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塘沽大爆炸后房屋抗震的思考

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8月12日23时30左右,天津滨海新区第五大街与跃进路交叉口的一处集装箱码头发生爆炸,目前已造成17人死亡,400余人受伤。现场火光冲天,市民反映,事发时十公里范围内均有震感,抬头可见蘑菇云。

中国地震台网的波形记录里,清晰记录了这次骇人爆炸的数字:

第一次爆炸,近震震级ML约2.3级,相当于3吨TNT。30秒后,更大的第二次声音传来,21吨TNT在滨海新区被引爆,近震震级ML约2.9级,相当于21吨TNT。而24吨TNT相当于160个家用煤气罐,1/714的广岛原子弹爆炸。

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

如此强大的震感已经发生,现场也在哭泣,我们为灾区祈祷。

这次大爆炸,无疑对民众的生命和财产都是造成很大损失的。在这里,家居君要和大家探讨的是:不管是在爆炸的强烈震感下还是地震时房屋的抵抗力。

你家房子是什么结构的?

1.以砖石为主要建筑材料的砌体结构;

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

2.以钢筋混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架-剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构;

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

3.以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的组合结构。

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

其中,住宅多为砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构;公共建筑由于需要较大空间,一般为框架结构或框架-剪力墙结构。

砌体结构和框架结构多见于多层建筑

从抗震性能的角度分析,砌体结构由于由砖、石等砌筑而成,砌块之间的连接较差,虽然设置了钢筋混凝土构造柱、圈梁等加强措施,但当遇到强震时,在水平和竖向交替振动作用下,砌块之间的连接容易被破坏,导致砌体松散,竖向受力构件破坏,建筑物垮塌;相比之下,框架结构能够提供较为宽敞的使用空间,有利于建筑功能的组织和分割,但其抗侧刚度较弱,在强震作用下易出现较大位移,导致结构产生较严重破坏,因此也属抗震不利结构。

塘沽大爆炸后房屋抗震的思考

钢筋混凝土剪力墙结构多用于多高层住宅

钢筋混凝土剪力墙结构有较大的抗侧刚度,在地震作用下位移较小。经过抗震设计的剪力墙结构,在大震作用下,破坏会局限于门窗洞口处出现裂缝,即使墙体开裂,各墙肢也可支承楼板,不会发生大规模的垮塌。

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

框架-剪力墙结构主要用于公共建筑和多高层建筑

框架-剪力墙结构是在框架结构中合适的部位增设剪力墙,在提供满足功能需要的大空间的同时,由增设的剪力墙提供较大的抗侧刚度,提高结构的抗震性能。

天津塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

上述各种结构型式的抗震性能,即指结构在小震和大震下的表现各不相同。总体来说,钢筋混凝土剪力墙结构和框架-剪力墙结构的抗震性能较好,砌体结构和框架结构的抗震性能相对差一些。

在买房时对房屋的抗震性能不可忽视

在国际上,地震震级采用里氏震级指标,分为1—8.9级,1—3级对建筑物无损坏,4级对建筑物有轻微破坏,5级以上就开始破坏建筑物。因此,5级以上的地震区在住宅设计时应考虑防震。

建筑结构抗震等级一般规定

抗震等级是设计部门依据国家有关规定,按“建筑物重要性分类与设防标准”,根据烈度、结构类型和房屋高度等,而采用不同抗震等级进行的具体设计。以钢筋混凝土框架结构为例,抗震等级划分为四级,以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别。

抗震设防类别分为甲、乙、丁类建筑,全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度,相当于6级多。

天津有许多板楼和塔楼。一般来讲塔楼比板楼抗震性能好。因为地震波往往不规则,无规律,如果恰好赶上板楼的短轴方向,则板楼很像一堵墙,相比之下塔楼长宽较小,较为方正,因此同比抗震性能更好一些。

他山之石

没错,就是拿岛国开刀了。日本高楼多用钢结构,抗地震性能最好。高层建筑常见的结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系和简体结构体系等。随着层数和高度的增加,水平作用对高层建筑钢结构安全的控制作用更加显着,包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。

日本一般建筑的防震是怎样的呢?我们就像上课时学物理一样认认真真地看看吧(图集内含干货)!

即使是2011年3月11日的9级大地震,日本也没有房子被震倒。这是为何?日本高层建筑的防震又是怎样的呢?(此处以东京本八幡的一栋超高层全预制结构为例。)

塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

一、基本结构

框架结构,结构高度144.2米。地上42层,标准层层高3.3米,一层地下室,管桩基础。

二、平面与体型

1、体型对称,外框投影边长41.4米,高宽比3.48。规整的平面与体型,较小的高宽比,是结构利于抗震的第一步。

2、内筒与外圈均为PC框架(PC柱、PC梁)。在内筒内侧有一榀钢框架(见图示),由钢柱钢梁建造(仅作为机械升降停车库,基本不作为抗侧力体系)。

日本高层建筑普遍使用框架结构,剪力墙只在低、多层中使用,是因为日本人认为剪力墙相比框架而言抗震性能不明确;更重要的是,框架相比剪力墙更加“柔”,能够承受更大的变形,在日本的规范中,框架结构的层间位移角(就是楼层的水平位移除以层高)可以允许做到1/120,而国内为1/550,即日本认为地震时让建筑“适当摇摆以释放能量”要好过“硬扛”。配合以隔震减震技术,日本的框架结构可以做到200米高。

三、减震柱的使用

减震原理:当地震来临,柔性建筑就开始晃动,所产生的能量就要全部被减震柱吸收掉,保护关键的柱子、梁不被破坏。

布置位置:内筒三跨PC柱的左右两跨,四周各2根,每层8根;从1层布置至29层,共计232根。

A.内筒三跨PC柱的左右两跨

B.内筒三跨PC柱的左右两跨

C.从1层布置至29层

内筒框架因刚度较大,将分配较大的水平作用(约60%~80%的地震、风荷载)。尤其是内筒角部变形较大,故将减震柱布置于此,可最大限度发挥其吸收能量、保护主体的功能。而只布置3/4高,是因为结构底部承担了主要的水平剪力与倾覆力矩。顶部虽然位移较大,但位移角参数能控制在有效范围,安全无影响,加上底部3/4已有减震器参与工作,顶部加速度也能得到有效控制。

A.减震柱构造:上下两块对称的带翼缘钢板,与梁可靠连接,中间是相对较软(屈服点低)的钢材。

对于高层弯剪型结构,水平剪力最大一般出现在楼层中部,此处设置较低屈服点的钢材,可以充分发挥其承担剪力、变形耗能作用。可通过计算调整软钢厚度及尺寸,使其符合大震下的往复受剪变形性能。

B.减震柱施工:首层至6层各减震柱型号有差别,而7~29层则统一一种型号,区别在于软钢板厚以及上下板端的连接节点.

C.7~29层减震柱布置

a.减震柱净高2800,分为三段,上下两段(红色所圈)位安装加劲板,中间为软钢。

b.上下两端安装加劲板通过锚杆固定于上下梁之间,梁为PC大梁,已预留锚孔,将加劲板的锚杆穿过锚孔用锚板螺钉拧紧固定。

c.不仅仅技术上完全实现,楼书上也将减震柱作为抗震安全的重点进行宣传,图片让客户简单易懂。

四、其他防震安全措施

门框与门之间的变形空间:地震时即使门框变形,人们也能打开门逃生。

A.门框空隙变形示意

电梯防震感应控制:当监测到先行到达的地震纵波,电梯防震感应立即启动,正在行驶的轿厢将停在就近的楼层,并开门停止运行。

B.电梯防震感应控制

全预制的关键:强节点

除了采用高大上的减震技术,预制结构本身的节点也是关键,只有做好了“强节点”连接,才能保证装配建筑抗震性能不低于现浇。

我们伟大的祖国也有先进技术的技术,大家应该为此鼓掌与鼓励。

几年前,西安市地震局推广建筑隔震技术,给建筑物底部加层“防震垫”,就能提高地震时房屋的安全性。

塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

据了解,建筑隔震技术就是建筑上部结构与底部之间设置一个类似“抗震垫”的隔震层,就是这特殊的“隔震垫”,可以减少地震来袭时对地面建筑物的破坏。这就相当于给这个建筑加了一个弹簧,可以把地震波大量的能量消减掉,减少破坏力度与水平地震力,隔离地震能量,达到地动房不动。

隔震层由橡胶与钢板等复合而成,橡胶隔震支座的抗老化性能可以达到80年仍可继续使用,力学性能也变化不大,而我国一般建筑的设计基准期为50年。

一般采用隔震技术的建筑,地震反应和震害明显降低,能够有效提高建筑物及其内部设施和人员的地震安全性,减轻地震灾害损失。实验数据显示,加了“抗震层”的建筑地震反应仅为常规抗震结构地震反应的8%~15%。

先自救才能被救。最后,来看看危化品爆炸后如何自救。

这里家居君整理了美国联邦应急管理署(FEMA)的应急指南。希望大家都平安。

塘沽大爆炸引发房屋抗震的思考

1.当不明爆炸发生、可能伴随化学泄漏时:

如果可能,尽快判断爆炸和可能化学泄漏发生的地点。

立刻远离爆炸/泄漏区!

如果你身边有东西掉落,钻到结实的餐桌或书桌底下。 停止掉落时,迅速离开,要当心明显不稳的地板和楼梯。 从大楼撤出时,要格外小心掉落的杂物。

不要站在窗户、玻璃门前或其它有潜在危害的区域。

让出人行道或街道供急救人员或其它尚未撤离的人使用。

2.如果爆炸/泄漏发生在你所在的建筑,你应该:

尽快离开,但躲开沾染区。

如果有烟雾,低下身来。 不要停下来回去取个人物品或打电话。

切勿使用电梯。

如果无法离开建筑,或者无法穿过爆炸区域,那么寻找尽可能远离爆炸区的地方,然后就地采取防护措施。

3.如果爆炸发生时你在室外,你应该:

计算一下怎样最快能找到新鲜空气。判断一下你应该尽快逃离还是进入最近的建筑就地防护。(这个只有高智商的人才能做,小编表示放弃!)

如果选择逃离,判断风向,立刻向爆炸点上风方向移动。

如果你被困在废墟里,你应该:

如果可能,用手电筒给救援人员打信号告知你所在位置。

敲击管道或墙壁以便救援人员能找到你所在的位置。

如果可能,吹口哨给救援人员打信号。

不到万不得已不要大喊。 喊叫时会让你吸入危险量的灰尘。

避免不必要的挪动,这样你不会搅起尘土。

用任何手边的东西捂住口鼻。 (密织棉料用来过滤很不错。 尽量通过这种材料呼吸。)

4.如果你得到通知要留在家中,或者因其他原因决定就地防护:

用好所有已知信息和你的常识,判断何时需要逃离,何时应当采取就地防护措施。

如果家人和宠物在身边,确保他们一起进屋。

锁门,关窗,关上通风口和壁炉。

关闭风扇和空调。

藏身在内侧的屋子里,窗户尽可能少。

带上你的应急储备物资。

用2-4毫米厚的塑料纸和胶条封死所有门、窗户和通风口。(可以事先将塑料纸裁好以节约时间。)

用胶条时,先贴住角落,再封死边缘。

当地政府可能无法立即提供应急应对信息。但你依然应该关注电视、收音机和互联网,随时了解情况。

结语:

不管是买个房还是建个房,防震防火的注重还都必要的。生命可贵,你永远不知道下一秒会发生什么事儿,所以且行且惜。家居君与你一起祈福塘沽,并约定下周见。

(来源:钢结构资讯中心、海容科技、360doc个人图书馆、环球网)

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