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考虑参数不确定性的无筋砌体结构地震易损性分析
引言
地震是一种破坏性非常强的自然灾害,在发达国家,虽然有不断提高建筑耐震性的动态,但地震灾害仍然存在在许多地方的建筑结构上,建筑的耐震能力是保护居民生命和财产的基础。无筋砌体结构是中国传统的建筑结构类型之一,该结构受到地震的影响,存在的安全问题也越来越受到人们的重视。由于砌块的性质,无筋砌体结构究竟具有哪些耐震性能是非常复杂的,因此,有必要进行考虑不确定性参数的无筋砌体结构地震易损性分析。
主体部分
无筋砌体结构是一种环保的建筑材料,这种建材具有质轻、保温、防水、易施工的优点,以及无需粉刷就能美观大方的特点,具有“防水、防湿、防腐、防虫”的特点。在理论研究方面,从较简单的静力计算方法(线性弹性、纯弯曲)开始,到近年来的非线性动力响应分析方法、分形理论、非线性异构材料理论等方法,已经在无筋砌体结构的地震研究中得到应用。
在考虑参数不确定性的情况下,影响无筋砌体结构地震易损性的因素主要有以下几个:
1.土地的基本特征。地震波的穿透深度与土层物证相似,深层土层具有更大的反应。另外,由于地球物理特性、形状、面积和成分的不同,地震波在传播过程中所遇到的阻力也有所不同,因此在不同的土层下建筑物的地震反应不同。
2.建筑物的自由振动周期。建筑物的自由振动周期也是不确定的,它取决于建筑物的质量、刚度和自然频率等因素。建筑物的自由振动周期越大,建筑物对地震的反应越小,自由振动周期越小,建筑物对地震的反应越大,容易受到地震的破坏。
3.建筑物的结构形式。建筑物的结构形式不同,其抵御地震的能力也不同。普通的无筋砌体结构具有“三怕一疑”。所谓“三怕”是指砌体结构不耐地震、不耐火、不耐水;“一疑”是指建筑质量、工艺等方面存在疑问。其中“不耐地震”是主要问题。
4.地震波的震级及地震波的频谱特征。震级和地震波的频谱特征是衡量地震危险性的重要指标,也是影响地震灾害程度的重要因素。地震波的强度不同,其对建筑物的影响也不同。
5.无筋砌体结构的构造特点。无筋砌体结构的本质特点是砌块之间采用粘结材料相互黏连,然后对齐加固。在强震作用下,黏结材料的强度很容易抵抗不住强大的震动作用产生的变形和应力,从而导致整个砖体结构的破坏。
结论
无筋砌体结构的地震易损性分析要考虑到不确定性的参数,主要是建筑物的自由振动周期、建筑物的结构形式、地震波的震级及地震波的频谱特征和无筋砌体结构的构造特点等因素。为了提高无筋砌体结构的地震抗震能力,需要通过在建筑设计中考虑多种不确定参数、科学地进行破坏评估和构造改进、提高建筑物在地震中的抗震能力,并借助地震自动监测系统对建筑物的地震响应进行实时监测,以减轻地震带来的较大破坏。对无筋砌体结构的地震易损性分析有助于提高相关人员对该结构的认识,并以此为基础开展相关研究和改进工作,从而进一步提升我国的防震减灾能力。
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