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2025年10月3日 星期五


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目錄
  • 地震對建築物的影響

    地震區抗震建築設計標準

  • 1. 規劃與佈局

    2. 結構框架佈置與整體設計

    3. 重載及關鍵截面分析

      • 3.1. 規劃佈局

        3.2. 結構框架佈置及整體設計

        3.3. 重載及關鍵截面分析

什麼能確保建築物抗震? gbc 工程師說明了抗震建築設計的基本標準。



地震對建築物的影響

地震發生時,地面運動會對建築物施加突然的動態力。與重力產生的靜態荷載不同,這些地震力是水平和垂直加速度,會使建築物發生劇烈且不可預測的搖晃。

 

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對建築物的常見影響包括:

  • 牆體、柱子和樑的開裂或倒塌
  • 結構構件的分離
  • 重型砌體構件的倒塌
  • 屋頂和樓板的破壞
  • 地基的失穩或沉降


許多傳統和常規建築,缺乏抵禦這些力量的延展性或抗側力,因此抗震建築技術非常重要 —— 並非為了消除所有損害,而是為了防止倒塌和傷亡。


為了最大限度地降低風險,並提高建築安全性,必須採用適當的施工技術,並諮詢可靠的資源。這些資源包括抗震規範、結構工程指南和案例研究,它們為了解過去的抗震性能,和未來建築的最佳實踐,提供了寶貴的見解


地震帶

地震帶表示特定區域內,地震地面運動的預期強度。它們通常基於長期地質研究、地震記錄,和預測模型。


在此背景下,我們參考了根據 MSK(梅德韋傑夫-施蓬豪爾-卡尼克)強度等級劃分的地震區,該等級定義了四個主要區域。有效的地震風險管理,始於全面搜尋可靠資料,並合理分配資源,以加強建築物安全,尤其是在自然災害頻繁的地區。

A 區 - 極高風險:有大面積倒塌風險(MSK IX 級或更高)


B 區 - 高風險:可能發生倒塌和嚴重損壞(MSK VIII)


C 區 - 中度風險:預計會發生損壞(MSK VII)


D 區 - 低風險:可能造成輕微損壞(MSK VI 級或更低)


抗震加強的程度根據區域進行調整:

在 A 區,需要最大程度的加固,通常涉及鋼框架、剪力牆,和先進的減震系統,以承受強烈的地面震動。

在 D 區,採用基本的施工原則可能就足夠了,只需極少的額外加固。


然而,無論在哪個區域,基本的設計原則都不應被忽視。即使在低風險區域,如果忽略必要的安全措施,建築物在自然災害來襲時,也可能變得脆弱。



  

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抗震建築設計標準

設計和建造新的抗震結構需要運用頂尖的工程技術、材料科學以及實際地震經驗。採用適當方法建造的建築物能夠在地震壓力下有效工作,減少損失並保護生命安全。

在地震中,不符合特定抗震設計標準的建築物,可能會遭受無法挽回的破壞,尤其是在高風險地區。因此,選擇合適的材料、方法和佈局對於保護人員和財產安全非常重要。


抗震設計標準主要分為三類:

1. 規劃和佈局


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精心設計的佈局可以顯著提高建築物的抗震能力。新建建築早期階段需要考慮的關鍵因素包括:

  • 位置和對稱性:避免不對稱的形狀和懸垂部分,因為這些部分會在震動時產生扭轉。對稱結構在地震中的表現更可預測。

  • 牆體位置:牆體應均勻分佈,以平衡側向力。

  • 開口:門窗不應過於靠近建築物角落或集中在一個區域,因為這會削弱已加固的牆體。

  • 建築高度與層數:較高的新建築搖晃幅度較大,需要詳細的抗震工程分析。

  • 選址:避免在軟土、飽和土或可液化土上建造。如果無法避免,應考慮土工改良和深基礎系統。


2. 結構框架的佈置與整體設計


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建築結構體系必須設計成,能夠同時抵抗垂直和水平荷載,尤其是地震產生的橫向力。最佳實踐包括:

  • 使用剪力牆和支撐:這有助於抵抗水平力,防止房屋搖晃或倒塌。
  • 荷載路徑連續性:確保地震力從屋頂到地基有一條明確的路徑,連接房屋的每個建築構件。
  • 雙向抗力:必須在兩個正交方向(長度和寬度)上進行配筋。
  • 框架規則性:避免樓層之間剛度或品質的突變,這可能導致軟層破壞。


3. 重載和關鍵截面分析


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結構的某些部分承載力較大,容易發生故障。這些部分需要精心設計細節,並選用合適的材料:

  • 接頭與連接:混凝土梁、柱和樓板之間的關鍵連接必須堅固、延展性好,並且能夠傳遞地震能量而不故障。
  • 鋼筋設計細節:在梁、柱、轉角和樓板中提供足夠的鋼筋,以承受地震荷載產生的拉力。材料耐久性:使用高品質的混凝土、鋼材和防護塗層,即使在極端條件下也能確保長期強度。
  • 備援和延展性:建築物應能承受變形而不倒塌 - 這是抗震設計的關鍵特徵。
  • 抗震產品:考慮使用經過認證的抗震產品,例如能量耗散阻尼器,或基礎隔震器,尤其是在高風險區域或保護資料中心,或醫院等建築物內的敏感產品時。
  • 聯絡專家:如需客製化解決方案或專家建議,請隨時聯絡專門從事抗震設計和施工的結構工程師。



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