中小学建筑抗震性能研究和优化设计探究

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1、中小学建筑抗震性能研究和优化设计探究　　摘要：本文针对“5.12”汶川地震中小学学校建筑倒塌严重的现象,对中小学建筑结构进行抗震性能分析和一体化优化设计。关键词：中小学建筑抗震性能分析优化设计中图分类号：TU973+.31文献标识码：A由于学校的特殊功能，且人口密度高，流动量大，所以在学校建筑设计上多以砌体结构为主，多采用大跨度开间、大门窗，外挑式走廊，抗震性能差，甚至没有抗震措施。2008年5月12日我国四川汶川发生了特大地震，在受灾严重县市的5979所中小学中，倒塌的校舍建筑约占29%，2010年青海玉树地震，灾区校舍倒塌36572m2，。占校舍总面积的26%，专家分析，我国历次大

2、地震死亡人员总数的95%是由于建筑物倒塌所致。我国是个多震国家，中小学人群自救能力差，对学校建筑抗震能力的提高成为急需研究的课题。对于现有学校建筑安全性和抗震能力划分等级，对于将要建设的学校建筑严格按照最新的抗震标准建设。一、汶川地震中三种常见建筑框架结构分析：71、砌体结构。汶川地震中砌体结构的建筑遭受了非常严重的损坏。主要表现为：塌陷、墙面断裂、楼板脱离并掉落、横竖墙连接处、楼梯间及配件被破坏。在用非韧性材质组成的砌体结构中，安装约束构造柱和圈梁柱和圈梁，可提升砌体的延伸性。例如：位于白鹿镇中心小学的一幢砌体结构教学楼。在做了七级抗震设防后，在八级在地震作用下墙体虽然有裂缝，构造虽

3、然严重损坏，但实现了“大震不倒”的抗震目标的。2、钢筋混凝土框架结构。在汶川地震倒塌的房屋中也有一部分采用了框架结构的建筑，但多为单跨框架，外接挑式走廊，并无支撑柱。这种构造的走廊由于没有抗震防震设置，成为抗震的薄弱环节，在地震中会导致救生通道被破坏，无法实现自救，从而导致重大伤亡。3、底框砖混结构。中国经常用于多层建筑结构。这样的房屋是由底架和上部砖房2种不同负荷和抗侧力体系所构成。因房屋底层纵横承重墙少、跨度大，上部纵横墙多，跨度相对小，这种结构的房屋底层竖向支撑力度不够。上下层墙体受力性相差太大，竖向刚度分布不均。在地震震动下，往往因房屋下层结构刚度小，在房屋底部容易产生集中变形

4、，降低了结构的抗震性能，导致结构的破坏。因此，在底框砖混结构设计中，应避免由于垂直结构刚度突变而降低结构的抗震性能。二、待建学校建筑，要加强各环节抗震研究设计工作和监管力度。71、正确进行建筑物的选址。避开地震多发带建造建筑物，把学校建筑设计在相对安全的区域，是避开地震灾害和保障生命及建筑安全的关键。2、加强各个设计环节校园整体规划设计中首先要确定教学楼与操场的空间关系，能将师生安全疏散到安全地带作为首要因素，当大震来临时，学生可用较短的时间迅速地撤离到大操场。目前我国学校建筑结构的防震设计方法和抗大震性能设计方法较匮乏、缺乏经验。使中小学建筑的防震减灾性能缺乏保障性依据。因此，需要研

5、究人员根椐中小学教学楼现有的设计特点和其抗震、防震经验教训，制定适合我们中小学校的设计、规划方案，大胆创新设计理念、创造出合理的防震减灾建筑措施，使其具有高抗震性能，提高教育工程的质量，避免灾难重演。例如教室的平面观念的变化。在不降低教室使用功能的前提下，缩短教室开间宽度、增大进深。可设计成正方形的房间或水平矩形教室；中国现有学校建筑法规为5层以下，小学建筑层数不能超过3层，中学建筑层数不超过4层，并且对提高结构抗震能力有明显提高和改善。在汶川地震中由于缺少必要的、有效的支撑和连接，损坏最严重就是外挑式走廊结构，在今后的中小学建筑的设计中应避免这种结构设计。7楼道是救灾关键设备之一，楼

6、梯间应具有良好的采光；楼梯间的一旦破坏，就直接切断了人员的逃生通道。最好设计楼梯的中间位置；内廊式建筑在满足建筑功能和规范要求的前提下应尽量增加楼梯间的数目，如从2部楼梯增加到3部，用以提高疏散速度，缩短逃离时间。在这次地震中，框架结构的抗震性能表现较好，若能保证施工质量，框架结构可以实现预期的中震和大震抗震性能目标。但框架结构的内外装饰饰面、围护结构、填充墙的破坏严重，仍然造成了较大的生命和财产损失，在今后的抗震设计中，应重点加强围护配件、填充墙与主体框架的构造研究。设计人员可以参考“最牛校长“叶志平的实例。三、抗震加固的施工技术方法关于抗震加固的施工技术有许多，抗震加固施工的基本要

7、求，抗震加固首先要遵循我国现有行业标准及各项施工规范，符合加固设计要求。一是在施工过程中，要确保建筑构件及原建筑结构间表面的完整清洁无损，并能固定结合一起运转。二是若发展施工过程中出现与加固设计不一致的情况要停止施工，与设计单位会商更正。三是对建筑进行加固时，要确保施工安全，不要出现裂缝、歪斜、坍塌等现象，尤其是在拆改结构和替换构件的时候。本文以单层和多层砖混结构建筑为对象展开论述。1.加设圈梁法主要有钢筋混凝土圈梁及型钢圈梁2种。72.钢筋混