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个人小结从古至今,地震作为一种自然灾害,一直对中国造成极大的影响,这与中国所处的特殊的地理位置有极大的关系(中国处于环太平洋地震带和欧亚地震带两大地震带),当然这也证实了板块构造学说的合理性。虽然科学家们对于地震的研究从未间断,但就目前来说,科学技术还不能准确预测并控制地震的发生。因此,为了减轻地震灾害,除了在建筑抗震设计(基础和上部结构)这一块下工夫之外,我们有必要对地震的成因及造成的恶劣影响有一个清晰的认识,同时针对不同的建筑特点和地理因素要采取相应的自救措施,要在理性理解地震的建筑结构的基础上,尽可能的保障个人的生命安全,同时减少经济损失。
一、地震的危害首先为了让大家对于地震有一个直观的认识,我们先来谈谈地震的危害:直接危害
1、建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等等。如果地震发生在凌晨。Oh,mygod!2、地面破坏,如地面裂缝、塌陷,喷水冒砂等。3、山体等自然物的破坏,如山崩、滑坡等。4、海啸、海底地震引起的巨大海浪冲上海岸,造成沿海地区的破坏。间接危害1、火灾,由震后火源失控引起(1995年日本阪神大地震);2、水灾,由水坝决口或山崩壅塞河道等引起;3、毒气泄漏、核泄漏等,由建筑物或装置破坏等引起;4、瘟疫,由震后生存环境的严重破坏所引起。
显而易见,一旦地震发生,带来的可能就是灾难性的毁灭。而人类,作为在陆地上生存的动物,当地震发生造成较大的地面灾害时,要想完全独善其身是不太可能的。因此,我们要在把握地震危害的基础上,针对不同的实际情况要有不同的自我保护措施,尤其是居住在地震高发地带的人更应重视。那么为了减少地震带来的危害,我们有必要了解地震产生的原因。二、地震及其成因
地壳板块碰撞理论:地震发生是相互运动的地壳板块发生急剧碰撞,发生过程是瞬间碰撞后的能量释放,地震强弱与相互碰撞时地壳板块的相对运动速度和相互作用力相关。所以地震作为一种自然现象,在现实生活中是非常常见的,地球上每年平均要发生500万次地震。针对地震成因,我们有不同的分类:天然地震和诱发地震;按震源深浅程度:深源地震、中源地震、浅源地震。因此,同样震级的地震,震源深度不一样,它产生的破坏效果也是不一样的。为了描述地震对建筑物的破坏程度,我们引入了地震烈度的概念,不同的地震烈度,人的感觉也不一样,这是一个更形象的概念。
那么,地震作为能量释放的一种方式,是以地震波的形式传递能量的,总体上分为体波和面波。其中体波又包含横波和纵波;面波有R波和L波。纵波使建筑物上下颠簸,横波使建筑物水平摇晃,而面波则二者兼而有之(地震作用)。面波的能量比体波大,振幅大,衰减慢,所以造成建筑物和地表的破坏以面波为主;同时因为面波随地面深度增加而衰减,这也是地下建筑震害较轻的原因之一。我们人类在大自然面前是微不足道的,既然地震作为一种自然现象,我们没有能力阻止它的发生,那只能根据对它作用机理的认识,减少建筑物对地震的响应,消耗地震能量,建造出具有良好抵御地震能力的建筑物。下面就谈谈抗震结构设计的相关知识。三、国内抗震建筑结构建筑物上的荷载主要有竖向荷载和水平荷载,高层结构主要考虑水平荷载,而水平荷载主要包括风荷载和地震荷载(产生惯性力)。在进行抗震结构设计时,我们需要关注的无非是两方面:一是建筑场地的选择,也就是基础这一块;二是上部结构,针对抗震结构如何设计的问题。1、场地、地基和基础在选择建筑场地时要尽量避免不利地段,实在避免不了必须采取相应的措施,这里关键就是地质的问题。比如说:淤泥还有一些未经实压的填土,容易产生沉降;饱和砂土、粉土则易产生液化现象。所以在选择建筑场地之前必须要进行地质勘探。在做地基、基础的时候,一方面基础要与上部结构有可靠的联系,另一方面需要基础在土层中有良好的嵌固。所以在做基础(深基础和浅基础)的时候,有一些相关的原则必须严格遵守;另外在平面布局的时候,尽量选取简单对称的结构,避免水平力作用下的扭转破坏;此外,在基础和上部结构之间还要注意隔震,通常是在上部结构和基础之间设置抗震支座,同时结合抗震阻尼器,减小建筑物对地震的响应。(消耗地震能量,减小振动振幅和地震作用,控制建筑物自振频率,避免共振,减小层间位移。)2、上部结构上部结构建立在基础之上,由于其结构种类较多,这里先简单介绍一下总体的设计原则,然后针对不同结构再展开说明。在地震作用下,建筑结构会产生惯性力,所以要减小地震作用,首先要减小结构惯性力和减小地震传到结构上的能量(基础有重要作用),显然,轻型建筑更利于抗震。另外,还要设法减小建筑的响应加速度,通过控制建筑物自振周期和土体的特征周期来实现,即避免产生共振,减小响应。故短周期,刚度大的建筑(如配筋混凝土壳体结构)应建在松散土层上;长周期,柔性建筑(如刚框架结构)应建在坚硬土层上。基本原则:要合理设计结构形式:传力途径、承载力、整体稳定性、局部加强等;要合理利用结构延性:通过塑性变形吸收和消耗地震输入能量,如:采用强剪弱弯、强节点若构件设计策略;要设置多道防线:如采用超静定结构、设置人工塑性铰(强柱弱梁)、设置耗能原件等等。要注意非结构因素:处理好非承重结构与主体结构之间的关系,避免地震发生时造成的人员伤亡。以上是上部结构在抗震设计时整体上需要注意的一些原则,当然,这只是其中的一部分,简单叙述之后最起码在整体上有一定的把握,总的原则是通过一些手段减小建筑物对地震作用的响应。但是,不同的结构在某些细节方面是有差异的,包括受力方式,结构布置,破坏形式等,所以针对不同的结构形式,我们有必要进行了解和区分,从而在地震发生时能够及时做好相应的应对措施。这里我简单介绍几种结构:砌体结构、木结构、钢筋混凝土结构、刚结构、非结构构件等。
1)砌体结构
主要用于独栋住宅和底层建筑中,抗剪和抗拉强度都很低,破坏呈脆性,在循环外力作用下,未加固的砌体结构很容易发生倒塌。因此地震中的人身伤亡大部分可以归因于这类结构的倒塌。那么在设计过程中我们对于墙、楼板屋面板以及结构布置都有相关的规定,这里不细说,这里简单讲讲逃生的方法。由于是低层建筑,在农村可能就是一层或者两层,所以可以选择室内逃生法和室外逃生法,包括:室内伏而待定法、室内三角区逃生法、室外安全岛逃生法、室外安全带逃生法,具体采用什么方法就需要根据当时的实际情况了。2)木结构通常正确设置的木结构建筑在地震中不会致人死亡,木结构的整体破坏是很罕见的,由于质量轻,只能产生有限的惯性力,而且阻尼相对较大。但是其抗压能力较弱,也不是延性材料,通常由于整体刚度不够,较弱结构构件的断裂或错误的设计产生较大激励而破坏。由于木结构本身重量轻,地震发生时应尽可能跑向外面空旷地带,如果时间不够,可选择柱下,床底下躲藏。由于木结构容易引发火灾,一定要注意断电。3)钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构包含很多,如框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等,应用十分广泛,不同的结构类型都有相应的规范要求。这类结构都要求有较强的抗侧移能力,由于一般属于中高层建筑,一旦地震发生,首选还是通过楼梯跑到室外空旷处,如果是强震,时间不够,那只能在室内,在室内可暂时躲避在坚实的家具旁或墙角、厨房、卫生间等承重墙较多,跨度较小的地方,注意避开外墙体等薄弱部位,并且保护头部。躲避在坚固的家俱旁能在建筑物倒塌时提供一些空间,但是对于规模较小地震,在家俱下则能防护掉落物。主震过后,应迅速撤至户外。4)钢结构在地震作用下,几乎没有承重钢结构倒塌。破坏的主要原因在于弹性失稳、交叉拉杆的破坏、焊缝破坏等。钢材具有很高的韧性,抗变形能力较差,因此非结构构件(隔墙、门窗等)的破坏程度较高,另外,地震后的次生火灾往往是金属结构破坏的主要原因,因此必须实现有效的防火保护。5)非结构构件很多情况下,震后建筑的结构完好的保存了下来,但非结构构件却遭受大面积的破坏,像外墙面的倒塌、悬挂天花板、玻璃破碎等,而非结构构件的修复往往要花费大量的资金并导致建筑物无法正常使用,所以非结构构件的设计要根据预先确定的地震作用下的性能要求进行,如安全要求、整体性要求、与承重体系刚性连接等。包括有:外墙面、隔墙、墙面保护层、悬挂天花板、设备基座、屋面等,针对这些构件都有相应的构造要求。四、总结
地震作为一直以来在世界范围内频繁发生的一种自然现象,在当代社会的确让人谈虎色变。但是地震真有那么可怕吗?我想,在过去经济不发达的时候,其实它并没有现在可怕,因为它不可能造成大范围的人员伤亡(虽然有经济损失),“地震灾害”这个词其实跟我们的社会建筑有密切的联系,社会在向前发展,高楼大厦不断涌现,我们居住的环境也越来越好,选择也越来越多,但是它们所带来的潜在威胁也越来越大,破坏力也是一样。当然,这也是社会向前发展的必然结果。既然事物都有两面性,那么在当今社会,如何利用先进的科学文化知识来进一步加强建筑结构的抗震能力才是重中之重。我们不必缅怀过
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