浅论建筑抗震的现状和抗震技术的展望
【摘要】进入21世纪以后,世界各国经济都快速发展,世界人口也突破60亿大关,越来越多的人口涌入城市,尤其是处在地震带的地方越来越关注建筑的抗震性,如果建筑抗震性不佳,有较强地震出现的时候,将会出现较大的人员伤亡,这也是世界各国国家尤其关注的地方。
【关键词】建筑抗震;现状;抗震技术;加固;展望
中图分类号: tu973+.31 文献标识码: a 文章编号:
世界有200多个国家,但是各个国家的地震分布不同、经济实力不同、人口居住密集度不同,因此各个国家虽然都在积极探索抵抗地震的方法,但是面对的建筑抗震现状各不相同。
以下主要通过对中美日三个国家的进行建筑抗震的现状分析,以及未来建筑抗震技术新的发展方向,引出新型抗震技术。
建筑抗震研究的背景
地震往往对人类社会造成难以抵御的冲击,给经济建设和人民生命财产带来严重危害。
特别是在人口稠密、工业发达的地区,大地震给人类带来了巨大的灾难。
就我国而言,1976年的唐山地震和2008年的四川汶川地震,给两地造成了极其惨重的人员伤亡和财产损失。
两次地震不难发现,地震造成如此严重的后果由多种,1976年唐山地震一是由于当时的建筑抗震性较差,另外就是出于深夜,许多人在感觉到的时候已经晚了;2008年的汶川地震虽然是在白天发生的,许多人都能及时逃掉,但是许多人却因为建筑抗震性较差
而丧生。
这两次地震对建筑的抗震性有着严峻的考验,一般抗震性较强的建筑,尽管在地震中收到重创,但是没有倒塌,那么就能给里面的人逃生的机会和时间,如果抗震性差,一旦倒塌,后果不堪设想。
我国许多人口密集的城市和地区处在地震带,虽然现在可以预测到地震,尽可能的减少地震带来的灾害,但是地震中建筑物的破坏是造成地震灾害的主要原因。
因此,研究建筑抗震技术具有特别重要的意义。
中美日三国建筑抗震的现状
中国
随着中国改革开放的不断深入,尤其在加入世贸组织以后,经济得到快速发展,现在已经成为世界第二大经济综合体。
现在中国的房地产行业成为经济的重要支柱之一,近些年来中国城镇化发展速度加快,2012年城镇居民首次超过农村人口,更多的人愿意进入城市去学习、工作和生活。
随之而来地方就是建筑业的繁荣,我国成为世界每年新建建筑量最大的国家,每年20 亿平方米新建面积,相当于消耗了全世界40%的水泥和钢材。
以前我国的建筑形式多以砖混的多层为主,但是随着现在城市人口的急剧增长,新建的建筑多以混凝土结构为主的框架剪力墙高层为主。
因为一是多层建筑已经不能适应人口增长对住房的需求,另外最主要的是砖混结构的多层抗震性较差。
而框架剪力墙结构抗震性就大大提高,基本上能抵抗7级左右的地震,甚至8级,这是我国建筑抗震性的一大进步。
美国
美国是世界经济第一大国,而且美国一直致力于新型建筑材料的研究和使用,以便提高建筑的抗震性。
美国住宅建筑占美国建筑工业总投资的40%左右,平均每年新建居住建筑总户数在200 万户左右。
目前美国住宅建筑广泛采用的建筑体系是:以钢筋混凝土和混凝土砌块为基础,以石膏板,玻璃棉、纤维板(聚氨酯硬质泡沫板)复合轻质板为围护墙体或以木型材为框架的木结构建筑体。
其实美国的住房观念和中国有很大的差别,美国由于交通极为便利,基本上都是在城市工作,住在城郊,因此美国的住宅多以木质结构为主。
我们经常在电视上看到美国的住宅都是木质结构居多,由于紧邻加拿大,而且加拿大的木材质量好,具有较高的强度和较好的防腐蚀和抗震性,美国一般都进口加拿大木材用以房屋建设。
而在地震发生较为频繁的地区,美国政府采取减少高层建筑数量,混合结构建筑墙体材料大多采用承重混凝土小型砌块。
而在城市的大型建筑则钢材较多,其中大部分建筑采用钢结构,抗震性抗风性较高。
梁柱用电焊焊接或用螺栓连接,楼板大多用凹形钢板铺设。
日本
由于日本大多数国土处于地震带,而且人口密集,因此日本很早就对建筑抗震性进行研究,日本的建筑除高层外,住宅建筑以一、二层的小住宅为主,多层和高层公寓为辅。
日本各种资源缺乏,因此许多旧的施工建筑材料供应紧缺,于是日本就开始研究新的建筑材料和建筑方法,一方面是为了节约资源,另一方面也是提高建筑
的抗震性。
最近几年,日本工业化法施工的房屋,外型美观,性能优良,内部格局好,取代了统称为 h、p、c 法的剪力墙结构或钢筋混凝土框架结构。
同时日本将建筑材料规模化,模式化,就像现在的移动房屋一样,只要购买相应的建筑材料,根据施工图就可以自己安装房屋,隔热性、防水性、防露性、防火性、耐久性、隔音性,尤其是抗震性都得到最大的提升,可谓“安全住宅”。
抗震技术发展
隔震技术在建筑抗震中的应用
隔震技术是一种新型的建筑结构抗震形式,通过在房屋的基础或某层柱顶设置隔震垫层,阻止地震作用向上传递,从而达到减弱结构地震反应的效果。
隔震层一般是由薄钢板与天然橡胶重合制成的,通常用于支撑建筑物的重量,这样将橡胶的吸收性和钢板的固定性相结合,目的就是避免将地震力直接传向建筑物,地震时吸收结构可在水平方向柔软地变形,避免了建筑物受力而遭到破坏。
消能阻尼器在建筑抗震中的应用
消能阻尼器类似于避震器的作用,用于工程中的主要是以液压阻尼器为主,液体从微小的孔洞流向另一端以达到吸收地震能量,地震能量挤压液体,使液体变热,能量也由动能转化为热能。
在进行建筑施工时可以将这种技术应用到建筑中,安装在建筑中,目的就是在地震时能够能吸收共振,对于减少建筑摇晃,降低地震队建筑物的破坏。
加固技术抗震中的应用
加固技术,从字面意思上就是对建筑物进行加固,这种技术采用树脂材料作为抗震“绷带”包裹建筑物支柱,在支柱外部增加紧箍作用,增强支柱的竖向承载能力,从而增加支柱在水平方向抵抗剪力的能力和变形能力。
这种技术就相当于给建筑物里面的重点支柱进行全面的包装,这样即便遇到地震,支柱遭受破坏,也不会倒塌,给逃生带来了宝贵的时间。
主动控制技术抗震中的应用
现在随着高科技的不断发展,许多行业都用上了高科技的产品,建筑抗震也不例外,近些年兴起的主动控制技术就是一种新型智能防震技术。
人之所以能够自由控制自己,在快要跌倒时能做出及时反应,身体及时做出调整,避免摔倒,主要是大脑作为指挥系统,肌肉系统来平衡身体,神经将讯息传到大脑,大脑做出反应,肌肉合作无间,控制身体平衡。
自动控制系统就是模仿人体原理,装在建筑里的感应器把讯息传给电脑,电脑和相当于人体肌腱与肌肉的液压与配重系统连接,通过高速计算机运算,建筑能在最短的时间里在应对地面摇动时就能产生最佳的平衡,避免建筑物受损。
四、总结
地震属于自然灾害,人类可以预防,但是阻止不了地震的发生,为了能够安居乐业,我们在建筑抗震性方面,除了提倡抗震性高的建筑形式,还应该采用新技术,多使用新材料,力争让我们居住的建筑更加结实、安全可靠。
未来的建筑势越建越高,使用功能越来越多,建筑结构体系会越来越复杂,各种受力分析难度越来越大,
而地震对建筑的风险也在加大,需要我们不间断的研究和努力,让我们的建筑抗震性越来越好,带来更大的安全保障。
参考文献:
[1]陶汝君.建筑抗震技术的发展与前景[j].广东建材,2009年第04期
[2]唐曹明.既有建筑抗震加固方法的研究与应用现状[j].施工技术,2010年第05期
[3]黄鑫.房屋建筑的抗震技术及性能浅析[j].城市建设理论研究,2012年第03期
作者简介:包静(1986-)女,江苏溧阳人,铁道第三勘测设计院集团有限公司,助理工程师。