「提要」地震是嚴(yán)重的自然災(zāi)害。震災(zāi)是通過房屋的倒塌產(chǎn)生。砌體結(jié)構(gòu)抗震性能較差,但只要用滑移減震技術(shù)改造徹體結(jié)構(gòu),此類房屋亦能在特大地震中不倒塌。此種建筑在遼寧省經(jīng)一年試點(diǎn)推廣,受到各方面的普遍歡迎。
「關(guān)鍵詞」滑移減震、石墨助滑劑、錯(cuò)動(dòng)位移。
1滑移減震建筑適應(yīng)工程抗震技術(shù)的發(fā)展
1.1震災(zāi)的嚴(yán)重性
本世紀(jì)世界陸地7級(jí)以上地震,中國(guó)有66次占1/3,人口死亡200多萬(wàn),中國(guó)有115萬(wàn)占1/2.在近期的1978年唐山大地震中死24萬(wàn),死傷40萬(wàn),經(jīng)濟(jì)損失100億人民幣。在國(guó)內(nèi)的各種災(zāi)害中,屬災(zāi)死人占54%。經(jīng)濟(jì)損失占6%。
1.2震災(zāi)預(yù)報(bào)的艱難性
至今世界上發(fā)生了無(wú)數(shù)次的大小地震,據(jù)資料介紹,只有海城與墨西哥兩次地震的臨震預(yù)報(bào)稍準(zhǔn),由于中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)不準(zhǔn),海城與墨西哥城的建筑物損壞與震災(zāi)還是嚴(yán)重的。關(guān)于地震發(fā)生的機(jī)理目前總說紛壇,例如,斷裂帶錯(cuò)動(dòng)、地殼板塊插入、整板變形斷裂,學(xué)說越多說明可靠的學(xué)說尚未形成。日本是震災(zāi)較多,研究地震機(jī)理及預(yù)報(bào)人員多、水平高的國(guó)家,可是1995年1月17 日偏偏在其預(yù)報(bào)安全區(qū)西部的阪神發(fā)生大地震,死5oo0多人,經(jīng)濟(jì)損失1000億美元,全國(guó)一遍震驚。因此在1994年在西班牙召開的國(guó)|考試-大|際地震會(huì)議上有關(guān)專家指出,目前地震是不可預(yù)報(bào)的,因此各國(guó)應(yīng)將重點(diǎn)放在建造耐震的建筑上。
1.3如何吸取唐山大震的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震時(shí),這些加固過的工程表現(xiàn)了明顯的耐震性能,因此唐山地震后全國(guó)開始了大規(guī)模的現(xiàn)有建筑抗震加固與新建建筑抗震設(shè)防工作。我國(guó)的抗震設(shè)防是按地區(qū)設(shè)防烈度劃分等級(jí)的,例如按六度設(shè)計(jì)的房屋的設(shè)防目標(biāo)是:遭迂從值烈度(5.5度)時(shí)建筑不損壞;遭迂基本烈度(7度)時(shí)建筑有些損壞,但可修復(fù)使用;遭遇罕遇地震(8度強(qiáng))時(shí),破壞嚴(yán)重,但下例塌。海城地震時(shí)海城是9度,唐山地震時(shí)唐山中心區(qū)是10度。7度設(shè)計(jì)的房屋迂海城、唐山那樣的9度、10度大震就要破壞倒塌了。全國(guó)把大多數(shù)地區(qū)均劃為七度、六度區(qū),由于經(jīng)濟(jì)的原因及技術(shù)的困難,尚無(wú)法按10度的條件設(shè)計(jì)這些地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu),因此無(wú)法避免唐山地震的悲劇重演。我國(guó)地震工程科技人員尋找新的方法,也就是開始研究隔震、減震。消能與控制技術(shù),從“硬抗”轉(zhuǎn)到“軟消”。我院滑移減震建筑技術(shù)就是在這種形勢(shì)下從1985年開始列題研究的項(xiàng)目。
2滑移減震技術(shù)研究的主要成果及水平
為了避免唐山大地震的悲劇重演,為了尋求抵御十度大震的建筑技術(shù),在1985年開展了滑移減震技術(shù)的研究。從1985年至1990年為項(xiàng)目研究,以機(jī)理為主;第二階段1995年至1997年結(jié)合試點(diǎn)建筑,進(jìn)行設(shè)計(jì)、構(gòu)造及施工等配套技術(shù)研究。
2.1項(xiàng)目研究成果
(1)石墨是較理想的助滑劑材料:它耐久、構(gòu)造簡(jiǎn)單、適宜的上部結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造與適宜的大錯(cuò)動(dòng)位移值。
(2)大錯(cuò)動(dòng)位移是54mm;殘存錯(cuò)動(dòng)位移小于20mm;
(3)高寬比控制為2,能保證只滑不搖擺;
(4)能起到保險(xiǎn)絲作用,滑譽(yù)減震房7度強(qiáng)時(shí)起滑, 10度時(shí)上部建筑只滑不破壞倒塌。
1990年經(jīng)全國(guó)抗震專家宋秉譯、周福霖、劉季、李桂肴、霍自正等組成|考試-大|的鑒定委員會(huì)鑒定認(rèn)為課題成果具有重大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益,成果的廣度和深度達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,有關(guān)計(jì)算參數(shù)均可為滑移減震消能多層磚房的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
然后根據(jù)研究報(bào)告編寫的論文在第十屆世界地震工程會(huì)議(西班牙)與國(guó)內(nèi)“建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)”上發(fā)表。均獲較高評(píng)價(jià)。
2.2試點(diǎn)建筑的研究成果
(1)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度,橫墻安全度是相應(yīng)按7度抗震設(shè)計(jì)的1.5倍;縱墻是1.8倍。這與遼寧地區(qū)目前7度區(qū)的七層磚混住宅結(jié)構(gòu)相當(dāng);
(2)配套研究了上、下水管、煤氣管及暖氣管穿過滑移層的柔性接頭或柔性構(gòu)造;
(3)構(gòu)造簡(jiǎn)單施工方便;
(4)采用挖孔樁基礎(chǔ)時(shí),由于樁的配筋減少使總造價(jià)不增加;采用其它基礎(chǔ)時(shí)總造價(jià)增加較少。
試點(diǎn)建筑研究成果在1997年經(jīng)楊玉成、梁發(fā)云與省內(nèi)專家組成的鑒定委員會(huì)鑒定,認(rèn)為該試驗(yàn)建筑可達(dá)到相當(dāng)于6一7度地震不壞,7度強(qiáng)地震時(shí),滑動(dòng)層剛開始動(dòng)作,9~10度地震時(shí)下倒塌。這是一項(xiàng)防止房屋倒塌、減輕地震災(zāi)害的有效的創(chuàng)新途徑。用石墨作分隔層材料建成六層住宅在國(guó)內(nèi)、國(guó)際上屬首創(chuàng)。
「關(guān)鍵詞」滑移減震、石墨助滑劑、錯(cuò)動(dòng)位移。
1滑移減震建筑適應(yīng)工程抗震技術(shù)的發(fā)展
1.1震災(zāi)的嚴(yán)重性
本世紀(jì)世界陸地7級(jí)以上地震,中國(guó)有66次占1/3,人口死亡200多萬(wàn),中國(guó)有115萬(wàn)占1/2.在近期的1978年唐山大地震中死24萬(wàn),死傷40萬(wàn),經(jīng)濟(jì)損失100億人民幣。在國(guó)內(nèi)的各種災(zāi)害中,屬災(zāi)死人占54%。經(jīng)濟(jì)損失占6%。
1.2震災(zāi)預(yù)報(bào)的艱難性
至今世界上發(fā)生了無(wú)數(shù)次的大小地震,據(jù)資料介紹,只有海城與墨西哥兩次地震的臨震預(yù)報(bào)稍準(zhǔn),由于中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)不準(zhǔn),海城與墨西哥城的建筑物損壞與震災(zāi)還是嚴(yán)重的。關(guān)于地震發(fā)生的機(jī)理目前總說紛壇,例如,斷裂帶錯(cuò)動(dòng)、地殼板塊插入、整板變形斷裂,學(xué)說越多說明可靠的學(xué)說尚未形成。日本是震災(zāi)較多,研究地震機(jī)理及預(yù)報(bào)人員多、水平高的國(guó)家,可是1995年1月17 日偏偏在其預(yù)報(bào)安全區(qū)西部的阪神發(fā)生大地震,死5oo0多人,經(jīng)濟(jì)損失1000億美元,全國(guó)一遍震驚。因此在1994年在西班牙召開的國(guó)|考試-大|際地震會(huì)議上有關(guān)專家指出,目前地震是不可預(yù)報(bào)的,因此各國(guó)應(yīng)將重點(diǎn)放在建造耐震的建筑上。
1.3如何吸取唐山大震的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震時(shí),這些加固過的工程表現(xiàn)了明顯的耐震性能,因此唐山地震后全國(guó)開始了大規(guī)模的現(xiàn)有建筑抗震加固與新建建筑抗震設(shè)防工作。我國(guó)的抗震設(shè)防是按地區(qū)設(shè)防烈度劃分等級(jí)的,例如按六度設(shè)計(jì)的房屋的設(shè)防目標(biāo)是:遭迂從值烈度(5.5度)時(shí)建筑不損壞;遭迂基本烈度(7度)時(shí)建筑有些損壞,但可修復(fù)使用;遭遇罕遇地震(8度強(qiáng))時(shí),破壞嚴(yán)重,但下例塌。海城地震時(shí)海城是9度,唐山地震時(shí)唐山中心區(qū)是10度。7度設(shè)計(jì)的房屋迂海城、唐山那樣的9度、10度大震就要破壞倒塌了。全國(guó)把大多數(shù)地區(qū)均劃為七度、六度區(qū),由于經(jīng)濟(jì)的原因及技術(shù)的困難,尚無(wú)法按10度的條件設(shè)計(jì)這些地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu),因此無(wú)法避免唐山地震的悲劇重演。我國(guó)地震工程科技人員尋找新的方法,也就是開始研究隔震、減震。消能與控制技術(shù),從“硬抗”轉(zhuǎn)到“軟消”。我院滑移減震建筑技術(shù)就是在這種形勢(shì)下從1985年開始列題研究的項(xiàng)目。
2滑移減震技術(shù)研究的主要成果及水平
為了避免唐山大地震的悲劇重演,為了尋求抵御十度大震的建筑技術(shù),在1985年開展了滑移減震技術(shù)的研究。從1985年至1990年為項(xiàng)目研究,以機(jī)理為主;第二階段1995年至1997年結(jié)合試點(diǎn)建筑,進(jìn)行設(shè)計(jì)、構(gòu)造及施工等配套技術(shù)研究。
2.1項(xiàng)目研究成果
(1)石墨是較理想的助滑劑材料:它耐久、構(gòu)造簡(jiǎn)單、適宜的上部結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造與適宜的大錯(cuò)動(dòng)位移值。
(2)大錯(cuò)動(dòng)位移是54mm;殘存錯(cuò)動(dòng)位移小于20mm;
(3)高寬比控制為2,能保證只滑不搖擺;
(4)能起到保險(xiǎn)絲作用,滑譽(yù)減震房7度強(qiáng)時(shí)起滑, 10度時(shí)上部建筑只滑不破壞倒塌。
1990年經(jīng)全國(guó)抗震專家宋秉譯、周福霖、劉季、李桂肴、霍自正等組成|考試-大|的鑒定委員會(huì)鑒定認(rèn)為課題成果具有重大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益,成果的廣度和深度達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,有關(guān)計(jì)算參數(shù)均可為滑移減震消能多層磚房的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
然后根據(jù)研究報(bào)告編寫的論文在第十屆世界地震工程會(huì)議(西班牙)與國(guó)內(nèi)“建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)”上發(fā)表。均獲較高評(píng)價(jià)。
2.2試點(diǎn)建筑的研究成果
(1)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全度,橫墻安全度是相應(yīng)按7度抗震設(shè)計(jì)的1.5倍;縱墻是1.8倍。這與遼寧地區(qū)目前7度區(qū)的七層磚混住宅結(jié)構(gòu)相當(dāng);
(2)配套研究了上、下水管、煤氣管及暖氣管穿過滑移層的柔性接頭或柔性構(gòu)造;
(3)構(gòu)造簡(jiǎn)單施工方便;
(4)采用挖孔樁基礎(chǔ)時(shí),由于樁的配筋減少使總造價(jià)不增加;采用其它基礎(chǔ)時(shí)總造價(jià)增加較少。
試點(diǎn)建筑研究成果在1997年經(jīng)楊玉成、梁發(fā)云與省內(nèi)專家組成的鑒定委員會(huì)鑒定,認(rèn)為該試驗(yàn)建筑可達(dá)到相當(dāng)于6一7度地震不壞,7度強(qiáng)地震時(shí),滑動(dòng)層剛開始動(dòng)作,9~10度地震時(shí)下倒塌。這是一項(xiàng)防止房屋倒塌、減輕地震災(zāi)害的有效的創(chuàng)新途徑。用石墨作分隔層材料建成六層住宅在國(guó)內(nèi)、國(guó)際上屬首創(chuàng)。

