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地震設防與抗震加固技術
發布時間:2014-08-05

    地震災害防御是地震發生前應做的防御性工作.震害防御主要有工程性防御措施和非工程性防御措施,工程性防御措施是減輕地震災害最主要的途徑.是用工程的抗震設防和抗震加固來完成防御建筑物.構筑物遭受地震破壞,減輕地震災害的措施。

    地震造成人員傷亡的直接原因是地表的破壞和建筑物、構筑物的破壞與倒塌。據對世界上130余次傷亡較大地震災害進行的分類統計表明,其中95%以上的傷亡是由于建筑物、構筑物破壞、倒塌造成的。因此,對各種建筑物、構筑物依法進行相應的抗震設防,使其在破壞性地震中不損壞、不倒塌,是避免人員傷亡的關鍵。我國對建設工程的抗震設防作了明確規定:新建、擴建、改建建設工程,必須進行抗震設防,達到抗震設防要求。一般工業與民用建筑建設工程,必須按照國家頒布的《中國地震動參數區劃圖》規定的抗震設防要求,進行抗震設防。重大建設工程和可能發生嚴重次生災害的建設工程、核電站和核設施建設工程必須進行地震安全性評價,并根據經過國家和省級地震行政主管部門審定的地震安全性評價結果,確定抗震設防要求,進行抗震設防。建設工程必須按照抗震設防要求和抗震設計規范進行抗震設計,并按抗震設計進行施工。已建成的重大建設工程、可能發生嚴重次生災害的建設工程,有重大文物價值和紀念意義以及地震重點監視防御區的建筑物、構筑物,未采取抗震設防措施的,應當按照國家有關規定進行抗震性能鑒定,并采取必要的抗震加固補強措施。

   在地震災害中,建構筑物的破壞與倒塌,是造成人員傷亡和財產損失的主要原因。因此,要防御和減輕地震災害損失,最根本的辦法是要對地震區的建設工程采取切實有效的防震措施。

  通常情況下,建設工程從選址到使用壽期內的防震措施可分為三個階段:抗震設計、保證施工質量與合理的維護保養。其中,抗震設計是至關重要的龍頭環節。抗震設計要遵從一定的標準,這就是抗震設防標準。它包括抗震設防目標、工程設防類別、設防地震和場地選擇等內容。  

   設防目標 系指工程結構通過抗震設計所要達到的宏觀防震目標。設防目標同設計方法有關。比如,對于建構筑物來說是三級設防,其目標可簡述為“小震不壞、中震可修、大震不倒”;而對于水工、水運、公路、鐵路等工程來說,就只是一級設防,即在設防地震作用下,如有局部損壞,經一般處理后仍可正常使用。

  設防類別 系指根據工程結構遭遇地震破壞后可能產生的經濟損失和社會影響程度,以及在抗震救災中的作用,對其所做的抗震重要性類別劃分。一般分為四類,也有的行業工程分為二類或三類。

  場地選擇 系指在地震區選擇建設場地時,宜選擇有利地段,避開不利地段,當無法避開時應采取適當的抗震措施。這是經濟合理的抗震設防前提,往往比其他抗震措施的作用還大。因為,地震對建設工程的破壞;除地震動引起工程結構的破壞外,還有場地條件的因素,諸如地震引起的地表錯動與地裂,地基土的不均勻沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。對有利,不利和危險地段的劃分,應按地震活動性、構造活動性,邊坡穩定性和場地地基條件等進行綜合評定。

  設防地震 系指針對不同重要性類別的工程,采用特定安全水準的地震作用強度為設防依據。這個特定安全水準的地震作用強度,常以一定概率水平下的地震烈度或地震動參數來表達。在現行的多種抗震設計規范中稱為“設防烈度”,有的規范(水工、水運)稱為“設計烈度”,也有稱為“設防地震”或“設計地震”的。

  抗震設防標準受到科學技術和國家抗震設防政策兩方面的制約。我國還屬于發展中國家,財力物力有限,國家總的防災政策決定了抗震設防標準不宜過高。隨著科學技術的進步和國民經濟的發展,以及人們防災意識的加強,抗震設防標準也在逐漸提高。以量大面廣的一般工業與民用建筑為例,1978年之前的設防地震比基本烈度要降低1度或2度;1979年之后的設防地震為地震基本烈度,且設防目標明確為“經一般修理可以繼續使用”。

  抗震設計規范是在總結已有震害調查、工程實踐經驗和科研成果的基礎上,結合設防政策與工程特點制定的技術法規。縱觀我國現行的9本抗震設計規范[《建筑抗震設計規范(GBJ11-89)》、《構筑物抗震設計規范(GB50191-93)》、《電力設施抗震設計規范(GB50260-96)》、《核電廠抗震設計規范(GB50267-97)》、《水工建筑物抗震設計規范(DL5073-1997)》、《水運工程抗震設計規范(JTJ255-98)》、《輸油(氣)埋地鋼質管道抗震設計規范(SY/T0450-97)》、《公路工程抗震設計規范(JTJ004-89)》和《鐵路工程抗震設計規范(GBJ111-87)》],各規范對抗震設防標準中的四個重要組成部分都有明確的規定。其設防地震是抗震設計中采取抗震措施和進行抗震驗算的必要依據,而且大多數建設工程的設防地震都是用地震基本烈度來表示的。設防地震的作用可以概括為以下三方面:

  1.場地選擇 作為基本烈度表示的設防地震,在建設工程場地選擇階段就起作用了。比如,《鐵路工程抗震設計規范(GBJ111-87)》中就規定“應選擇在基本烈度較低和對抗震有利的地段”;有的規范把基本烈度作為劃分抗震有利、不利和危險地段的標志之一;在《電力設施抗震設計規范(GB50260-96)》中也明確規定,“當基本烈度為IX度時,重要電力設施宜建在硬場地上”等。

  2.抗震措施 大多數建設工程的抗震措施是按地震基本烈度采取措施,重要的工程按基本烈度加1度,少數次要的工程可按基本烈度減1度采取措施。雖然在《建筑抗震設計規范(GBJ11-89)》中規定:“甲類建筑應采取特殊的抗震措施”,但在后來頒布的國家標準《建筑抗震設防分類標準(GB50223-95)》中卻規定,“甲類建筑,應按提高設防烈度1度設計(包括地震作用和抗震措施)”,即甲類建筑應按基本烈度加1度采取抗震措施。對于核電廠中的重要工程設施,在《核電廠抗震設計規范(GB50267-97)》中規定,其抗震構造措施應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》對Ⅸ度抗震設防時的有關要求。

  3.抗震驗算 對于大多數建設工程來說,用于抗震驗算或模型實驗分析的地震作用,可以按場地的基本烈度(設防烈度或設計烈度)從規范中選用相應的地震系數和反應譜曲線等。但對于甲類建構筑物,特別重要或次生災害嚴重的水運工程等,則需要專門研究,確定其設防地震相應的地震作用參數。對于水工建筑中的甲類和乙類工程結構,宜進行專門研究,并規定了設防地震的概率水準。至于核電廠或重要的核工程中的極限安全地震,則必須開展專門的研究,并明確規定了設防地震的概率水準,以及加速度峰值的最低閥值。



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