地震|担心地震来了楼会塌?建筑的抗震性其实没你想的这么差

当地震来临的时候 , 你是否会害怕自家的房子突然倒塌?其实大可不必担心 , 建筑物有时很脆弱 , 但绝对没你想的那么脆弱 。
从全球的重大地震灾害调查中可以发现 , 大多数人命伤亡都是因为建筑物受损或倒塌所引致的 。 从抗震角度考虑 , 如何提高城市建筑的抗震能力也是非常值得讨论的 。 目前来说 , 现代建筑抗震设防首先也是以保障生命安全、减少人员伤亡为基本出发点 。
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隈研吾建筑都市设计事务所设计作品--创新抗震博物馆
一般来讲 , 加强建筑物抵御抗震的能力有三种途径 :
抗震加固:核心是利用增强结构各构件的承载力和变形能力抵御地震作用 ,吸收地震能量 ;
减震加固:即在结构抗侧力构件中设置消能部件 ,通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量 ,减少主体结构地震反应 ;
隔震加固:在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层 ,隔离地震能量向上部结构传递 ,从而降低上部结构的地震作用。
抗震加固技术
近年来 , 日本开发了一种常用的 SRF 工法(Super Reinforcement with Flexibility) , 该工法和传统的钢板加固、碳纤维加固法相比 , 基层处理简单, 工序少, 材料重量轻, 价格便宜, 特别是所用的材料没有毒性和刺激性, 加固后结构的延性能够得到极大地提高 。
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SRF工艺法和其他的比较(来自吕清芳 Innovative Technologies for Seismic Retrofitting in Japan)
另一方面 , 可以采用增设斜撑加固的方法 , 从而承担一部分地震力 , 来改善建筑物抗震性能 。
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再有 , 增设框架加固是利用新增框架来承担一部分地震力从而改善建筑物抗震性能的加固方法。
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还有一种更好理解的加固方法:剪力墙加固法 , 主要目的就是提高它的结构刚度 , 使其可以承受更大的地震烈度 。 可以采用新增剪力墙或者力墙截面等方法 , 增预制剪力墙法具有施工简便 、无噪声 、工期短的优点。 近年来 ,增设剪力墙加固的工程逐年增多 ,且方法不断创新 ,比如 ,有些学者正在研究一种新增纤维网格剪力墙法。
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新增预制剪力墙法工程实例
耗能减震加固技术
减震加固的原理是在结构抗侧力构件中设置消能部件或阻尼器 , 通过其局部变形提供附加阻尼以耗散或吸收由地震输入结构中的能量 ,减少主体结构地震反应。 这里以日本的建筑为例 , 比较他们岛国 , 地震不断 , 在这方面的经验还是比国内丰富一点 。
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防屈曲耗能支撑的横向构造
日本的耗能减震加固技术划分为 4 种类型 , 分别是采用摩擦型阻尼器 、金属阻尼器 、粘弹性阻尼器和粘滞性阻尼器的技术 , 最近也出现了力臂式减震工法和制震顶棚系统等 。
摩擦耗能装置由摩擦元件构成 , 这些元件相互滑动产生摩擦力 ,从而耗散结构的部分振动能量。 青木式工法就是这一方法的代表 。
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青木式工法示例
金属阻尼器的耗能机理是通过金属元件的弹塑性变形来耗能 , 设计时避免了局部屈曲。
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金属屈服型阻尼器
隔震加固技术
首先 , 可以增设橡胶垫支座 , 橡胶支座在新建结构已有一定应用 ,尤其在美国居多 。
【地震|担心地震来了楼会塌?建筑的抗震性其实没你想的这么差】还可以增设滑移支座 , 在上部结构和建筑物基础之间设置一个滑移面 ,允许建筑物在发生地震时相对于基础作整体水平滑动。 隔离水平方向的地震。 由于摩擦滑移作用 ,削弱了地震作用向上部结构的传递 ,同时 ,建筑物在滑动过程中 ,通过摩擦耗散了地震能量 ,从而达到减震的效果。