抗震构造措施。

参考文献

[1] 王社良.抗震结构设计(第3版)[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.

农村房屋抗震设计范文第5篇

关键词: 汶川地震;山体滑坡;城镇房屋选址;房屋破坏;农村民居

中图分类号:TU312+.3

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2008)09-0021-06

1前言

7月16日至23日,我们随同《中外建筑》杂志编辑部的记者对四川汶川地震灾区的北川县城、汉旺镇和都江堰等震害现场进行考察。带着我们出发前“走进四川:地震对规划与建筑设计的拷问和启示”的考察目的,第一站我们来到北川,站在北川县城入口的高山上俯视地震后的城区时,令人震撼。城区四周山体大面积滑坡,房屋已是残檐断壁,有些甚至已经被破坏成一堆废墟,满目伤痕。尔后我们又分别到了汉旺镇、都江堰等房屋破坏的重灾区。每当我们站在已坍塌房屋的废墟上仔细考察那些未彻底倒塌的房屋时,都会自然的发问:在同一震级、同一场区范围内,为什么有些房屋粉碎性破坏倒塌,而有些房屋没有倒塌,甚至只是局部损坏而结构完整无损呢?如果震区所有房屋都能像后者那样,人员就能逃生和施救,死伤人数就可能大大降低,经济损失有可能大为减少。大家知道,5.12四川汶川大地震中近7万人死亡、1万多人失踪、500多万间房屋倒塌,2000多万间房屋损坏,巨大的生命财产损失已无法挽回,但是它给我们留下了许多惨痛的教训,前车之鉴,是值得我们认真反思的。我们作为从事建筑设计工作的工程技术人员,自考察返回后,将考察中的几点体会进行了归纳总结,愿和同行商榷。

2地震引发的山体滑坡对城镇房屋建设选址的启示

在北川县城我们拍摄了几个典型滑坡破坏照片,图1为北川县城北山坡巨大滑坡的场景,在这一巨大滑坡下,现在还掩埋着一个机关、一个幼儿园和一所小学。图2为北川县城南山坡滑坡的场景,该滑坡下也掩埋了一所中学。图3为山体崩塌滚下的巨石将房屋框架柱砸断的场景。

这三组照片仅是汶川地震产生的次生灾害的一个缩影。同样的悲剧不止这些,在新闻媒体上我们都能清楚的看到在这次汶川大地震中,由于地震引发的山体大滑坡阻挡了人们抢险救灾的道路、掩埋了村庄、形成了像唐家山那样巨大的堰塞湖。

随着我国经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高,人们忙于建造各种功能的建筑,以满足生活和生产的需要,建设规模之大,真可谓前所未有。在这场巨大的造城运动中,我们是否还缺少了一点公共灾害预防的意识?特别是对地震以及地震可能引发的次生灾害往往缺乏深入的评价和研究。地震是一种人类无法控制的自然灾害,它所释放的能量之巨大,可以推毁房屋,可以引起山崩地裂,人类只有去预防它,才能减轻灾害对人类造成的巨大破坏。城镇房屋的选址是抗震防灾中最重要的组成部分,一个建筑物或构筑物,即使做得再牢固地震波无法推垮它,但是地震引发的次生灾害,如山体滑坡、泥石流、地陷、沙土液化等,可以使坚固的建筑物或构筑物被整体掩埋或沉陷。因此,在城镇建设中,做好用地评价工作,综合考虑地形、地质、气象、危险源场所、防洪、抗震、防风等安全因素,使居住用地、公共设施用地、工业用地等主要功能区尽量避开灾害源和生态敏感地带,选择灾后泥石流、滑坡等次生灾害发生系数比较小的地方,既达到因地制宜、又好又快的推进城镇建设,又达到防震减灾、确保人民生命财产安全的目标。

3钢筋混凝土框架房屋破坏特征的拷问

在汶川地震中,被人们认为抗震性能优于砌体结构的钢筋混凝土框架房屋同样受到了不同程度的破坏。在北川县城、汉旺镇、都江堰等地震灾区我们拍摄了大量框架结构房屋破坏的照片,如图4~10。其中图4为灾区普遍而且典型的底层框架柱破坏形态,图5~8为下部框架柱脆性破坏后房屋下座坍塌或者倾斜坍塌,图9为顶层框架柱破坏。

从这些照片中,我们可以看到,框架柱节点破坏严重,且均为剪切破坏,导致了有些房屋完全坍塌,成为一片废墟;有些房屋底层坍塌,上部楼层完整无损的坐落或者倾斜;有些房屋损坏严重但未倒塌;也有些房屋只是局部裂缝,结构完整无损。造成这些房屋不同破坏的原因是多方面的,有设计、施工和材料等多方面因素,我们无法对每一个已破坏的或未破坏的建筑进行科学的检测和论证,也没有权利乱加评价。但从现场观察到的现象,我们可以归纳为下列四种情况:

(1)框架柱断面远小于梁断面尺寸,如图4、6、9,有些框架柱节点又表露出钢箍直径小,间距大,且大多是单肢箍,节点薄弱。柱是框架的竖向构件,地震时柱破坏和丧失承载力比梁破坏和丧失承载力更容易引起框架倒塌。柱节点的箍筋对混凝土没有形成约束,也不能防止纵向钢筋压屈,必然造成框架柱节点脆性破坏。

(2)房屋下部为大开间框架,而上部框架中采用较多的填充墙,此类填充墙为240粘土砖眠墙砌筑,砖和砂浆强度较高,与梁柱连接良好。地震过程中框架上部由于此填充墙的存在,使得上部自重大、刚度大,下部框架成为薄弱层,在未对下部框架柱进行加强处理时,该体系就形成了近似于框支剪力墙结构,框架底层柱承受较大地震水平剪力,柱端节点首先脆性破坏,导致整体房屋下部坍塌坐落,如图5、7。

(3)无独有偶,同一结构单元中一边为大开间框架结构,一边在框架中使用较多的此类填充墙,致使结构形成近似于刚心偏移的框架剪力墙的受力特点,地震作用对房屋产生较大扭转的效应,导致框架柱严重受损破坏,使房屋倾斜坍塌。如图8,该房屋原为7层办公楼,倾斜坍塌下坐至2层。

然而,我们也发现了不少框架结构房屋,由于框架中采用如前所述的240厚的填充墙,且填充墙做到了上下对齐,布置均匀,震后虽然该填充墙上出现X型裂缝,墙体破坏严重,如图10,而主体结构未遭损坏,房屋未坍塌且表现良好。表明此类填充墙在该结构体系中起到了第二道抗震防线的作用,经受住了这次罕遇地震的作用的考验。这一现象及上述两种填充墙在框架中的影响,值得我们重新研究框架填充墙在抗震中的效能,对抗震结构的设计也有一定的启示。

(4)楼梯间破坏十分严重,主要表现歇台板与楼层错层,楼板又为斜向杆件,引发了底层楼梯板拉裂,甚至完全拉断,楼梯梁、柱节点因歇台梁的作用形成短柱破坏,这些破坏必然导致在地震过程中加剧人员的伤亡。

上述几种框架结构在地震中的表现,我们不难发现,延性框架是结构抗震设计的关键,延性框架的抗震设计概念主要包括“强柱弱梁,强剪弱弯,强大节点”。同时有必要对多层框架结构中填充墙的用材、构造、布置和受力特征进行分析,重新判断和认识框架填充墙的作用。楼梯是人们生活和生命的通道,也应引起高度重视。

4砌体结构在此次地震中的表现

当人们在震区看到倒塌的砌体结构房屋的时候,一般都认为砌体结构房屋抗震性能最差,这种看法值得商榷。就其材料性能而言,确实有它的劣势,但是多层房屋并非砌体结构就不能抗震。在此次地震灾区完全垮塌的房屋中,砌体结构占了绝大多数,但是未倒塌且在地震作用下表现优秀的砌体结构房屋也不在少数,如北川县城、汉旺镇内不少五、六层的砌体结构房屋并未坍塌,有些表现良好,只是不同程度地出现了一些裂缝,图11、12。如北川县城内一栋60年代修建的老建设局办公楼,共4层,震后墙面竟未发现裂缝;汉旺镇近几年修建的一个6层楼家属住宅区,震后无一栋出现严重破坏。

为什么同样是砌体结构房屋,差别会有这么大呢?考察中发现,凡是严格按照我国现行“抗震设计规范”设计、施工保证质量的砌体结构房屋,就能经受住本次罕遇地震的考验。在那些倒塌的砌体结构房屋的废墟中,我们不难发现,砼空心砌块、粘土砖强度明显偏低;砌筑砂浆大都是石灰砂浆,强度几乎为零;混凝土构件均为预制构件(砼预制空心板,预制梁);缺少抗震设计构件,如圈梁和构造柱。可想象,此类砌体结构整体刚度极差,在地震作用下必然造成粉碎性破坏。

从那些受到严重破坏但未倒塌的砌体结构房屋中我们发现如下值得关注的问题:

(1)平面不规则,凹凸明显,形成薄弱连接,整体刚度极差。如图13,结构单元与单元之间用楼梯连接,地震中这种局部薄弱连接彻底垮塌;又如图14,15,16,平面凹凸处采用预制楼板,且未做刚性加强层,在地震作用时,房屋扭转变形,预制楼板从墙体中被整体拔出,造成房屋严重破坏,特别是楼梯间的破坏,造成了巨大的人员伤亡。

(2)竖向刚度变化过大,引发过大的应力集中和塑性变形集中。如图17,汉旺镇某建筑屋顶造型在地震中鞭梢破坏;又如图18,绵阳城建档案馆,为7层砖混结构,地震过程在第5层竖向刚度变化处产生墙体破坏。

5农村民居损毁十分严重,值得高度关注

在此次地震中,大量农村房屋损毁,造成了巨大的生命财产损失。此次考察过程中,我们有幸接触到了这些损毁的民居,通过和灾民交谈,了解到这些房屋虽然修建于不同年代,但均为自建自住,没有设计图纸,没有正规单位施工。绝大多数已垮塌的一、二层房屋采用的材料几乎都是砼空心砌块或者粘土砖,墙厚以180、120为主,绝大部分为石灰砂浆,少数为泥浆,砂浆强度低,用手一捻就碎。楼面为砼预制板,屋面为木檩条冷摊瓦,无圈梁、构造柱等抗震构件。这种抗震性能极差的房屋在地震中粉碎性垮塌,如图19,20。有部分质量稍好的房屋,虽然未倒塌,但是冷摊瓦整体滑落,如图21。

在这次8级大地震中,我们仍然能可以看到不少破损很轻的农村民居,如图22是都江堰的一栋2层楼的民居,地震后未倒塌,仅墙体出现局部裂缝,稍加修整后仍可使用。深入了解发现,这类房屋采用的是240粘土砖墙砌筑,现浇混凝土楼面板,每层设置有圈梁,四周布置了混凝土构造柱,房屋平面规则,开间最大的为4.5m以下。这些例子很好的证明了,对于一、二层的农村民居如果保证材料、施工质量,并按抗震措施进行设计和施工,就能经受住地震的考验。该类房屋虽然一次性投资增加了一些(据估算,增加抗震措施仅占房屋建设费用的10%左右),但是在自然灾害面前却可以获得巨大的生命财产价值。

汶川地震给农村民居造成的破坏是广泛而严重的,他们的房屋基本处于无监管状态,质量之差,抗震意识之缺乏是值得我们深思的。我想呼吁我们的政府部门、工程技术人员关爱他们的生命,让我国改革开放的成果和科技成果的阳光都能普照8亿农民,共同建设美好的社会主义新农村。