建筑结构抗震设计审计的要点
康俊廷 韩风雷 张广奎(审计署郑州办)
【发布时间:2012年03月12日】
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    近百年来,我国共发生3000余次地震,其中6级以上500余次,给人民群众带来了巨大的财产和生命损失,特别是地震灾害引起的承重结构承载力不足、结构整体性丧失和结构地基失效等形式的工程结构破坏。

    一、地震成因及特点

    地下某处的振动以波的形式将岩层振动传至地表引起地面的剧烈颠簸和摇晃,这种地面运动叫做地震。目前构造地震成因有两种解释:一是地壳岩层变形过程中,地下某处薄弱岩层突然破裂,在原有累积弹性应力作用下断层两侧发生回跳而引起振动;二是地壳板块漂移过程中,相互挤压,冲撞引起振动。
    地震具有剧烈、短时、不确定、不可预见、复杂性等特点,易发生在地壳岩层有断裂处,特别是断裂带的两端、拐角处及断层交汇处 (应力集中处)。

    二、建筑抗震分类及设计要求

    在我国建筑按其抗震要求总共分为甲、乙、丙、丁四类,其中甲是重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑工程;乙是地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑工程,丙是一般(除甲、乙、丁外)建筑工程,丁是抗震次要建筑工程(不易伤及人生命和财产)。
    甲类建筑计算要按高于本地设防烈度,具体提高多少要经专门研究,并按规定的权限审批;乙类建筑计算按本地设防烈度,构造按高1度考虑;丙类建筑计算和构造均按本地设防烈度考虑;丁类建筑计算按本地设防烈度,构造按低1度考虑。同时要求多遇地震烈度(低烈度)下,建筑物不损坏或不经修理仍能使用(小震不坏),基本烈度(中烈度)下,建筑物损坏经修理或不修理仍能使用(中震可修),要进行结构截面强度和弹性变形验算;罕遇地震烈度(高烈度)下,建筑物损坏而不倒塌和不发生危及生命的严重破坏(大震不倒),要进行结构薄弱部位弹塑性变形验算。

    三、结构抗震设计常见问题形式

    早期由于缺乏专门的抗震设计与施工法规,大部分木、砖、土坯结构、低层老旧砖砌体房屋和钢筋混凝土结构抗震设计不规范,甚至不抗震。主要表现在以下几个方面:
    (一)体系不良,含软弱层结构。建筑整体平、立面不规则、高宽比太大,以及底楼为骑楼或挑高、店面大开间用于商业用途、墙体不落地或被拆除、地下室抽梁抽柱形成停车场或休间设施等软弱楼层存在,使水平剪力的传递与分布不均匀。
    (二)柱子结构设计不规范。
    1.柱数量太少,断面过小。建筑的柱子数量过少以及有些新建低层钢筋混凝土建筑为了美观将柱子宽度缩至培体厚度(异型柱),导致结构体系的冗余度不足,个别柱破坏导致结构整体倒塌。
    2.柱子配筋不规范。柱子主筋排列太密,混凝土握裹力不够;主筋在同一标高处搭接;柱中预埋管管径过大或偏心,导致柱有效断面减小。
    3.短柱效应。学校建筑中由于纵墙开内、窗,窗台将柱子下部约束,使柱原有的抗弯有效长度变短,或填充墙不到顶,对柱子起约束作用形成短柱,易发生剪切破坏。
    4.墙量少,重心不稳。商住和学校建筑底层纵向(平行于骑楼或走廊方向)墙量太少,成为软弱层,二层以上采用悬臂楼层或外走廊(学校),以及地下室为了增加停车位或车道布置,取消部分核心筒墙体或上层剪力墙不落地等都会造成重心不稳,地震时倾覆或破坏一层的墙、柱。
    5.抗震缝设置不规范。主要表现为抗震缝设置宽度不够,地震时相邻建筑物相互碰撞,造成破坏。

    四、抗震设计审计中应重点关注的问题

    (一)审计建筑总体布局。应重点审计建筑体形是否简单和规则;质量和刚度在平面上分布是否对称均匀;结构的侧向刚度沿竖向是否均匀变化等。
    (二)审计地基基础设计。应重点审计建筑场地、地基的选择是否对抗震有利;同一结构单元是否采用相同地基、相同基础形式;地基不利时是否加强基础和上部结构。
    (三)审计结构体系及结构构件。应重点审计是否有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;结构体系是否有多道抗震防线;结构薄弱部位是否采取了加强措施;构件之间的连接是否具有较好的延性;结构平面两个主轴方向的动力特性是否接近;构件在延性、变形能力、避免脆性破坏等方面是否满足设计和抗震要求。
    (四)审计非结构构件。应重点审计女儿墙、挑檐、雨篷、围护墙、内隔墙、框架填充墙、装饰材料、块体面材等是否满足和利于抗震设计。
    (五)审计材料和施工。应重点审计材料选择是否考虑了强度和塑性;施工过程中的变更和构造措施是否符合抗震要求等。
    (六)审计防震抗震措施。应重点审计特殊使用功能建筑、古建筑和经济发达地区建筑是否采用了隔震和消能减震等措施。(康俊廷 韩风雷 张广奎)
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