張 顏,孟 瑩,曹春頂
(1.佳木斯河道管理處,黑龍江佳木斯154000;2.黑龍江省水利水電勘測設計研究院,哈爾濱154300)
21世紀仍將是一個災難頻發的世紀。近年來,世界上火山連連噴發,地震頻頻發生,海嘯接踵而至。我國也震災不斷,四川汶川和青海玉樹地震剛剛過去,對一個地震災難如此深重的國家,必須把世界任何地方發生的地震災害都當作最好的學習機會,使相關經驗和教訓,能夠對我們今后的防震減災起到關鍵作用。
人類在大自然災害面前是脆弱的,我們對災害的每一點新認識,與大自然和諧相處上的每一次微小的進步,都是以慘烈的災難和成千上萬因災死難者為代價而積累起來的。多少次地震災難告訴人們,做好災害的預測預報防范和救災工作,可以把地震災害減少到最小程度。
在地震災害中,建構筑物的破壞與倒塌,是造成人員傷亡和財產損失的主要原因。因此,要防御和減輕地震災害損失,最根本的辦法是要對地震區的建設工程采取切實有效的防震措施,抗震設計是至關重要的龍頭環節。
我國的水能資源約80%集中在西部地區。我國是世界上地震活動性最強的國家之一,地震烈度總體上看,以西部地區為最高。因此,水利工程抗震安全具有十分特殊的重要性。一座大型水利工程投資高達幾十億甚至幾百億元,一旦發生嚴重震害,不僅危及工程本身安全,還會產生連鎖反應,引發次生水災。而且次生災害造成的損失往往超過地震本身造成的損失。為確保擬開發的水電工程和已建水利樞紐的安全建設與生產,必須做到一旦發生地震,技術支持及時到位,快速對大壩的安全作出地震反應評價,提出應急措施,制定抗震減災方案,并通過遠程通信網絡將抗震減災的方案與措施在最短的時間內呈報至決策部門,使地震引起的直接災害與次生性災害降至最低限度。
建筑物選址系指工程結構通過抗震設計所要達到的宏觀防震目標,對于水利工程來說,在地震區選擇建設場地時,宜選擇有利地段,避開不利地段,當無法避開時應采取適當的抗震措施,這是經濟合理的抗震設防前提,往往比其他抗震措施的作用還大。因為,地震對建設工程的破壞,除地震引起工程結構的破壞外,還有場地條件的因素。諸如地震引起的地表錯動與地裂,地基土的不均勻沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。對有利、不利和危險地段的劃分,應按地震活動性、構造活動性,邊坡穩定性和場地地基條件等進行綜合評定。
地震抗震設計系指針對不同重要性類別的工程,采用特定安全水準的地震作用強度為設防依據,抗震設防標準受到科學技術和國家抗震設防政策兩方面的制約。我國還屬于發展中國家,財力物力有限,國家總的防災政策決定了抗震設防標準不宜過高。隨著科學技術的進步和國民經濟的發展,以及人們防災意識的加強,抗震設防標準也在逐漸提高,設防地震是抗震設計中采取抗震措施和進行抗震驗算的必要依據。
大多數建設工程的抗震措施是按地震基本烈度采取措施,重要的工程按基本烈度加1°,少數次要的工程可按基本烈度減1°采取措施。我們國家是個多地震的國家,其地理位置處在太平洋板塊和歐亞板塊的交界的最活躍的地震帶上,對于我國大多數建設工程來說,用抗震驗算或模型實驗分析的地震作用,可以按場地的基本烈度從規范中選用相應的地震系數和反應譜曲線等,特別重要或次生災害嚴重的水運工程等,則需要專門研究,確定其設防地震相應的地震作用參數,尤其是在我國的5個地震區和23條地震帶上的地震多發區,采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。我國鋼筋混凝土結構卻占了90%,鋼筋混凝土結構及混合結構具有優越的強度、韌性和延性,但在地震水平應力突然作用的情況下,因混凝土其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的混凝土框架協同工作減小側移,這樣不僅增加了混凝土結構的負擔,而且抗震效果非常不好。所以,要加大混凝土的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值,加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現強柱弱梁,對于框架及鉸接排架一類鋼筋混凝土結構,為增加抗震時結構的延性,當設計烈度為7°、8°或以上時,混凝土的強度等級應≥C30。
以上的論述表明,地震是水工建筑物抗震設防標準的重要組成部分,是工程抗震設計中必要的基礎依據,只有通過工程師們的抗震設計實踐運用,才能發揮其防震減災的作用
[1]中國水利水電科學研究院.水工建筑物抗震規范[S].北京:中國水利電力出版社,1992.
[2]祁慶和.水工建筑物[M].北京:中國水利電力出版社,2003.
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