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抗震工程设计(2)

(2009-11-16 05:03:11)
标签:

地震

防震

工程

建筑

抗震

分类: 建筑游记-中国

抗震工程设计(2)

每次地震有数以万计的房屋倒下来, 其中一个原因是房屋相信没有进行抗震工程设计, 如果房子是用红砖造结构墙, 而结构砖墙是放在两则, 楼板放在砖墙之上,这便形成双向性结构(Bi directional spanning). 简单一点, 就好像两本书垂直站立, 一本书放在两本书之上, 在静止的状态下当然没有问题, 但当地震时, 房子会左右摇摆, 便很可能令房子失去平衡,只要一幅砖墙倒下来, 整个房屋都可倒下来就好像这房子的高层部分.

如果房子的高层在地震中完全倒下来, 就是没有使用四向性结构(Introverted spanning) 即四边都是砖墙, 砖墙只在个别的位置开洞作门和窗. 如房子四边都是砖墙的话, 摇摆的幅度可以减少特别在高层摇摆的幅度较大的位置.

除砖建筑外, 混凝土建筑物亦有倒塌, 为何连混凝土建筑物也不堪一击? 首先,混凝土是什么? 混凝土是水泥 + 石粉或河沙 + 水 + 石组成, 整个过是一个化学反应(Chemical process). 所以,混凝土中的水分、酸碱值(pH value) 都会影响混凝土的硬度, 混凝土的一般是pH~13.记起50,60年代的香港曾出现咸水楼的结构问题, 就是混凝土的酸碱 值出现问题导致硬度不足. 而水泥有分325级、425级、525级、625级, 这是什么意思? 325代表混凝土的受力度为325m2•kg-1; 所以, 级数愈高, 硬度愈强, 香港和英国是用525级的水泥, 日本和美国个别州份特别在地震带是用625级. 在内地多数是用425级,所以弱了一点。


 

 

 

 

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http://f20.yahoofs.com/hkblog/GVMIniyBHh_H4f9qllLWL54-_1/blog/ap_20080706110137699.jpg.jpg?ib_____DJmTafk4u为何预制件建筑物出现这么大的问题? 预制件是各混凝土的建筑部件会先在工厂制成, 然后在工地装置,好像是積木屋一样, 好处是快而便宜, 因为不用在工地扎板、扎铁, 部件可在工厂大量生产. 另外, 由于生产过程的温度、酸碱值和气压都得到控制。所以,混凝土的硬度可以提高, 因此香港的公共房屋和学校都是用预制件的方式建造. 但多数的问题就出在部件与部件之间的接口, 因为新旧的混凝土很难完美地接合,当混凝土凝固后未必能与新的混凝土产生化学作用. 所以,香港公屋漏水的地方往往都在这接口位置, 现在虽然有新方法接合新旧的混凝土, 不过程况未完全改善.如果接口的强度不足, 在地震时尽管柱和梁够强,上层的楼板一样可以压至导致大量伤亡.

抗震工程设计(2)

混凝土的受压力强, 但拉力弱, 而钢筋受压力弱, 但拉力强, 而它们的热涨泠缩情度一样, 天衣无缝的配合, 所以工程界别都说钢筋和混凝土是上帝给予人类的礼物. 至于,问题工程除水泥的问题外,极可能出在钢筋上, 第一钢筋数目可能不足, 或可能不够粗, 不过现在不得而知, 因为没有计算过. 但根据我在国内建房子的经验, 尽管钢筋数目、大少符合规格, 但钢筋接合处都可能出现问题, 因为在柱中的钢筋必需一枝钢筋直上, 特别在柱中的四角, 如果要接合都必需经工程师批准. 偷工减料的情况极可能是他们没有用完整一枝钢筋而用一些碎料接合而成的钢筋。

待续

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