(青海省地震局,青海 西宁 810001))
摘要:在地震观测实践中,针对相关的观测资料与经验进行深层次的分析与研究,探索地震孕育、发生的客观规律。文中用大量实例,分析了建(构)筑物在破坏性地震中受损的原因,由此看出,在地震预报难题未攻克之前,建(构)筑物的抗震设防工作就显得尤为重要。
关键词:地震观测;抗震设防;地震预报
PRIMARY DISCUSSION ON THE IMPORTANCE OF EARTHQUAKE MONITORING AND FORTIFICATION
DING Ningxia,SUN Li
(Qinghai Earthquake Agency ,Xining 810001,China)
Abstract:in the practice of seismic observation, the analysis and research are carried out according to relevant observation data and experience, and objective laws of earthquake gestation and occurrence are explored. In this paper, a large number of examples are used to analyze the causes of damage caused by structures in destructive earthquakes. The results showed that the seismic fortification of buildings is particularly important before the problem of earthquake prediction is solved.
Key words:Earthquake observation; Seismic fortification; Earthquake prediction
前言
随着科学技术的发展以及社会公众对人身安全认识的不断更新,防震减灾工作的社会职能受到极大关注。近年来,我国的地震灾害时有发生,从四川省雅安市芦山县的7.0 级地震到云南省昭通市鲁甸县的6.5级地震,其特点都是震源深度较深,区域跨度大,震害损失大,给人民的生命财产安全带来了严重的威害,这说明如何在地震前期就做出相应的预测和预报,减少地震发生后带来的生命和财产损失就成为了时下我们必须深入研究的关键性问题。从我国地震监测预报工作分析出发,论述了地震监测工作的主要职责,并详细分析了提高地震监测预报质量的具体措施。
1我国地震监测工作概况
随着我国经济的快速发展,地震灾害的预报能力和技术也得到了显著提高。我国目前的地震灾害预测主要是以地震监测台网为基础来开展预报工作。因我国地理区域较广,监测范围较大,在地震数据的观测和分析上还要依靠地震监测台网的观测数据来实现,同时还建立了以国家、省、市三级数字化地震监测台网,并建设了地震测震台站、强震动台站、物理观测点等,以此来提高地震监测工作的质量。新时期下,我国还需要利用先进的科学技术来对地震的预报理论进行相应的科学实践,通过多次的实践与经验性预报,总结出适合我国地震情况的预测手段和方法,实现长期地震、中期地震、短期地震监测与预测质量的提升,但现在我国的监测和预报体系还处于认识和探索阶段,对地震灾害的预测达不到科学认识、准确判断的水平,地震预报还是未被攻克的世界性难题,所以,我们应客观的认识地震预报工作的困难,科学合理的提高地震观测数据资料的质量。
2抗震设防的重要性分析
地震具有较强的随机性和复杂性。要求在强烈地震作用下,建(构)筑物结构仍保持在弹性状态,不发生破坏是很不实际的。所以,要加强抗震设防,提高建(构)筑物的抗震能力,减轻地震时建(构)筑物的损毁程度。因此,依靠弹塑性变形消耗地震的能量是抗震设计的特点,提高结构的变形、耗能能力和整体抗震能力,防止高于设防烈度的“大震”不倒是抗震设计要达到的目标。
2.1建筑物破坏类型分析
汶川地震对建(构)筑物的破坏虽然强烈,但仍表现出了破坏的不均匀性,可以说,即使是破坏非常强烈的地区也有较完好的建筑存在。调查表明,建(构)筑物破坏的不均匀性有如下现象和可能成因。
2.1.1地震与滑坡耦合造成的强烈破坏
事例:在2018年汶川8.0级地震中,北川县城遭受了毁灭性破坏,但破坏也有不均匀性, 其中破坏最严重的地区是西城王家岩滑坡周围, 滑坡摧毁了半个县城;另一处是禹龙北街东南边2000 m一带的房屋被崩落滚石砸毁并成片倒塌。
成因分析:滑坡和崩塌的破坏作用一种是直接砸毁或掩埋房屋, 当房屋密集时倒塌的房屋可能砸毁邻近的房屋, 产生多米诺骨牌效应;另一种是崩塌和滑坡体落在地上产生次级地震, 这种次级地震对局部地区来说是很强烈的, 而且次级地震的震动往往与主震的震动不协调。地震时, 均匀摇动中的房屋并不一定会倒塌,但如果遇到不协调的冲击则很容易倒塌。
2.1.2斜坡带临空一侧建筑物破坏程度高
事例1:在2018年汶川8.0级地震中,彭州市白鹿中学最“ 牛” 教学楼西北边坡坎上的小宿舍楼靠坎一边破坏严重,呈梯形垮塌。而在白鹿中学东北边见到临空一侧的房屋成套倒塌,但靠里的房屋保存完好。
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事例2:在2018年汶川8.0级地震中,在汶川县映秀镇映秀大桥西南头东南边斜坡上也见到类似的房屋破坏型式, 一栋红砖砌镶嵌白瓷砖的两层楼房在地震中临空一侧面对河流的前墙倒塌严重,后墙保存较完好。
成因分析:以上说明,斜坡带临空一侧岩土的不均匀性,使得建筑物抗震动性能差,导致上部建筑物倒塌。
2.2抗震结构体系设计
抗震结构体系是抗震设计应考虑的最关键问题,对安全和经济起决定性的作用,是综合的系统决策。体系的选择要符合抗震概念设计的几条基本原则。目前主要的抗震结构体系有:
(1)多层砌体房屋。是以砌体(无筋砌体或配筋砌体)抗震墙为抗震结构体系,其中以横墙承重为主的结构体系较有利,承重横墙兼作横向抗震墙,纵向自承重墙作为纵向抗震墙,必要时也可以采用纵、横墙混合承重。
(2)多层内框架房屋。指外墙为砖墙垛(或壁柱)承重,内柱为钢筋砼柱承重的房屋,适用于工艺上需要较大空间或使用上要求有较空旷的大厅的轻工厂房和民用公共建筑等。
(3)底层框架砖房。底层要求有较大空间作商店、服务大厅等,上部则为隔墙较多的住宅或办公楼,是一种上下材料不同、强度和刚度不连续的结构体系,在抗震设计中有较严格的要求。
(4)框架结构。多应用于多层及高层民用建筑和多层的工业建筑,建筑平面布置灵活,易于布置较大房间。但纯框架结构侧向刚度小,属柔性结构,故其层数和高度都受到一定限制。
(5)框架-抗震墙结构。在多层和高层钢筋混凝土房屋的纵向和横向布置适当的抗震墙,并与框架结构形成框架-抗震墙协同工作的结构体系。在地震作用下层间位移比纯框架结构显著减小,故其建筑高度可以高很多。
国家在建筑抗震设计上要求,一般的民用建筑是要抗7度,及可抗6级地震,对一些超高层的建筑,必须要做地震安全性的评价,通过安全评价性去测试标准,以保证建筑达到基本抗震地区的要求。除了设计达标以外,施工的质量也非常关键,要有合规的设计,合乎要求的标准,合格的施工质量,几个方面都做好了,才可以达到抗震的标准。 较合理的框架地震破坏机制,应该是节点基本不破坏,梁比柱屈服可能早发生、多发生,同一层中各柱两端的屈服历程越长越好,底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散,充分发挥整个结构的抗震能力[1-4]。从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出,在抗震设防的第二、三水准时,框架结构构件已进入弹塑性阶段,构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量,所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明,“强节点”、“强柱弱梁’、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移大,抗震性能较好。规范通过构件承载力调整办法在一定程度上可以体现上述的强弱要求,且考虑了设计者的使用方便,采用地震组合内力的抗震承载力验算表达式,只是要对地震组合内力的设计值按有关公式进行相应的调整。
抗震设计中结构构件设计应符合如下需要:
(1)砌体结构,应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱,或采用配筋砌体等。
(2)混凝土结构构件,应合理地选择尺寸、配置纵向受力钢筋和箍筋,避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土的压溃先于钢筋的屈服、钢筋的锚固粘结破坏先于构件破坏。
(3)预应力混凝土的抗侧力构件,应配有足够的非预应力钢筋。
(4)钢结构构件,应合理地控制尺寸,避免局部失稳或整体失稳。
3结束语
总而言之,只有切实建立健全地震监测工作体系,把地震监测这个基础工作做好,实现监测预报、震灾预防和应急救援三大工作体系建设的全面协调发展,实现有重点的全面防御和全方位的综合管理,形成全社会共同抗御地震灾害的局面,才能最大限度地减轻地震灾害损失,保障我国经济、社会的健康和可持续发展。在结构工程的设计施工过程中,不仅要保证结构工程的基本使用功能,更要严格遵守国家规范,做好结构工程的抗震设计,保证结构工程的整体抗震效果,坚决做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”。只有我们结构设计和施工人员努力做到以上标准,才能保证我们的建筑结构在地震中屹立不倒,才能保证我们人民人身财产的安全。
参考文献
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作者简介:丁宁霞(1970年—),女,河南荥阳人,工程师,主要从事地震监测工作。
论文作者:丁宁霞 孙丽
论文发表刊物:《知识-力量》3中
论文发表时间:2018/9/18