浅谈对日本工程抗震的认识
- 格式:pdf
- 大小:231.95 KB
- 文档页数:2
从日本大地震引发建筑结构抗震的思考摘要:日本3•11大地震给日本造成重创,也给世界各国带来程度不一的影响,我国地震活动频度高、强度大、震源浅,分布广,是一个震灾严重的国家,地震中,房屋作为最直接伤害生命,也最具杀伤力的物体,其抗震能力成为避震中最关键的因素,如何减少地震造成的灾难,这是全人类都为之努力的课题,本文就这一课题展开讨论,希望在隔震体系和消能减震方面跟大家共同探讨。
关键词:建筑结构,抗震能力隔震体系消能减震引言2011.3.11日日本东北-关东地区发生了里氏9级大地震达,这是日本地震记录史上震级最高的一次。
地震及其他自然灾害的严重性构成中国的基本国情之一。
胡锦涛总书记在纪念汶川地震一周年的讲话中说,“提高防灾减灾能力,是保护人民生命财产安全的必然要求,也是人类社会共同面临的重大课题”,审视日本地震带来的教训,我们须进一步做好防震减灾的各项准备。
本次强震中日本虽然损失惨重,但是还有许多建筑物屹立不倒。
原因如下,其一,与其他地区不同的是,日本的民居大部分都采用了木结构,而这种材料抗震性能特别好:其二,日本新建的建筑当中,钢结构也被广泛地采用:在强震来临时,高楼大厦左右摇晃,仿佛在跳“桑巴舞”。
但强震过后一看,不仅房屋未垮塌,甚至连大的裂缝都没有。
这也是钢结构抗震性高的最好表现。
另一方面,日本立法很严,早在1995年,日本颁布了建筑防震标准《建筑基准法》。
《基准法》规定,高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。
按我国现行的《建筑抗震设计规范》规定的方法,结构构件抗震需要进行验算,验算公式如下:S≤R/γRa式中S——结构构件内力(轴向力、剪力、弯矩等)组合的设计值;计算时,有关的荷载,地震作用,作用分项系数、组合值系数和作用效应系数,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》采用;R——结构构件承载力设计值γRa——抗震鉴定的承载力调整系数我们知道,建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
日本的抗震建筑张磊【摘要】在地震频发的年代,如何最大限度地减少生命财产的损失,建筑抗震技术是最关键的核心.日本是一个地震频发的国家,这个国家从制定法律时就严格要求建筑的抗震.他们采用的技术分为以下六种:①地基地震隔绝术,在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置;②钢筋混凝土结构,辅以轻型墙面材料的钢筋混凝土结构代替原先的砖结构;③箱体设计,民宅采用箱体设计,使得地震发生时,房屋整体翻滚,不至于损毁;④“局部浮力”的抗震系统,在传统抗震构造基础上借助水的浮力支撑整个建筑;⑤“滑动体”基础,在建筑物与基础之间加上球型轴承或者滑动体,形成滚动式支撑结构;⑥可漂浮的抗震住宅或廉价的“抗震居屋”.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2012(038)004【总页数】2页(P49-50)【关键词】地震;建筑;抗震技术;局部浮力;滑动体【作者】张磊【作者单位】中国汉嘉设计集团西南设计院,四川成都610000【正文语种】中文【中图分类】TU3520 前言近几年来,相继发生了多次重大地震,2008年5月中国汶川发生里氏8.0级地震,2010年1月海地发生7.3级地震,智利发生8.8级地震,4月中国青海玉树藏族自治县发生里氏7.1级地震,2011年2月新西兰发生6.3级地震等等。
从全球的重大地震灾害调查中可以发现,95%以上的人命伤亡都是因为建筑物受损或倒塌所引致的。
为避免或减少自然灾害造成生命财产的损失,作为一名建筑师有必要探讨建筑物在地震中受损倒塌的原因,并加以防范。
那么针对抗震国外其他国家又是如何应对的呢?他们的建筑抗震方面又采取了哪些创新措施呢?我们可以从中国的近邻日本的建筑说起。
日本位于亚欧板块和和太平洋板块的消亡边界,为西太平洋岛弧-海岸山脉-海沟组合的一部分。
全国68%的地域是山地。
日本最高的山是著名的富士山,海拔3776 m。
日本位于环太平洋火山地震带,全球有十分之一的火山在日本,在全国都时常会发生火山活动。
本科毕业论文浅析日本建筑物抗震措施对我国防震减灾的启示诚信承诺书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。
毕业论文作者签名:年月日摘要地震作为一种突发性强、破坏性大的自然灾害,易带来巨大的破坏,并严重威胁着人们的生命财产安全,同时对国家安定与社会和谐都有着重要影响。
我国目前处于经济发展的快速阶段,需要一个稳定和谐的社会环境。
但我国建筑物整体防震减灾能力与国外发达国家相比还有很大的差距,与邻国日本之间更是存在明显差别。
同级别地震情况下,日本受灾情况相对于中国却轻的多,这不得不引起我们对建筑物防震减灾能力地深思。
日本的建筑物具有完善地防震措施,向日本学习建筑防震减灾方面的先进之处,对我国防灾减灾体制建设有重要的启示,对我国建筑防灾减灾的发展也有着很好的借鉴作用。
关键词:建筑物抗震措施;防震减灾;启示ABSTRACTAs a sudden and destructive natural disasters, the earthquake is easy to bring huge damage, and a serious threat to people's lives and property safety, but also has important influence on national stability and social harmony. China is currently in the rapid economic development stage, the need for a stable and harmonious social environment. But there is a big gap between the overall capacity of the building and the ability of earthquake prevention and disaster mitigation in China compared with the developed countries, and there is a significant difference between the two countries. In the case of the same level of earthquake, Japan's disaster situation is much lighter than China, which has to cause us to think deeply about the ability of building earthquake disaster prevention and disaster mitigation. Japanese buildings has to improve the aseismatic measures. Advanced point to Japan to study the construction of earthquake prevention and disaster reduction, have important implications for China's disaster prevention and mitigation system construction, development of building disaster prevention and reduction in our country also has a very good reference.Key words: Aseismatic measures of buildings; earthquake disaster reduction; inspiration目录1引言 (1)2 地震的产生及对建筑物的危害 (2)3日本建筑物的防震减灾措施 (3)3.1严格完善的建筑法 (3)3.2提高建筑自身应对灾害的能力——新型建筑基础及结构 (3)3.2.1滑动体基础 (3)3.2.2弹簧基础 (4)3.2.3制震结构设计 (4)3.2.4地基设水槽 (4)3.3研发使用新型抗震材料 (4)3.3.1新型钢材 (5)3.3.2研发塑料纤维新型材料 (5)3.3.3SRF工艺——给建筑缠上树脂绷带 (6)4 我国建筑物防震减灾存在的不足之处 (7)4.1城乡建筑抗震要求差距过大 (7)4.2房屋建筑自身抗震能力较低 (7)4.3农村建筑行业混乱并缺乏相应的监督体制 (8)结论 (9)致谢 (11)参考文献 (12)1 引言1引言伴随着经济的快速、高效发展,我国城镇化建设进程飞速加快。
浅析日本建筑物抗震措施对我国防震减灾的启示诚信承诺书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。
毕业论文作者签名:年月日摘要地震作为一种突发性强、破坏性大的自然灾害,易带来巨大的破坏,并严重威胁着人们的生命财产安全,同时对国家安定与社会和谐都有着重要影响。
我国目前处于经济发展的快速阶段,需要一个稳定和谐的社会环境。
但我国建筑物整体防震减灾能力与国外发达国家相比还有很大的差距,与邻国日本之间更是存在明显差别。
同级别地震情况下,日本受灾情况相对于中国却轻的多,这不得不引起我们对建筑物防震减灾能力地深思。
日本的建筑物具有完善地防震措施,向日本学习建筑防震减灾方面的先进之处,对我国防灾减灾体制建设有重要的启示,对我国建筑防灾减灾的发展也有着很好的借鉴作用。
关键词:建筑物抗震措施;防震减灾;启示ABSTRACTAs a sudden and destructive natural disasters, the earthquake is easy to bring huge damage, and a serious threat to people's lives and property safety, but also has important influence on national stability and social harmony. China is currently in the rapid economic development stage, the need for a stable and harmonious social environment. But there is a big gap between the overall capacity of the building and the ability of earthquake prevention and disaster mitigation in China compared with the developed countries, and there is a significant difference between the two countries. In the case of the same level of earthquake, Japan's disaster situation is much lighter than China, which has to cause us to think deeply about the ability of building earthquake disaster prevention and disaster mitigation. Japanese buildings has to improve the aseismatic measures. Advanced point to Japan to study the construction of earthquake prevention and disaster reduction, have important implications for China's disaster prevention and mitigation system construction, development of building disaster prevention and reduction in our country also has a very good reference.Key words: Aseismatic measures of buildings; earthquake disaster reduction; inspiration目录1引言 (1)2 地震的产生及对建筑物的危害 (2)3日本建筑物的防震减灾措施 (3)3.1 严格完善的建筑法 (3)3.2提高建筑自身应对灾害的能力——新型建筑基础及结构 (3)3.2.1滑动体基础 (3)3.2.2 弹簧基础 (4)3.2.3制震结构设计 (4)3.2.4地基设水槽 (4)3.3研发使用新型抗震材料 (4)3.3.1新型钢材 (5)3.3.2研发塑料纤维新型材料 (5)3.3.3 SRF工艺——给建筑缠上树脂绷带 (6)4我国建筑物防震减灾存在的不足之处 (7)4.1城乡建筑抗震要求差距过大 (7)4.2房屋建筑自身抗震能力较低 (7)4.3农村建筑行业混乱并缺乏相应的监督体制 (8)结论 (9)参考文献 (11)致谢 (12)1 引言1引言伴随着经济的快速、高效发展,我国城镇化建设进程飞速加快。
⽇本建筑的抗震结构与免震、制震结构抗震结构⽇本是世界曲指可数的地震多发国家,⽽且每年秋天还受到强台风的袭击。
在如此严酷的⾃然条件下,如何确保建筑结构的安全性是⾄关重要的。
关于发⽣地震时建筑物的安全性,分为维持机能、保护财产、保证⽣命安全三个阶段来考虑。
⽇本的抗震设计思想是对在建筑物的使⽤期间可能遭遇数次的中⼩地震,既要保证⽣命财产的安全,⼜要维持其可继续使⽤的功能。
⽽对遭遇极少数罕见的⼤地震,则只考虑保证⽣命安全,不再追求维持其机能和财产价值。
从1995年1⽉兵库县南部地震的受灾情况来看,1981年以后按上述设计思想建造的建筑物基本上满⾜了要求。
但是,即使建筑物在⼤地震发⽣时能够保证⽣命安全,由于受灾严重,有⼀些建筑物失去了财产价值⽽不得不重建。
另外还有较多的建筑物虽然没有遭到严重破坏,但由于失去了相应的功能⽽被迫停⽌使⽤。
基于上述事实,⼈们开始认识到下⾯阐述的免震结构及制震结构的重要性。
抗震设计⽅法,⼤体可分为两类。
⼀类是加强建筑物的刚度和强度的⽅法,即“强度抵抗型设计”。
另⼀类为以增加建筑物的塑性变形性能来吸收和消耗地震输⼊能量的⽅法,即“延性效果设计”。
前者仅被应⽤于数层的剪⼒墙混凝⼟结构,后者则在包括⾼层建筑在内的范围⾥得到⼴泛地使⽤。
抗震能⼒ 评价建筑物抗震性能的⽅法是对建筑物的地震输⼊能量与吸收和消耗能量进⾏⽐较,后者⼤于前者,则可判断其具有抗震能⼒。
因此,2005年6⽉28⽇,⽇本制订了能量守衡的结构设计规范。
以前建成的⼀般楼房寄希望于通过结构体的塑性变形能⼒来吸收能量。
按此想法,建筑物的刚度以及强度在垂直⽅向的分布合理,在设计时充分考虑平衡⽽不产⽣平⾯的扭曲变形的话,就可以将建筑物结构体的塑性变形平均分散,防⽌建筑物的倒塌。
但是地震的性质千差万别,建筑物的刚度和强度在垂直⽅向的分布不可能对任⼀地震都是最适当的,因此,建筑物整体的塑性变形很难平均地分散,其变形总会集中于特定的层或特定的部位上,容易造成严重破坏。
日本是亚洲经济发达国家,由于其国土小,山地多,又处于地震活动带,对其国内桥梁设施技术要求很高,这也推动了其建桥工程技术的发展。
而我国随着改革开放以来大量基础设施建设的上马,今后20-30年,将面临大量危旧桥,在此,我们仅向各界人士介绍一下日本的建桥及抗震技术,以供借鉴。
技术世界领先日本高速公路、轮轨交通、快速铁路和城市立交都是高架桥梁,跨海湾的桥梁都是特大型桥,桥型多种多样,外型丰富多彩。
日本的桥梁施工技术和使用要求都很高,钢材质量好,钢桥采用锌喷涂方法,防锈技术已达到20年不脱落。
全日本共有桥梁13万座,其中钢桥居多,约占41%;预应力砼桥占34.8%;砼桥占19.8%,大多数是70年代以后修建的。
明石大桥、獭户大桥是联结本州岛和四国之间的高速公路上的两座特大桥梁。
前者跨越明石海峡,跨径2990米,为世界第一;后者是跨越獭户内海的大桥,由三座吊桥、两座斜张桥、一座横架桥组成,全长9367米,是双层桥梁,吊桥最大主跨1100米,在双层桥中也属世界第一。
明石大桥宽35米,塔高282米,基础水深60米;最大水深160米,风速80米/秒,地震力按100年周期8.5级设计。
桥梁建造采用了先进的海底掘挖、沉箱灌注砼基础、高精度的塔架安装(每段焊接误差0.04m2),用直升机架设索道及加劲梁等施工工艺。
加强桥梁防固日本建筑界人士预测到下世纪30年代就有一半的桥梁进入老化,因此在设计桥梁时,不仅考虑初期的建造费用,而且还考虑到远期改建、拓宽、增加车速、提高标准的费用和养护费用等问题,使总的成本减少。
日本很重视桥梁优质耐久性和延缓老朽化的研究,分门别类地研究了钢结合梁的涂料、砼桥面板的防水、伸缩缝的设置,防护栏杆的构造、支座形成的选取等各个方面。
针对城市、山区、沿海等地区采用不同的对策,要求延长桥梁使用寿命。
另外,他们还注重桥梁的装修,把装修和防锈、隔音、防污染等功能结合起来,达到双重目的。
如选用白、米黄、浅绿色的防锈基料;在桥体侧面及底面安装防污的金属饰板;隔音墙为透明的或半透明的,能透过视线,不显压抑;泄水管集中设在墩中心;天桥地道普遍用不锈钢栏杆;铺砌地面的花岗岩,彩砖色彩和周围建筑物一致。
JICA日本抗震研修的几点体会了解日本的防灾减灾系统,日本抗震设计法的发展历程,并对中日两国抗震设计进行比较,学习日本在隔震,减震方面的先进技术以及抗震加固的先进理念和方法。
标签汶川地震;JICA(日本国际协力机构)抗震;隔震;减震2010年6月-8月,我有幸赴日本参加了为期两个月的中日抗震技术人员的培训学习。
该项目是2008年5.12汶川特大地震以后,中日两国首脑确认的“总体合作框架”中就“城市建设”领域开展的灾后恢复重建合作项目,由中国科技部及住建部和日本国际协力机构(JICA)签约实施。
该项目的主要目的是通过对中国建筑抗震技术和管理人员进行培训,借鉴日本建筑工程抗震领域的先进经验,以提高中国建筑抗震防灾能力,并推动中日两国在建筑抗震技术领域的深入全面合作。
项目于2009-06-01启动,2013-05-31结束,为期四年。
通过两个月的研修,了解了日本的防灾减灾系统,日本抗震设计法的发展历程,并对中日两国抗震设计有了细致的比较,学习了日本在隔震,减震方面的先进技术以及抗震加固的先进理念和方法。
首先简要介绍日本的防灾减灾系统:注重防灾减灾意识的培养和加强;防灾知识普及常抓不懈,从我作起;政府对既有建筑尤其是生命线工程和民生工程(学校,医院,聚居的住宅等)的抗震性现状调查常态化,掌握第一手资料;对抗震化鉴定和加固制定计划和目标,不因为大地震再现周期长而导致对抗震加固犹豫不决的态度,和侥幸的心理;提高地震应急判断和评估水平,避免次生灾害的发生,使灾区能尽快恢复正常的生产和生活。
日本的抗震设计法的发展历程:1916年佐野利器博士提出震度法概念(考察1906年美国旧金山大地震后经过研究发表《建筑物抗震结构理论》中提出用震度乘以房屋重量来计算水平地震惯性力);1923年关东大地震,砖石结构破坏严重,(80%以上)从此该类结构从日本新建建筑舞台消失;同时因混凝土结构倒塌和发生严重破坏的较少,其抗震性能被认可;1924年震度法被正式采用,K=0.1,地震作用取为建筑物重量的10%(容许应力度=材料强度的1/2);要求超过50尺(大约15m)的建筑须采用钢筋混凝土结构或者钢结构;1924~1950年间日本结构抗震领域展开“刚柔相争”(以刚度抵抗,或韧性顺应)1950年颁布《建筑基本法》调整水平地震作用,K=0.2(容许应力度=材料强度);1971年修订《建筑基本法》,规定柱箍筋间距≤100mm。
日本的房屋为什么震不倒?日本是一个多地震的国家,每年平均地震达1000多次,其中6级以上的地震每年至少发生1次。
2011年3月11日,日本发生了9.0级大地震,日本建筑的超强抗震能力令世人惊叹。
据报道,日本境内多高楼大厦,但很多高楼在强震的袭击下仍保存完好。
日本建筑的超强抗震能力再次得以彰显。
那么为什么日本的房屋抗震能力超强,日本的房屋震不倒呢?首先,房屋建造选择抗震能力较好的材料。
抗震性能最好的是钢制房屋,其次是木制房屋,再次是钢筋混凝土制房屋。
在日本,高楼多用钢制材料,抗地震性能最好。
而民居多是木制材料,抗震性能较好。
比如在欧洲、中国经常被当作主要建筑材料的砖瓦,现在在日本建筑上几乎已经找不到踪影。
同学们可以想一想常见的日本动画片如哆啦A梦、柯南等,里面的房屋都是木制结构的民居。
其次,为提高建筑物的耐震能力,可以对结构进行加固。
最主要的加固技术主要是通过改变结构形状,使其分散吸收地震时的破坏能量,达到增加建筑的承载力的目的。
一般建筑的基本形状多为方形,而日本建筑多是用三角形为基础结构。
因为三角形更为稳定,并且能在地震时,有效的分解地震的破坏力,保证即使是高层建筑也有超强的耐震能力日本某高层建筑的材料和结构另外,日本的建筑设计时,常见一些减震隔震的设置结构。
日本使用比较广泛的一种隔震技术,主要是在地基和建筑物之间,安装橡胶弹性垫或者摩擦滑动承重座等缓冲装置。
近年来,日本某建设公司开发了一种名为“局部浮力”的抗震系统,即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。
局部浮力系统在上层结构与地基之间设置贮水槽,水的浮力承担建筑物大约一半重量。
地震发生时,贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可用于灭火,地震发生后可作为临时生活用水。
最后,日本法律在建筑物抗震等安全性方面的要求非常严格。
日本《建筑基准法》规定,新建筑必须达到在百年一遇的地震中不倒塌,在数十年一遇的地震中不受损的抗震强度。
在日本,一个建筑工程要获得开工许可,必须提交建筑抗震报告书。
日本建筑抗震等级日本是一个地震频发的国家,地震对建筑物造成的破坏一直是人们关注的焦点。
为了提高建筑物的抗震性能,日本制定了严格的建筑抗震等级标准,确保建筑物在地震发生时能够保持稳定,减少人员伤亡和财产损失。
1. 日本建筑抗震等级分类根据日本的建筑法规和规范,建筑物的抗震性能分为五个等级,分别为A类、B类、C类、D类和E类。
其中,A类是具有最高抗震性能的等级,E类则是抗震性能最低的等级。
1.A类:指定独立防震结构的建筑、采用专门设计并满足相应条件的建筑。
2.B类:要求在地震中即使发生衰竭,也要么不倒塌,要么倒塌后易于逃生。
3.C类:指明在标准地震下,不会发生根本破坏,可以继续使用的建筑。
4.D类:要求在中等或较安全的地震下,正常使用和循环了。
5.E类:没有通过任何设计地震力要求的建筑。
2. 日本建筑抗震等级标准为了确保建筑物达到相应的抗震等级,日本制定了一系列的技术要求和测试方法。
建筑师和工程师需要根据这些要求进行设计和施工,保证建筑物的结构和材料满足抗震需求。
抗震构造日本建筑的抗震构造一般采用框架结构或者剪力墙等形式。
在设计过程中,要考虑地震作用的方向和大小,合理选择结构形式,确保建筑物在地震中能够承受住外部荷载。
地基基础良好的地基基础是保证建筑物抗震性能的重要因素之一。
日本要求在地基设计和施工中考虑到地震作用,采取加固措施,提高地基的承载能力和稳定性。
抗震材料建筑中使用的材料也必须符合抗震标准,具有一定的韧性和延性。
日本经常使用高性能混凝土、钢结构、抗震支撑等材料和构件,以提高建筑物的整体抗震性能。
3. 日本抗震等级实施效果日本的建筑抗震等级标准已经实施多年,并且不断更新和完善。
通过这些标准,日本的建筑物在地震中的表现明显好于其他国家,减少了人员伤亡和财产损失。
虽然地震是无法完全避免的自然灾害,但是通过科学规范的设计和施工,可以有效减轻地震带来的破坏。
结语日本建筑抗震等级的设定和实施,体现了日本在抗震方面的丰富经验和卓越技术。