關(guān)鍵詞一,加速度的"地震反應(yīng)":地震是通過地面的搖晃和顛簸使房屋各部分質(zhì)量也有了反應(yīng)加速度,所以房屋各部分都受到地震力的作用。就像篩元宵,人拿著篩子來(lái)回?fù)u晃和顛簸,雖然沒有用手指直接去觸碰元宵,但個(gè)個(gè)元宵都在滾來(lái)滾去。除了震中區(qū)外,地震對(duì)房屋以水平向搖晃為主。地震區(qū)的建筑都要求有抗側(cè)力結(jié)構(gòu),如抗震墻、支撐等。這些結(jié)構(gòu)平時(shí)看看沒什么用,還礙手礙腳,但在大風(fēng)、大震下卻是救命的。有的人買了房子,大肆裝修,唯恐其不通透,開洞不大不過癮。地震來(lái)了,不但自己倒霉,還會(huì)讓鄰里遭殃。
關(guān)鍵詞二,抵抗變形的"剛度"與抵抗破壞的"強(qiáng)度":房屋抵抗變形的能力大小叫剛度,抵抗破壞的能力大小叫強(qiáng)度。輕一點(diǎn)的房屋建筑比重的對(duì)抗震有利。質(zhì)量小了,地震力也小了。但房屋也不是愈剛愈好。很厚的墻,也許可以承擔(dān)更多的垂直重力荷載,但有時(shí)會(huì)引來(lái)更大的地震力。在同一棟房屋中,地震力也是按剛度分配的,剛度大的分得多。俗話說(shuō),沒有金剛鉆,別攬瓷器活。最怕是剛度大而強(qiáng)度小,比如很厚的磚石墻,一開始剛度很大,樹大招風(fēng),引來(lái)很大的地震力。但強(qiáng)度又不爭(zhēng)氣,頂不住這么大的力,就容易倒塌。鋼結(jié)構(gòu)如果設(shè)計(jì)得當(dāng),抗震性能比較好,因?yàn)閺?qiáng)度大,若做得輕巧,質(zhì)量剛度都不過大,以柔克剛,吸引的地震力小,而抵抗的能力強(qiáng),就安全些。但剛度也不是愈小愈好。結(jié)構(gòu)太軟了,變形太大,風(fēng)吹草動(dòng)也搖來(lái)晃去,不但不舒適,而且會(huì)有附加的力出現(xiàn)。所以剛?cè)嵯酀?jì)才好。
關(guān)鍵詞三,突然出現(xiàn)的"脆性"破壞與有預(yù)告的"延性"破壞:脆性破壞是突然發(fā)生的,而延性破壞是有預(yù)告的,先看到梁板開裂,變形很大,也許還來(lái)得及逃出去。磚和混凝土其實(shí)都是脆性材料,容易突然斷裂。例如震區(qū)好多磚墻出現(xiàn)X形的裂縫,就是一種脆性破壞?;炷良恿虽摻?,就有一定的延性。比如梁板受彎曲,受拉的鋼筋就是超過了彈性強(qiáng)度的極限,它還會(huì)繼續(xù)伸長(zhǎng)而不斷裂,就像牛皮糖似的。其實(shí)更要當(dāng)心的是鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪。遭到橫向力的作用,鋼筋混凝土柱子會(huì)受到剪力的作用,容易出現(xiàn)脆性破壞。辦法是加鋼箍。日本阪神大地震,有些高架路的柱子倒塌,不是縱向鋼筋不夠,而是鋼箍太少。往往我們?cè)旆孔?,多加好些長(zhǎng)條的縱向鋼筋,而忽視了鋼箍。世界震災(zāi)史上,吃這個(gè)虧的太多了。磚石結(jié)構(gòu)更要按規(guī)范加圈梁等,決不可掉以輕心。結(jié)構(gòu)平時(shí)為人們挑重?fù)?dān),但是若設(shè)計(jì)不當(dāng),地震時(shí)就會(huì)變成要命的炸彈。我國(guó)鋼年產(chǎn)量近5億噸,居世界第一。鋼結(jié)構(gòu)輕而強(qiáng),可以在重災(zāi)區(qū)外預(yù)制好,運(yùn)送安裝都較便利快速。合理設(shè)計(jì)一些鋼結(jié)構(gòu)的學(xué)校、醫(yī)院,結(jié)合采用一些輕質(zhì)樓板、墻板,同時(shí)考慮保溫節(jié)能。對(duì)災(zāi)后重建,具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞四,大有可為的"消能"設(shè)計(jì):如果房屋結(jié)構(gòu)延性好、強(qiáng)度夠,地震帶來(lái)的大量能量,通過結(jié)構(gòu)反復(fù)變形,像牛皮糖那樣扯來(lái)扯去也扯不斷,反倒把力氣扯完了。大震之后,房屋可能開裂,可能要大修,也可能要放棄,但只要它震時(shí)挺住了沒有倒,就是不得了地好。所以這些年來(lái),世界各國(guó)研究結(jié)構(gòu)耗能,花了大力氣。對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu),如強(qiáng)柱弱梁、偏心支撐、耗能節(jié)點(diǎn)、加強(qiáng)約束等等都有好的效果,在隔振、被動(dòng)耗能、主動(dòng)耗能等方面的科學(xué)研究也有許多進(jìn)展。阻尼有耗能作用。增加結(jié)構(gòu)阻尼,例如加粘滯阻尼器,也會(huì)有效果。有些方法還太貴,有些還不夠成熟,但處處精心設(shè)計(jì),增強(qiáng)延性,增加耗能,還是大有可為。
關(guān)鍵詞五,學(xué)校、醫(yī)院的 "設(shè)防烈度" 應(yīng)提高:國(guó)家用規(guī)范的辦法對(duì)各個(gè)地區(qū)、各類房屋的安全度作了規(guī)定。而這些規(guī)定,也要根據(jù)地震震災(zāi)、國(guó)家實(shí)力不斷作調(diào)整。提高某些地區(qū)的設(shè)防烈度,提高醫(yī)院、學(xué)校等重要建筑的設(shè)防烈度,建議醫(yī)院和學(xué)校應(yīng)比目前的設(shè)計(jì)基本烈度再提高一度。要特別重視保證柱子和墻不發(fā)生脆性破壞。我們一定要舉輕若重,如履薄冰地做好災(zāi)區(qū)重建工作。還要未雨綢繆,立即著手對(duì)其他目前沒有發(fā)生地震的地區(qū)的醫(yī)院和學(xué)校建筑的抗震普查,進(jìn)行必要的加固。
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