經(jīng)過抗震設(shè)防設(shè)計(jì)的建筑不怕地震

      我們大家都知道,地震很可怕,因?yàn)榈卣饡r房屋會震壞倒塌,而壓死人。以往我們都把減輕震害的希望寄托于一個及時的地震預(yù)報(bào)上,正如防臺風(fēng)一樣可以及時躲避。但是預(yù)報(bào)地震可不像預(yù)報(bào)臺風(fēng)那樣容易正確,因?yàn)轭A(yù)報(bào)地震在當(dāng)今世界還是一個沒有解決的科研課題,我們當(dāng)然不能把減輕地震災(zāi)害的損失寄托在地震預(yù)報(bào)上。那么我們應(yīng)該通過什么辦法來減輕震害損失呢?
  

      其實(shí),我國和世界大多數(shù)地震多發(fā)國家,都已經(jīng)掌握了一系列的建筑抗震設(shè)防的設(shè)計(jì)建造技術(shù)。實(shí)踐已經(jīng)證明在美國、日本和我國臺灣等地,幾乎所有的高層建筑都經(jīng)歷過7級以上地震的考驗(yàn),就是在唐山地震中也有按7度抗震設(shè)防的唐山面粉廠宿舍也沒有倒塌。這次汶川大地震中,雖然震中地震烈度超出當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度7度達(dá)2-4度之多,但是很多經(jīng)過正規(guī)抗震設(shè)計(jì)的建筑并沒有倒塌,離震中不到100公里的成都市經(jīng)過正規(guī)抗震設(shè)計(jì)的建筑,其中包括所有高層建筑一棟也沒有倒塌,甚至沒有大的損害。這與唐山大地震時天津、北京還倒塌了不少不設(shè)防建筑真的無法相比,這個事實(shí)說明:我國的建筑的抗震設(shè)防技術(shù)是十分有效的,經(jīng)過抗震設(shè)防設(shè)計(jì)的建筑是不怕地震的。
  

      那么建筑的抗震設(shè)防設(shè)計(jì)技術(shù),和常規(guī)的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)有什么不同呢?原來,常規(guī)的建筑設(shè)計(jì)主要考慮建筑和使用人和設(shè)施的重量(高層建筑要考慮風(fēng)力)。而抗震設(shè)計(jì)還要考慮地震對建筑的作用力。一般建筑、設(shè)施和人的重量常常是已知的,而且方向是垂直于地面,因此設(shè)計(jì)計(jì)算比較容易。而地震作用力方向一般是水平的(震中附近也要考慮垂直地震作用)。這個和風(fēng)的作用力是相似的,但是風(fēng)的作用力主要與建筑的地點(diǎn)、高度、外形有關(guān),而地震作用除了與建筑的地點(diǎn)、高度有關(guān)外,還與地基、建筑自重和側(cè)向剛度的大小與分布有關(guān)。因此,抗震設(shè)計(jì)技術(shù)比常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)的難度大得多。要掌握建筑抗震設(shè)計(jì)技術(shù)必須經(jīng)過正規(guī)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)。因?yàn)榭拐鹪O(shè)計(jì)的概念、理論與常規(guī)設(shè)計(jì)是很不相同的。比如抗震設(shè)計(jì)要求建筑平面布局規(guī)則對稱,這樣可使建筑的地震作用的合力與建筑自重的合力的偏心盡量小,使地震作用不要使建筑產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),而常規(guī)設(shè)計(jì)根本不用考慮這一點(diǎn);又比如,抗震設(shè)計(jì)要求建筑的垂直方向結(jié)構(gòu)變化規(guī)則,要上小下大,而不要上大下小、不要由梁來抬柱和墻等等,而在常規(guī)設(shè)計(jì)中只要梁能夠承擔(dān)柱子和墻的重量就可以,如此等等。可見抗震設(shè)計(jì)與常規(guī)的設(shè)計(jì)理念是完全不同的。當(dāng)然也有不少按抗震設(shè)防設(shè)計(jì)的建筑在地震中倒塌,這可能有下列的原因:實(shí)際地震烈度大大超過當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度;設(shè)計(jì)沒有按抗震設(shè)計(jì)規(guī)范;施工偷工減料;建筑材料不符規(guī)范要求等等。由此可見,在市場經(jīng)濟(jì)的條件下,政府對建筑抗震設(shè)防的監(jiān)督管理是十分必要的。
  

      隨著建筑結(jié)構(gòu)科學(xué)的發(fā)展,還產(chǎn)生了很多建筑抗震新技術(shù)。例如,隔振建筑,就是把建筑與地面之間,設(shè)置了很多隔振墊,使它吸收了大多數(shù)地震能量,使其上面的建筑不受地震作用影響,因此不被地震破壞。對高層建筑還要考慮風(fēng)力作用,因此不能采用隔振的辦法,
  

     建筑結(jié)構(gòu)專家們就發(fā)明了結(jié)構(gòu)控制技術(shù),這是一種高科技。在臺灣的101大樓就采用了大質(zhì)量塊的被動控制技術(shù),美國原來的世貿(mào)中心雙子塔樓就采用了阻尼器減震技術(shù),它采用了二萬多個阻尼器來吸收風(fēng)震和地震的振動能,從而使大樓大大節(jié)省了抗地震、抗風(fēng)震需要的建筑材料,而且使振動位移大大減少,從而使建筑的使用舒適度大大改善。


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2024-12-24 11:04:05