建筑物的防震课件.ppt

1、建筑物的防震建筑物的防震高二（五）高二（五）班班刘毅军刘毅军刘宇辉刘宇辉王玉峰王玉峰李乐童李乐童研究性学习结题报告：研究性学习结题报告：小组介绍小组介绍 组员：刘毅军组员：刘毅军 刘宇晖刘宇晖 王玉峰王玉峰 李乐童李乐童 组长：李乐童组长：李乐童 指导老师：霍勇指导老师：霍勇 课题名称：建筑物防震措施课题名称：建筑物防震措施 这是这是20082008年年5 5月月1212日发生日发生的的8.08.0级汶级汶川大地川大地震中的照片。震中的照片。地震造成地震造成7 7万余万余人遇难，人遇难，3737万万余人受难，余人受难，2 2万万余人失踪。余人失踪。 这是这是19761976年年7 7月月282

2、8日发生的日发生的7.87.8级唐山大地震中级唐山大地震中的照片。地震造的照片。地震造成成24.224.2多万人死多万人死亡，亡，16.416.4万多人万多人受伤，强震产生受伤，强震产生的能量相当于的能量相当于400400颗广岛原子弹爆颗广岛原子弹爆炸炸 。背景与计划背景与计划 选选题背景题背景：新新校区万寿塔雨后倾斜，学生对建筑物的稳校区万寿塔雨后倾斜，学生对建筑物的稳定性产生浓厚的研究兴趣。按照学校研究性学习定性产生浓厚的研究兴趣。按照学校研究性学习的总体安排，组织学生组成研究学习小组，采取的总体安排，组织学生组成研究学习小组，采取自学，调查研究的方法，研究建筑物稳定性，培自学，调查研究的

3、方法，研究建筑物稳定性，培养能力，掌握知识。养能力，掌握知识。研研究计划究计划： 1. 1. 调查建筑倒塌原因调查建筑倒塌原因 2.2. 研究建筑物稳定性研究建筑物稳定性-重心重心 3.3. 研究建筑的防震与抗震研究建筑的防震与抗震 4. 4. 总总结报告结报告一、建筑倒塌原因分析一、建筑倒塌原因分析 劣质建材劣质建材 土壤液化土壤液化 软弱层塌陷软弱层塌陷 共振共振 结构问题结构问题劣质建材劣质建材土壤液化土壤液化 指在外力的作用下，原本是固态的土指在外力的作用下，原本是固态的土壤变成液态，或变成粘稠的流质。土壤液壤变成液态，或变成粘稠的流质。土壤液化主要出现在分布深度较浅，饱和的疏松化主要

4、出现在分布深度较浅，饱和的疏松细砂、粉土质砂或粘土，且其底部排水较细砂、粉土质砂或粘土，且其底部排水较差。通常在外力反覆震荡下（如地震），差。通常在外力反覆震荡下（如地震），松散的土壤因受到压缩，内部空隙减小，松散的土壤因受到压缩，内部空隙减小，导致空隙内水压升高，当水压升高至超过导致空隙内水压升高，当水压升高至超过土壤内承受的外部压力时，加上水分不能土壤内承受的外部压力时，加上水分不能从地底排出，就会产生土壤液化。从地底排出，就会产生土壤液化。那珂凑那珂凑渔港码渔港码头因土头因土壤液化壤液化而破坏，而破坏，拥壁最拥壁最大侧移大侧移量约达量约达六米。六米。软弱层塌陷软弱层塌陷 因地基因地基不稳

5、固不稳固引起的引起的倒塌倒塌共振共振 共振的概念：每个建筑物都共振的概念：每个建筑物都有振动频率，和周围振动源发有振动频率，和周围振动源发生共振就会抖动。生共振就会抖动。 18 18世纪中叶，一队拿世纪中叶，一队拿破仑士兵在指挥官的破仑士兵在指挥官的口令下，迈着威武雄口令下，迈着威武雄壮、整齐划一的步伐，壮、整齐划一的步伐，通过法国昂热市一座通过法国昂热市一座大桥，快走到桥中间大桥，快走到桥中间时，桥梁突然发生强时，桥梁突然发生强烈的颤动并且最终断烈的颤动并且最终断裂坍塌，造成许多官裂坍塌，造成许多官兵和市民落入水中丧兵和市民落入水中丧生。后经调查，造成生。后经调查，造成这次惨剧的这次惨剧的“

6、罪魁祸罪魁祸首首”正是共振。大队正是共振。大队士兵齐步走时，产生士兵齐步走时，产生的一种频率正好与大的一种频率正好与大桥的固有频率一致，桥的固有频率一致，使桥的振动加强，当使桥的振动加强，当它的振幅达到最大限它的振幅达到最大限度直至超过桥梁的抗度直至超过桥梁的抗压力时，桥就断裂了。压力时，桥就断裂了。类似的事件还发生在类似的事件还发生在俄罗斯和美国等地。俄罗斯和美国等地。结构问题结构问题防止共振的结构防止共振的结构“回回”字结构字结构美国白宫美国白宫二、建筑物稳定性二、建筑物稳定性-重心重心三、建筑的防震与抗震三、建筑的防震与抗震 日本堪称世界上地震最多的国日本堪称世界上地震最多的国家，每年发

7、生有感地震约家，每年发生有感地震约10001000多次。多次。全球全球10%10%的地震均发生在日本及其周的地震均发生在日本及其周边地区，因此日本的房屋设计对抗震边地区，因此日本的房屋设计对抗震有非常严格的要求。在建筑物防震抗有非常严格的要求。在建筑物防震抗震上，也许我们可以借鉴一下日本的震上，也许我们可以借鉴一下日本的经验。经验。钢构造钢构造 主要承重构件全部采用主要承重构件全部采用钢材制作，它自重轻，能建钢材制作，它自重轻，能建超高摩天大楼；又能制成大超高摩天大楼；又能制成大跨度、高净高的空间，特别跨度、高净高的空间，特别适合大型公共建筑。适合大型公共建筑。 据说，一座号称日本最高的公寓，

8、使用了与美国纽据说，一座号称日本最高的公寓，使用了与美国纽约世贸中心相同的钢管，以确保抗震强度。这种钢管的约世贸中心相同的钢管，以确保抗震强度。这种钢管的直径最大达直径最大达800800毫米，厚度达毫米，厚度达4040毫米，而且钢管中还注入毫米，而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高了比通常混凝土强度高3 3倍的高强度混凝土，该公寓共使倍的高强度混凝土，该公寓共使用这种钢管用这种钢管168168根。此外，该公寓还使用了其他刚性结构根。此外，该公寓还使用了其他刚性结构抗震体。可以这么说，刚结构属于传统的建筑思路，就抗震体。可以这么说，刚结构属于传统的建筑思路，就是要想尽办法将建筑物建造得尽可能坚固

9、，只有这样，是要想尽办法将建筑物建造得尽可能坚固，只有这样，它在遭遇到强劲外力时，才能够最大程度地保持自己的它在遭遇到强劲外力时，才能够最大程度地保持自己的形象不变。形象不变。柔柔构造构造 柔构造的建筑思路与刚构造恰柔构造的建筑思路与刚构造恰好相反，就是把建筑物建造得比较好相反，就是把建筑物建造得比较柔软，有弹性。这样在建筑物遭遇柔软，有弹性。这样在建筑物遭遇地震等外力的侵袭时能够轻微地摇地震等外力的侵袭时能够轻微地摇晃，以此吸收和化解外力对建筑物晃，以此吸收和化解外力对建筑物的冲击。的冲击。 美国建造了一种可以美国建造了一种可以防震的防震的“滚珠大楼滚珠大楼”，建，建筑物每根柱子或墙体下安筑

10、物每根柱子或墙体下安装不锈钢滚珠，由滚珠支装不锈钢滚珠，由滚珠支撑整个建筑，纵横交错的撑整个建筑，纵横交错的钢梁把建筑物同地基紧紧钢梁把建筑物同地基紧紧地固定起来，发生地震时，地固定起来，发生地震时，富有弹性的钢梁会自动伸富有弹性的钢梁会自动伸缩，于是大楼在滚珠上会缩，于是大楼在滚珠上会轻微地前后滑动，可以大轻微地前后滑动，可以大大减弱地震的破坏力。大减弱地震的破坏力。下面是一些下面是一些实物图实物图调质阻尼器调质阻尼器 为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃大楼内设置了为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃大楼内设置了“调谐质块阻尼器调谐质块阻尼器”（又称（又称“调质阻尼器调质阻尼器”），是在）

11、，是在8888至至9292楼楼挂置一个重达挂置一个重达660660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。据台北晃动幅度。据台北101101告示牌所言，这也是全世界唯一开放游告示牌所言，这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器，更是目前全球最大阻尼器。客观赏的巨型阻尼器，更是目前全球最大阻尼器。 台北台北101101采用新式的采用新式的“巨型结构巨型结构”，在大楼的四个外侧分别，在大楼的四个外侧分别各有两支巨柱，共八支巨柱，每支截面长各有两支巨柱，共八支巨柱，每支截面长3 3公尺、宽公尺、宽2.42.4公尺，公尺，自地下自地下5 5楼贯通至地上楼贯

12、通至地上9090楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢板包覆。板包覆。 台湾位于地震带上，在台北盆地的范围内，又有三条台湾位于地震带上，在台北盆地的范围内，又有三条小断层，为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏，台北小断层，为了增加大楼的弹性来避免强震所带来的破坏，台北101101的中心是由一个外围的中心是由一个外围8 8根钢筋的巨柱所组成。根钢筋的巨柱所组成。 但是良好的弹性，却也让大楼面临微风冲击，即有摇晃的但是良好的弹性，却也让大楼面临微风冲击，即有摇晃的问题。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器，而大楼外形问题。抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器，而大楼外

13、形的锯齿状，经由风洞测试，能减少的锯齿状，经由风洞测试，能减少30-40%30-40%风所产生的摇晃。风所产生的摇晃。 位于位于8888至至9292楼的重达楼的重达660660公吨的巨公吨的巨大钢球大钢球 其实最重要的就是防震意识，如果没有其实最重要的就是防震意识，如果没有防震意识那么还谈什么防震措施。防震意识那么还谈什么防震措施。 随着社会经济的发展随着社会经济的发展, ,我们的社会应该我们的社会应该越来越重视防灾工作越来越重视防灾工作, ,如果有防灾意识的话如果有防灾意识的话, ,那些早期建造、抗震不足的房子就应该进行那些早期建造、抗震不足的房子就应该进行加固工程加固工程, ,地震的伤亡必定也会大大地降低。地震的伤亡必定也会大大地降低。 谢谢观看谢谢观看