砌体结构的新发展——滑移减震建筑

2006-10-26 23:34:02    博士教育网  
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     【提 要】地震是最严重的自然灾害。震灾是通过房屋的倒塌产生。砌体结构抗震性能较差,但只要用滑移减震技术改造彻体结构,此类房屋亦能在特大地震中不倒塌。此种建筑在辽宁省经一年试点推广,受到各方面的普遍欢迎。
    【关键词】 滑移减震、石墨助滑剂、错动位移。

    1滑移减震建筑适应工程抗震技术的发展

    1.1震灾的严重性

    本世纪世界陆地7级以上地震,中国有66次占1/3,人口死亡200多万,中国有115万占1/2。在最近期的1978年唐山大地震中死24万,死伤40万,经济损失100亿人民币。在国内的各种灾害中,属灾死人占54%。经济损失占6%。

    1.2震灾预报的艰难性
    至今世界上发生了无数次的大小地震,据资料介绍,只有海城与墨西哥两次地震的临震预报稍准,由于中长期预报不准,海城与墨西哥城的建筑物损坏与震灾还是严重的。关于地震发生的机理目前总说纷坛,例如,断裂带错动、地壳板块插入、整板变形断裂,学说越多说明可靠的学说尚未形成。日本是震灾较多,研究地震机理及预报人员最多、水平最高的国家,可是1995年1月17 日偏偏在其预报安全区西部的阪神发生大地震,死5oo0多人,经济损失1000亿美元,全国一遍震惊。因此在1994年在西班牙召开的国际地震会议上有关专家指出,目前地震是不可预报的,因此各国应将重点放在建造耐震的建筑上。

    1.3如何吸取唐山大震的经验教训
    海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震时,这些加固过的工程表现了明显的耐震性能,因此唐山地震后全国开始了大规模的现有建筑抗震加固与新建建筑抗震设防工作。我国的抗震设防是按地区设防烈度划分等级的,例如按六度设计的房屋的设防目标是:遭迂从值烈度(5.5度)时建筑不损坏;遭迂基本烈度(7度)时建筑有些损坏,但可修复使用;遭遇罕遇地震(8度强)时,破坏严重,但下例塌。海城地震时海城是9度,唐山地震时唐山中心区是10度。7度设计的房屋迂海城、唐山那样的9度、10度大震就要破坏倒塌了。全国把大多数地区均划为七度、六度区,由于经济的原因及技术的困难,尚无法按10度的条件设计这些地区的房屋结构,因此无法避免唐山地震的悲剧重演。我国地震工程科技人员寻找新的方法,也就是开始研究隔震、减震。消能与控制技术,从”硬抗”转到“软消”。我院滑移减震建筑技术就是在这种形势下从1985年开始列题研究的项目。

    2滑移减震技术研究的主要成果及水平

    为了避免唐山大地震的悲剧重演,为了寻求抵御十度大震的建筑技术,在1985年开展了滑移减震技术的研究。从1985年至1990年为项目研究,以机理为主;第二阶段1995年至1997年结合试点建筑,进行设计、构造及施工等配套技术研究。

    2.1项目研究成果
    (1)石墨是较理想的助滑剂材料:它耐久、构造简单、适宜的上部结构抗震构造与适宜的最大错动位移值。
    (2)最大错动位移是54mm;残存错动位移小于20mm;
    (3)高宽比控制为2,能保证只滑不摇摆;
    (4)能起到保险丝作用,滑誉减震房7度强时起滑, 10度时上部建筑只滑不破坏倒塌。

    1990年经全国著名抗震专家宋秉译、周福霖、刘季、李桂肴、霍自正等组成的鉴定委员会鉴定认为课题成果具有重大的社会效益与经济效益,成果的广度和深度达到国内先进水平,有关计算参数均可为滑移减震消能多层砖房的设计提供依据。

    然后根据研究报告编写的论文在第十届世界地震工程会议(西班牙)与国内“建筑结构学报”上发表。均获较高评价。

    2.2试点建筑的研究成果
    (1)上部结构设计安全度,横墙安全度是相应按7度抗震设计的1.5倍;纵墙是1.8倍。这与辽宁地区目前7度区的七层砖混住宅结构相当;
    (2)配套研究了上、下水管、煤气管及暖气管穿过滑移层的柔性接头或柔性构造;
    (3)构造简单施工方便;
    (4)采用挖孔桩基础时,由于桩的配筋减少使总造价不增加;采用其它基础时总造价增加较少。

    试点建筑研究成果在1997年经杨玉成、梁发云与省内专家组成的鉴定委员会鉴定,认为该试验建筑可达到相当于6一7度地震不坏,7度强地震时,滑动层刚开始动作,9~10度地震时下倒塌。这是一项防止房屋倒塌、减轻地震灾害的有效的创新途径。用石墨作分隔层材料建成六层住宅在国内、国际上属首创。

    3滑移减震建筑在市场中经过检验得到房产育及用户欢迎

    (1)同行专家认可——技术上过硬;
    (2)政府部门支持——适合我国、我省情况;
    (3)符合市场法则一一房产商能挣钱;用户欢迎。
    滑移减震建筑技术就是闯过以上三关于1998年进入辽宁市场,并获得了成功。

    3.1同行专家认可
    研究项目及试验性建筑的两次鉴定会文件及有关论文发表于中、外重要学术会议及国内重要刊物均表明该项成果的学术水平是高的,获得了同行专家的认可与好评。

    3.2政府部门支持
    滑移减震研究项目经1990年至1995年近5年等停后,在全国橡胶垫隔震技术发展的形势促进与1995年初日本阪神地震震灾的推动下,我于1995年5月给原辽宁省省长闻世震写了一封信,呼吁”我省应加快新型建筑隔震技术的发展”省长很重视批示支持,省建设了厅长也批示支持,随之拟定了推广规划,并具体落实到辽宁省建设事业“九五”科技成果重点推广项目和2010年科技成果转化规划纲要中。这就为项目的应用获得了可靠的红头文件。

    3.3符合市场法则
    因为地震预报不准,而按预报划分的烈度设计抗震建筑,其安全性不高的现实不但科技人员明白,一般百姓亦理解。因此1997年夏季在辽宁省锦州市,1998年春季在丹东市当有地震传言时、百姓就人心慌慌,尽力想法躲避。锦州属下的凌海市与丹东属下的东港市有的房产公司抓住百姓的怕震心态,建了一些现浇楼板的砖混住宅,造价增加40一50元/m2,但有购房自主权的百姓还是争先选购了此种住宅。

    滑移减震建筑技术就是在这种百姓对现有抗震建筑心有余悸,并且自己有了购房权,可以购买优质优价房的形势下于1998年走进市场的、在东港市及海城市推广了约六万平方米,当年建成3万平方米。经几栋楼的施工实践,采用滑移减震技术后,房屋价格仅增加12一20元/m2,每户也只增加1000多元。因此滑移减震建筑深受房产商与用户欢迎。

    在1998年12月初在东港市召开的”辽宁省滑移减震建筑现场技术交流会”上,省建设厅领导认为滑移减震技术应成为建筑业的新增长点。目前政府与群众积极性均很高:领导重视、地方支持、专家认可与有震情百性需要,因此这项技术已经开始成熟,可以走向市场,经济实用性较高。房建公司的经理认为这项技术施工方便,造价增加较少,耐震概念易懂,滑移减震建筑技术是加快住宅业更新换代,使之更好地为人民免灾造福。

    参考文献

    楼永林 滑移减震建筑文集。辽宁省抗震防灾分会。1998年。

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