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簡述民用建筑抗震施工構造及防護措施

文檔作者：王宏偉文檔來源：天津中鐵建業(yè)集團有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月15日
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簡述民用建筑抗震施工構造及防護措施
王宏偉(天津中鐵建業(yè)集團有限公司，天津300450)
摘要：民用建筑是建筑市場中的重要組成部分，是指各類
非生產(chǎn)性建筑，其作用主要是滿足人類的居住和室內(nèi)活動要
求；根據(jù)這一特點，我國的民用建筑由劃分為家庭居住建筑和
公共活動建筑兩類。建筑自身的安全性要求很高，而民用建筑
的作用表明它與人民群眾的生命財產(chǎn)安全息息相關，因此要求
更加嚴格。從現(xiàn)實角度分析，對民用建筑質(zhì)量造成威脅的除了
極小部分施工原因之外，更多的是來源于自然災害，尤其是地
震、泥石流等地質(zhì)災害，會對民用建筑自身構成毀滅性的破
壞。本文從民用建筑的抗震設計研究入手，提出抗震施工構造
的參考意見。
關鍵詞：民用建筑；抗震施工；抗震結構；防護措施；地震災害
1民用建筑抗震概述
民用建筑是一個十分寬泛的概念，就世界范圍內(nèi)來說沒有
統(tǒng)一定義的標準，我國根據(jù)樓層數(shù)量和高度對民用建筑做出了
一些闡述，但不同的標準下，民用建筑所包含的范圍也不一樣，
參考性較差。
從名詞限定范圍理解，“民用建筑”主要用來也生產(chǎn)性、軍
事類等建筑區(qū)分開來，它的主要作用是提供居住空間和室內(nèi)公
共活動空間，由此有被劃分為居住建筑和公共建筑兩種。
其中，居住建筑主要包括農(nóng)村宅基地自建房、社區(qū)住宅、公
寓等，公共建筑包括教育建筑、辦公建筑、商業(yè)建筑、醫(yī)療建筑
等內(nèi)容。綜合兩方面內(nèi)容，民用建筑的數(shù)量和種類要遠遠超出
其他類型的建筑總量。
正是基于這種廣泛性的存在，民用建筑的安全性防護才至
關重要。結合建筑本身的安全防護特點，抗震是最重要的一項
內(nèi)容，主要通過抗震施工構造技術來實現(xiàn)。
在建筑施工構造中引入抗震結構有著悠久的歷史，這一做
法一直伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展延續(xù)至今，其重要性不言而喻。
2008年我國汶川地區(qū)發(fā)生的重大地震災害，導致大量民用建筑
坍塌損壞，造成了人民生命安全和財產(chǎn)的巨大損失，這也為人
們敲響了民用建筑抗震應用的警鐘。
針對民用建筑抗震施工構造進行討論，首先要明確建筑構
造，特別是影響抗震效果的部分，例如地基部分、墻體部分(承
重)、屋頂、樓梯、門窗等，也包括一些輔助的次要部分，如陽臺、
臺階、通風口等。一般的民用建筑都存在這些部分，因此建議
在進行抗震施工構造過程中，從實際入手展開工作。
2民用建筑抗震施工構造分析
根據(jù)民用建筑的特點，通過以下要素進行分析，尋求民用
建筑抗震設計中的關鍵部分。
2．1基于整體性的結構設計
民用建筑的功能比較單一，內(nèi)部通常不涉及負責的功能模
塊，除了基礎的水電煤氣網(wǎng)等內(nèi)容之外，主要提供的是居住環(huán)
境和活動空間。這與生產(chǎn)性建筑明顯不同，生產(chǎn)性建筑如工業(yè)
車間，其內(nèi)部構造的材料必須與生產(chǎn)能力相適應，包括地面材
料也有特殊的標準。
民用建筑在功能結構上側重整體性，即通過整體性的構造
來實現(xiàn)單一功能要求，因此在抗震設計中要盡量規(guī)避掉可能出
現(xiàn)的不連續(xù)缺陷，例如承重墻附近的輔助部分，不能夠喧賓奪
主而出現(xiàn)裂縫。
基于這一要求，抗震設計索要遵循的整體性原則并保持連
續(xù)性，已經(jīng)形成了建筑定勢思維，甚至在會弱化建筑的風格要
求和功能需求，重點突出安全性。否則，建筑結構的抗震設計
就無法完成，所謂的整體性也就是一紙空談。
2．2基于連接性的結構設計
盡管民用建筑的功能較為單一且突出整體性特點，但從建
筑學角度考慮，任何一個工程都是由部分結構組成的，并通過相
互連接的方式組成整個建筑。例如，樓梯與樓層之間的連接，房
間墻壁分隔的連接等等，連接部分直接影響了建筑結構的抗震
性能，因此在設計中必須深度考慮，即對連接性進行優(yōu)化。
一般的抗震元素中，良好的連接性需要承重墻的作用，保
護機構的預應力也要達標，這是確?？煽啃缘谋厝灰?。同
時，連接性的另外一個優(yōu)勢是體現(xiàn)在震動過程中的，在出現(xiàn)地
震災害的過程中，物理連接性可以轉(zhuǎn)化為抗震連續(xù)性，確保建
筑的安全。
2．3基于剛度性的結構設計
所謂剛度性，是指建筑材料在受到震動之后產(chǎn)生抵抗彈性
變化的能力，始于柔度相對應的一個變量。剛度設計在民用建
筑中非常重要，也比較難把握，因為存在的數(shù)據(jù)信息量過少，無
法進行詳細的測算。建筑企業(yè)在施工過程中，主要從主承受結
構的豎向剛度人手，同時將橫向延展性作為抗震設計標準中的
重點(地震的橫波破壞性較大)。簡單地說，剛度設計是綜合考
慮承載力之后實現(xiàn)的。
3影響民用建筑抗震施工構造的要素
民用建筑的抗震施工結構設計并不比其他類型建筑簡單，
甚至在某些方面表現(xiàn)的更為復雜，這關鍵是由于環(huán)境因素造成
的。民用建筑的分布范圍廣泛，不同的地質(zhì)環(huán)境千差萬別，沒
有統(tǒng)一的施工設計標準。同時，基于受力結構而言，抗震設計
中的整體性原則是在施工完成后才可以整體評估的，目前還缺
乏更有效的建筑手段。作者通過研究認為，影響民用建筑抗震
施工構造的因素主要有以下幾種：
3．1設計結構與實際偏移量
在設計過程重要盡量減小控制結構偏移量，這樣可以減小
地震發(fā)生環(huán)境下的能量干預。而民用建筑結構中的偏移量，需
要實現(xiàn)進行計算，這已經(jīng)成為當前主要的方法；但存在的不利
因素在于，民用建筑抗震施工構造中的偏移量計算方式缺乏有
效的數(shù)據(jù)參考。
為了解決這一問題，結構設計中通常會放大偏移量的數(shù)據(jù)
測量范圍，從而實現(xiàn)在建筑發(fā)生地震的環(huán)境下，結構變形的總
量不會超出安全范周，尤其是建筑基礎部位的位移量；地基發(fā)
生的偏移量超出安全范圍，必然導致建筑的坍塌，這也是地基
使用抗震材料和構件較多的原因。
3．2隔震消能技術的應用
民用建筑的規(guī)模小，建筑穩(wěn)定性缺乏實踐標準，因此對地
基以下的地質(zhì)選擇非常重要。為了應對地基存在的天然抗震
萬方數(shù)據(jù) 2015年7月化善彳卵l 79
缺陷，人們發(fā)明了隔震消能技術，并取得了很好的效果。
我國對隔震消能技術的研究和應用始于上世紀六十年代，
隨著時間的推移，已經(jīng)演化成為民用建筑中主要的抗震手段。
隔震消能技術是通過控制結構的剛度來實現(xiàn)的，在承重部分中
加入有效的抗震構件，用來抵消發(fā)生地震時的能量輸入。
經(jīng)過長期的檢驗發(fā)現(xiàn)，使用隔震消能技術的民用建筑可以
有效地提升穩(wěn)定性，在發(fā)生地震(或模擬實驗)過程中做到“列
而不倒”。
3．3建筑材料的選擇
建筑材料因素對民用建筑的抗震性影響很直接。我國傳
統(tǒng)的磚瓦木質(zhì)建筑結構已經(jīng)被逐步淘汰掉，響應的，鋼筋、水
泥、架構等新型的建筑形式開始成為民用建筑的主體。從建筑
學的角度來說，要提高抗震性，應該減少材料自身的質(zhì)量并提
升剛度，例如對鋼材的選取要求，要做到與建筑規(guī)模匹配的原
則，將自身質(zhì)量與承重能力維持在一個平衡點上。
同時，建筑材料的選擇，也是對建筑成本影響最大的因
素。一般來說，建筑材料占建筑成本的50％左右，其次為人工
成本。由于民用建筑的主體投資能力并不是很強，在針對抗震
重要性不了解的情況下，會導致建筑材料不達標的現(xiàn)象，這是
十分危險的。因此，適當出臺民用建筑材料的標準型法規(guī)，對
人民群眾的生民財產(chǎn)安全具有重要保護作用。
4結語
盡管民用建筑的要求不如大型高層建筑或者生產(chǎn)性建筑
嚴格，但在追求抗震性方面目的是一致的。因此作者認為，應
該在民用建筑設計中普及質(zhì)量監(jiān)督體系，從施工前、施工中和
施工后三個階段分別展開?，F(xiàn)代建筑結構的設計風格日益多
樣化，但安全性始終是第一位的，民用建筑容納了大量的居住
人群，良好的抗震性對保護生命財產(chǎn)安全發(fā)揮了重要的作用。
因此，積極開展相關方面的研究具有重要的現(xiàn)實意義，對我國
民用建筑的發(fā)展具有巨大的推動作用。
參考文獻：
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(上接第78頁)
價，詳見表2(未統(tǒng)一調(diào)整取費)。
表2旋挖樁．鉆孔樁及沖孔樁在樁徑01000mm及中1200mm費用對比表
定樁徑1 樁徑2
數(shù)量1 數(shù)量2 合價1
額 合價2
項目名稱
基價基價單
(10re3 (10re3 (萬
編 (1000m (1200m 位 (萬元)
) ) 元)
碼m) m)
326．1 469．66
旋挖樁
545 25
A2
旋挖樁(不
lO 1231．5 1773． 291．I 419．21
分樁徑)成2363．95 2363．95
-84 m3 08 372 223 62
孔、灌注
A2
旋挖樁(不
lO 133．8 35．03 50．446
分樁徑)入3769．17 3769．17 92．944
-85 m3 394 217 33
巖增加費
470，9 570．53
鉆孔樁
92 61
A2
-64 鉆孔樁成
3340．39 2853．54
10 1231．5 1773． 411．3 506．03
A2 孔．灌注m3 08 372 717 87
-65
A2
-74 鉆孔樁入巖
6414．65 4819．02
10 133．8 59．62 64．497
A2 增加費m3
92．944
394 032 46
-75
509．5 596．23
沖孔樁
279 21
A2
-70 沖孔樁成
3711．3l 3042．18
10 1231．5 1773． 457．0 539．49
A2 孔、灌注m， 08 372 508 15
—71
A2
—
沖孔樁入巖
5646，10 4239．45
10
92．944
133．8 52．47 56．740
80
增加費m3 394 711 53
A2
—8l
由上表可以看到，在前述相同的地質(zhì)條件下，采用不同的
施工工藝，旋挖成孔灌注樁的工程造價是最低的施工方法，在
滿足10萬立方儲罐罐基礎強度需求的前提下，樁徑由中
1200ram改為中1000mm，可節(jié)約工程造價30％。
5結語
MBZ海島罐區(qū)擴容項目樁基工程上運用旋挖成孔灌注樁，
使用工期98天圓滿完成592根灌注樁施工。充分驗證了在狹
長孤島上運用旋挖成孔灌注樁，造價方面優(yōu)勢明顯，不但節(jié)約
了資源，還比較環(huán)保。尤其是旋挖成孔灌注樁比沖擊鉆孔灌注
樁在施工過程中判定樁入巖的準確性更加直觀，節(jié)約了一大筆
“超前鉆”的費用。
參考文獻：
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務工程勘察設計有限公司，2013．12．
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社，2010．
『3]段志文．旋挖鉆孔灌注樁的技術經(jīng)濟優(yōu)勢．鐵路工程造價
管理fJ]．2003．06期．
『4】曾重．淺談沖孔樁施工技術．經(jīng)營管理者[J】．2010．08．
80}萬托方，數(shù)蓄據(jù)醒2015年7月

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