石结构建筑震害调查及抗震性能分析

石结构建筑震害调查及抗震性能分析

0中国与国外空气微波等效作用时间的研究石材体结构采用天然花岗岩石材，经过人工加工后形成条石，用砂浆和材料石形成连接材料，建筑工人以一定的重量建造结构。由于灰缝的存在以及料石与砂浆之间物理力学性能的差异,所以石砌体结构貌似“网状结构”。石砌体结构是砌体结构的重要组成部分。它以其独具一格的建筑特色而深受人们的喜爱,并在中外建筑史上拥有不可忽视的一席之地。由于石材是古老的建筑材料,因而石结构具有悠久的历史。早在5000年前,我国就已用石材建造石砌祭坛和石砌围墙;在公元前约3000年,埃及在吉萨采用块石建成三座宏伟的金字塔,工程十分浩大;在公元75年~80年,罗马采用石结构建其中,ΔP+为等效冲击波侧向峰值超压;Ta为等效冲击波作用时间。在空气冲击波的等效线性化时,要保持最大峰值超压与实验数据一致,然后根据研究的类型,可以采用以下两种简化方法:1)如果构件的最大响应发生在时程曲线的早期,则等效三角形脉冲的斜率正切于超压—时间曲线,求出一种保证压力的初始衰减(初始斜率)与实验数据一致的等效作用时间Ta1,如图3所示ΔP1(t),该方法常用于有较长时间动荷载作用。2)如果结构或构件的最大响应发生在超压已经衰减到零之后,则要保证压力的正冲量与实验数据一致,等效作用时间为Ta2,如图3所示ΔP2(t),该方法常用于短时动荷载作用(脉冲荷载)。在常用高级炸药的爆炸过程中,因为冲击波超压作用时间往往很短,一般仅数毫秒或数十毫秒,往往小于结构发生最大响应时间,且其升压成罗马大角斗场,至今仍供世界各国游人参观和欣赏。在公元595年间~605年间,我国隋代李春建造的河北赵县安济桥(简称为赵州桥),是世界上最早建造的空腹式单孔圆孤石拱桥并保留至今。在我国,广大的产石地区尤其是福建省,花岗岩自古以来就是当地的主要建筑材料,历代在开采花岗岩石材建筑各类石结构建筑中,积累了许多具有地方传统特色的料石加工工艺和砌筑施工技术。1最佳材料和结构1)就地取材、经济实惠。石砌体的主要材料———料石与砂浆,均为天然花岗石材料或经稍微加工即可取得。显然取材方便、时间极短。因此在结构计算时,可按等冲量原则将常规爆炸冲击波简化为无升压时间的线性下降三角形荷载,其中峰值超压ΔP+及等效作用时间Ta,可按下列公式计算确定:当用计算机进行数值计算时,可以采用实际的指数型衰减曲线进行更为精确的分析。3结语本文提供了结构内部爆炸冲击波的计算方法,根据爆炸波参数的计算方法计算爆炸波前参数,通过将爆炸冲击波荷载和准静态气体压力曲线简化成三角形来计算爆炸冲击波荷载,并计算出准确的叠加得到结构内部爆炸荷载。参考文献:熊建国.爆炸动力学及其应用[M].北京:科学出版社,张守中.爆炸与冲击动力学[M].北京:兵器工业出版社,SimplecomputationalmethodofblastshockwavesFENGHai-longAbstract:Whentheexplosionisoccurredinstructure,thestructureshouldbebeartheshockwaveandthedualquasi-staticgaspressureloads.Thecalculationmethodofblastloadinthestructureisdiscussed,andthestructuralformulaoftheinternalblastloadingisgiven.Thedesign价格低廉。2)材质坚硬、色泽美观而又丰富。就此而言,它是其他建筑材料所不可比拟的,而且其美学效果随着时间的转移,更加表现出良好而又成熟。3)极佳的耐久性是石结构十分明显的优点。很多历史建筑和工程结构对此特性提供了活生生的证明。4)石砌体结构具有很好的耐火性。石材本身就是不燃物质,既不会着火也不能传播火源,事实也证明石墙极少因受火灾而严重破坏。5)石砌体结构具有较好的化学稳定性、大气稳定性和耐磨性,吸水率低。除上述优点外,石砌体结构也有一些缺点:1)石砌体结构的自重大。因为石砌体的抗拉强度很低,以及加工工艺的要求,故必须采用较大截面的石块或构件,因此其体积大,自重也大。2)石砌体结构砌筑工作相当繁重。据调研结果表明,在一般居住建筑中,砌筑用工量占总用工量的1/4以上,这主要是由其体积大而造成的。3)砂浆和石块间的粘结力薄弱。尤其是竖向砂浆灰缝更为突出,导致石砌体抗拉、抗弯、抗剪强度很低,从而严重地影响石砌体结构的抗震性能。2关于社会主义结构体系建设的表现我国现有抗剪强度一个1)传统施工方法的不合理。现有的以及正在兴建的石砌体结构的建造几乎全部沿用古老的传统施工方法,即干砌甩浆法和坐浆法两种,因这两种方法均以灰缝中的石垫片作为主要的传力单元,以及砂浆在凝结硬化过程中不断收缩,所以砂浆与石块间存在有大量的间隙和初裂缝,而且砂浆饱满度很低(分别仅有18%和38%左右),从而导致石砌体的抗剪强度很低。2)没有科学的设计方法。现有的绝大部分石砌体结构均未经具有专业知识的人员进行结构设计,而是由施工人员根据其工程经验直接进行现场施工。3)抗震性能差,震害严重。因石砌体结构的静力抗压强度相当富余,所以人们往往忽略了施工砌筑质量的要求,致使现有石砌体结构的质量不符合抗震设防要求,无疑这已成为结构工程界共同的心腹之患。4)针对现役的石砌体结构,尚无可靠的抗震鉴定验算方法。据不完全统计,全国现有石砌体建筑有2亿多平方米,仅闽南地区就有5500万m2;居住着近350万人,这些石砌体建筑绝大部分均采用传统的施工方法建造,结构布置也不甚合理,确实“隐患”重重,但目前尚无科学的抗震鉴定方法。5)尚缺合理、有效、可行的加固技术。目前石砌体结构的抗震加固方法,大多套用砖混结构的加固方法,如采用夹板墙、构造柱等。但是,由于石砌体结构与砖混结构的动力特性不同,所以对石砌体结构套用砖混结构的加固方法进行抗震加固,不仅费时、费料、费用大,对用户正常使用带来严重的影响和干扰,不易被广大群众所接受,而且其抗震加固效果也不尽人意。3典型园林建筑石结构抗震特性利用抗震可靠度方法对一些石结构建筑进行计算分析后表明,当砂浆强度小于M5时,结构首层的抗震承载能力大都达不到可靠指标,因此保证砂浆强度是提高石结构抗震能力的关键因素之一。对唐山地区342幢多层石房的震害分析表明,在烈度为10度,11度区石结构的倒塌率为75%;9度区则只有18%,且大部分属中等破坏;8度区大部分基本完好,很少倒塌;7度区82%完好,无倒塌。无倒塌的结构大多设置了钢筋混凝土楼盖或屋盖和钢筋混凝土圈梁,说明这些构造措施在地震中发挥了重要的作用。福建地区一些经历过历史上大震考验的古建筑,例如泉州市的东、西两座古石塔,高分别为48m和44m,为5层仿木楼阁式石结构,双层筒体,是用细料石无垫片砌筑的,建于700百多年前,经历过1604年泉州海外8级大震的地震考验,完好保存至今。研究这些典型结构的抗震性能后可看出,石结构虽然延性差,质量大但抗剪、抗弯强度均较低。在多数情况下震害要比其他结构重,然而如能从场址选择、结构设计、材料强度、施工质量等方面保证结构抗震的有关因素,则提高石结构的抗震能力,使其在地震中经受住考验或减少震灾损失是可能的。近代福建地区石结构传统的施工工艺大致有三类:第一类为无垫片铺浆砌筑;第二类为有垫片铺浆砌筑;第三类为有垫片干砌后甩浆塞缝。根据石结构的实验结果表明第一类的抗剪强度比第二类约大1.68倍,而第三类的平均抗剪强度是第二类的25倍,因此石结构不同施工工艺对其抗震能力的影响是显著的。目前一般认为用细料石无垫片铺浆砌筑的方法要比用粗料石有垫片干砌后甩浆塞缝砌筑的方法抗震性能好。因此,根据福建沿海地区石结构的特点,及时制订相应的减灾对策是非常必要的,为使石结构达到“小震不坏,大震不倒”的抗震目的,根据福建地区的特点应及时抓好新建工程的抗震设防工作。由于地震作用和石结构抗震能力具有随机性,要反映不同结构在使用期限内的抗震性能大小,必须研究结构使用期限内地震动强度发生概率,以及在相应场地地震条件下结构可能遭受的地震破坏概率。和其他砌体结构一样,石结构建筑的纵横墙,作为层间抗侧力构件,其抗震强度是决定房屋抗震性能的主要因素。保证石结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等性能及尽可能设置多道抗震防线,有利于石结构提高抗震性能,最大限度地防备和减少未来地震可能造成的破坏损失,并将地震灾害减轻到最低限度。4石结构地震应急研究的意义本文根据石结构抗震可靠度的分析结果及历史震害资料,进一步从场址选择、结构设计、材料强度、施工工艺、新建工程的抗震设防和旧房抗震加固等方面,探讨了减轻石结构地震灾害的一些关键问题和基本对