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装配式建筑抗震问题的思考

装配式建筑抗震问题的思考

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地震造成的灾害是巨大的,每年全球各地都发生着或大或小的地震灾害,下图显示了全球一些比较大的地震中的人员死伤和经济损失情况。


地震灾害造成的生命财产损失


▲  全球地震中的人员死伤和经济损失一览


汶川地震中房屋倒塌的教训


▲  汶川地震中房屋倒塌的照片


总结汶川地震中房屋倒塌情况综合有如下情况:


1 汶川地震共倒塌房屋700万余间,其中80%是农房

2 农村地区建筑物损毁要远高于城市建筑物,很多农村的房屋倒塌率在90%以上

3 农村房屋建造不重视圈梁、构造柱,在地震时,这种房屋往往在摇晃后,楼板脱落造成整体垮塌(如图1所示)

4 农民建房一直以自建为主,从设计、施工到灾害保险等几乎所有环节,都处于无人监督、随意建设的状况,农村建筑呈现出整体上的“不设防”格局。


▲  绵竹市遵道镇鹏花村震前震后对比


其中,汶川县城房屋倒塌极其严重,其中约1/3房屋严重受损;映秀镇有不少房屋在地震中倾斜,局部房屋大面积垮蹋;耿达乡倒房率在40%以上;绵竹市拱星镇倒房较多,绵竹市区东北部、兴隆镇、富新镇、五福镇、齐天镇、柏隆镇的倒房率约20%至40%,绵竹市区东西部、什坊市倒房率在20%以下;青川县再遭余震重创,房屋大面积倒塌;茂县太平乡倒房率约在10%至20%,部分区域倒房率在20%至50%;叠溪镇倒房率较低,在10%至20%之间。城区也有不少的砌体结构住宅倒塌。


总结受灾情况大致得出以下几点教训:


1 地震死伤,绝大多数是被垮塌房屋压死的、或被破损房屋砸伤的

2 中国地震死伤人数较多,农村地区的建筑质量尤其差

3 中国大量采用砖混结构、或钢筋混凝土结构建造住宅,重量大,地震力也大,加上施工质量难于确保,地震时,住宅垮塌较多

4 砖混结构若没有设置圈梁、构造柱,就形不成结构的整体性,抗震性能差,又没有冗余度,抵抗不了连续倒塌,地震一来,很容易整体垮塌。


推广装配式+减隔震技术

四川雅安地震,芦山县人民医院门诊综合楼在地震中表现出良好的隔震效果,经历7.0级强震后,除了少许墙面乳胶漆层脱落,建筑内部梁柱和墙构件竟没有出现任何裂纹,就连窗户的玻璃没有任何毁坏,成为震后地震区抢救伤员的主要医院之一。


▲  芦山县人民医院门诊综合楼


截至2014年,日本共有各类隔震建筑8,600幢,其中有不少是装配式建筑。隔震建筑在日本的历次地震中表现良好。台湾的办公建筑、居住建筑也应用装配式+ 减隔震技术(注:台湾大学土木研究大楼是一幢全预制装配钢筋混凝土结构隔震大楼)。


▲  台湾大学土木研究大楼


综上经验,我们呼吁推广装配式+减隔震技术。装配式混凝土结构的节点连接存在薄弱环节,为了提升结构的抗震能力,节点连接构造的研究,应与减隔震技术应用结合起来。


装配式减隔震抗震技术,在日本应用很多。隔震,不让地震力直接传递给建筑物,可减轻地震的摇晃约1/3左右,对钢筋混凝土结构较为有利;减震,通过减震器对地震力产生阻尼,可减轻地震的摇晃约3/4左右,对钢结构尤为适合。采用减隔震技术,可能会使装配式建筑的节点连接变得相对简单。


▲  装配式+减隔震技术


在学习国外装配式技术的同时,也要把减隔震这样的先进技术结合进来。把采用减隔震技术的装配式结构体系,作为装配式建筑的创新技术。


综上所述,关于装配式建筑抗震问题思考后可初步得出以下结论:

1  预制装配式砼结构,应重视节点设计、连接,加强整体性

2  装配式混凝土结构的节点连接存在薄弱环节,为了提升结构的抗震能力,节点连接构造的研究,可与减隔震技术结合考虑


本文作者系厦门市建设局巡视员、副局长林树枝。该文摘自国家土建结构预制装配化工程技术研究中心主办的《建筑工业化》杂志首期第39-51页,有删节。


(责任编辑:金曙)





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[责任编辑:Susan]

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