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关于地震及房屋抗震的关系

访问次数 : 发布时间:2008-06-27 00:00 打印

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2008年5月12日14时28分,四川汶川发生里氏8.0级特大地震。


这是一个不幸的自然灾害事件。


在此次地震中,大量房屋倒塌,许多人被坍塌的建筑物掩埋给人留下了深刻而悲痛的印象。


我国是一个多地震的国家。有文字可考的地震记载已经有近4000年的历史,是世界上最完整、最悠久、最丰富的地震史料。公元132年东汉时期,我国古代科学家张衡,创造了世界上第一台地震仪,并用它成功预测了公元138年甘肃发生的大地震。解放后,我国地震的预测预防工作,取得了很大成绩,地震科学研究水平不断提高。在抗震方面,我国早在70年代就颁布并实施了“工业与民用建筑抗震设计规范”、“铁路工程抗震设计规范”,对于贯彻“地震工作要以预防为主”的方针,减少地震灾害,提高建筑物抗震性能,都起到重要作用。


据统计,全世界每年约发生数十万次地震,其中人能感觉到的有数千次,而像1966年河北邢台(6.2—6.8级)、1975年辽宁海城(7.8级)、1976年河北唐山(7.8级)那样具有巨大破坏性的大地震,平均每年约数十次。


地震按照成因可以分为构造地震、火山地震、陷落地震和人工触发地震四类。


构造地震和火山地震较为普遍,分别占到地震总量的90%和7%,陷落地震是只山崩、巨型滑坡或地面塌陷引起的地震,在采矿区以及地质条件比较差的地区的雨季会有发生。我们重点要谈的是构造地震。


构造地震是指地壳运动引起的地震。地壳运动使组成地壳的岩层发生倾斜、褶皱、断裂、错动或大规模岩浆侵入活动等,于此同时,地壳也就随之发生地震。其中最普遍最重要的是由地壳运动造成岩层断裂、错台引起的地震。在某些地区地壳中,由于应力不断积累,超过了岩石强度极限时,沿岩石中薄弱处发生破裂和位移,同时迅速、急剧的释放处积累的能量,以弹性波的形式引起地壳的震动。


上面我们提到的邢台、海城以及唐山地震都属于构造地震。其实从实质上讲火山地震也是由地壳构造引起的,火山本身就是地壳构造的薄弱地带。


我国地震主要分布在五个区域:台湾地区、西南地区、西北地区、华北地区、东南沿海地区的23条地震带上。


房屋的抗震鉴定


有人对世界上130次伤亡巨大的地震震害资料进行统计,发现其中95%以上的伤亡是由于建筑物倒塌造成的。由此看来,震前对已有建筑物进行抗震性能鉴定是十分必要的。下面以房屋为例,谈谈抗震鉴定有哪些具体内容。


第一,鉴定房屋抗震安全度,首先应查明房屋所处的场地条件、地基基础条件有没有不利于抗震的因素。比如所处的场地是否有发震的断层?有无古河道?地表下15米范围内是否有可液化的饱和砂土和亚粘土层?地形地貌是否为突出的嘴、山高耸的山包、非岩质的陡坡?是否处于不稳定的冲沟以及可能发生滑波、地陷、崩塌、危岩滚落的地段?


第二,看看房屋的平面和立面形状是简单方正、自重、刚度布置匀称,还是形状复杂,刚度变化多,局部突出或外部轮廓曲折。


第三,是看房屋的平面和立面形状是简单方正、整体性强、材料延性好,体力简单有利。结构自重大,重心高,整体性差,支撑圈梁少,材料脆性者为不利。


第四,建筑布局上,根据设计施工资料,看采用的是抗震性能很差的纵墙承重布局,还是抗震性能较好的横墙承重或纵横墙承重的布局。建筑物的总高度、横墙的间距是否符合抗震规范的规定,等等。


第五,鉴定墙体坚实程度如何,有无较大裂缝,有无明显的外闪、鼓松以及墙壁有无严重碱蚀的现象。


第六,检查屋盖的安全度。本构架的承重是否歪斜?各个节点有无腐朽、虫蛀、开裂等情况?木梁、穿枋、桁条下挠弯曲是否过大?构架变形的程度是否严重?


第七,检查房屋圈梁的设置是否符合规范规定?墙体转角、内外墙之间、骑楼的梁托墙与砖柱之间有没有咬砌,&127;有无拉结措施?


第八,鉴定预制楼板与圈梁、墙体有无锚固?主要抗侧力的高大墙体、砖柱的顶部与屋盖系统锚固得怎样?壁柱是否到顶?


第九,鉴定屋盖支撑系统是否完善?各节点的连接是否可靠?屋面板与屋架、桁条连结是否牢固?


第十,检查山墙、围护墙、高低跨处的封墙与承重结构有无可靠的拉结?内隔墙的顶部与屋架有无可靠的拉结?


第十一,检查突出屋顶的附属物和高大门脸、女儿墙等在地震时的危险程度?注意外悬很大的雨蓬、走廊、挑檐等嵌入墙内是否过浅?


第十二,鉴定地震时紧急疏散的街巷会不会被两侧建筑物倒塌堵塞?消防栓、管道阀门、排水井会不会被震塌的建筑物所掩埋?剧院、会堂等人群集中的建筑物的太平门开向是否朝外等。


新屋的抗震设防


实践证明,经过抗震设防的建筑物是可以防御和减轻地震破坏的。抗震办法千百条,其核心要点归结起来无非是减轻地震力,提高房屋整体抗震能力这两条。在具体做法上,必须从场地选择,地基处理,结构构造,体型设计,建筑材料以及施工质量等各个环节来保证这两条的实现,才能建造出过硬的抗震房屋。选址是建筑过程的第一环节。


一幢房屋的地基,除了承受房屋全部重量以外,地震时房屋的地震惯性力也全部传到地基上。如果地震承裁能力不足,基础整体性不好,那么房子就会破坏。


房屋的基础部分也十分重要,在需要和可能的情况下尽量筑得牢靠些,放脚加宽,以减轻房屋对地基压应力。基础型式应根据建筑物的实际情况造反抗震性能较好的。一般说来,深基础比浅基础好;筏式基础比条形基础好;条形基础比单独基础好;沉箱和整体性地下室最好。加强独立柱基间的拉结,这对于防止建筑物因地震产生偏沉破坏有良好的效果。


建筑物的破坏主要抵抗不了水平地震的作用,因此,必须有足够数量和足够强度的抗侧力构件。唐山地震后,人们非常怀疑预制楼板的砖混结构房屋的抗震性能。实际上,房屋倒塌的根子在于墙而不在于预制楼板,主要是墙体的抵抗力不足造成的。


墙体抗震强度高低决定于许多因素,如材料种类,构造型式,施工质量等。提高墙体抗震强度需要注意将墙体各部分联成整体,墙与墙之间互相交接牢。另外要注意提高砖的砌筑、混凝土浇灌和养护等方面的质量。地震时,房屋各部分所受到的地震力是和各部分的重量成比例的。地震力的作用点离地面越高,对房屋的威胁也就越大。所以,重屋顶对房屋的抗震是非常不利的。抗震并不总是多花钱、费时、费料的事。有很多有效的措施,比如建筑高度的限制,合理的建筑布局,正确的结构造型,选择有利的建筑场地,严格执行施工规程等,都是非常重要的措施,且并不增大费用。相反还有不少有效的抗震措施,比如在保证建筑物通风、采光等使用条件的前提下,尽量降低层高,减少开间尺寸,缩小门窗孔洞尺寸等,这样还能节省建设投资。总之,建筑物抗震措施要因地制宜,就地取材,做到既安全又经济。


旧房的抗震加固


抗震加固不论结构类型如何,都可从加强抗震强度,提高结构的整体性和变形能力三个方面着手。结构类型的不同可各有侧重。加强抗震强度的措施主要有两方面:第一是增加抗侧力构件的面积,如增设抗震墙,增加柱等;第二是加强抗侧力构件的强度,如在原抗震墙上采用砂浆或钢筋网砂浆抹面,压力灌浆,喷射混凝土,带孔洞墙加钢筋混凝寺套和支撑,增设钢筋混凝土构造柱等。


有些人对目前建筑工程抗震加固所采取的措施概括为六大“法宝”,即包角柱,扶壁柱,圈梁,钢拉杆,支撑和夹板墙。下面介绍一些常用的较简单的加固方法。


墙体的加固墙体有两种。一种是承重墙,大部分是横墙,也有纵墙。另一种是非承重墙,如围护墙和某些室内的隔断墙。墙体破坏较多的是开裂和歪闪。开裂有外墙的斜裂缝、垂直裂缝,窗间墙的水平裂缝,内墙的交叉裂缝等。对于斜裂缝少而宽时,可把裂缝旁的砖拆去,用高标号水泥沙浆嵌砌新砖,或每隔4至5层砖将水平达缝的砂浆剔掉,埋入钢筋,然事再浇入高标号的不泥砂浆。当裂缝较宽并不规则时,然后再浇入高标号的水泥砂浆。当裂缝较宽并不规则时,可沿墙裂缝外双面挂钢筋网,同时用钢筋穿过墙体拉结起来,再抹水泥砂浆。如墙体歪闪,可采用钢挟杆的方法。在天棚下靠近内隔墙外,用比房屋纵向(或横向)长度稍长的钢筋,穿过两片墙体,然后在墙外两端垫上钢板用螺栓固定拉紧,使墙体恢复到原来位置。


楼盖与屋盖的加固解放后在城镇兴建的民用房屋,大多数是砖木、砖石结构。预制板被拉开,可用水泥砂浆重新填实。预制板破损,可采用在板面配筋加厚的办法。对梁的裂缝和板的移动,可用铁管支顶或加砌砖垛的办法。若上层空矿,可用工字钢梁和铁管柱相结合来支顶。屋顶错动的,可在屋顶下部增设圈梁,以增强房屋面稳定性。对于砖木结构的房屋,可用扒钉(又称马钉、蚂蟥钉)加强木屋架(或木梁)与檩条的联结;用垫板加强山墙与檩条的联结。木屋与木柱之间最好加斜撑使位结牢靠,斜撑可用木夹板钉在梁和木柱的两侧。`


建筑物突出部分的加固根据历次地震震害调查结果,房屋的突出部分如出屋顶烟囱或附墙烟囱、女儿墙、高门脸、出屋顶的水箱间、楼梯间等,是最容易破坏的部位。轻的裂缝错位,重的倒塌脱落。此外,有些建筑物体型复杂,高低错落,突出部分也易损坏。对此,一般民用住房应尽量拆除或降低女儿墙、高门脸。要注意尽量减轻屋顶重量,避危头重脚轻。平房空间过高的,加固时可降低高度,突出部分破坏的可局部拆除,以增加房屋本身的抗震能力。