基本信息
- 项目名称：
- 汶川地震灾区房屋重建中抗震技术分析与研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文通过对汶川地震后灾区学校建筑的破坏状况、灾后重建工作进行了调研和分析，对映秀镇璇口中学、北川灾区进行震害分析；调查威州镇、映秀镇等地重建工作，对其中广泛采用的抗震新技术进行了重点研究。另赴广州大学工程抗震实验室与设计院，综合分析隔震技术在实践中的应用与发展。结合收集到的设计资料，以汶川二小为实例，利用SAP2000结构分析软件建立三维模型，定量地讨论隔震技术应用在抗震方面的优势。
- 详细介绍：
- 摘要：本文通过对汶川地震后灾区学校建筑的破坏状况、灾后重建工作进行了调研和分析，着重分析学校建筑破坏严重的原因，对映秀镇璇口中学、北川灾区进行了震害分析；通过调查汶川威州镇、映秀镇等地房屋重建工作，对其中广泛采用的先进抗震新技术进行了重点研究。另赴广州调研，参观广州大学工程抗震实验室，了解隔震建筑的设计流程及隔震支座的选用，综合分析隔震技术在实践中的应用与发展。在调研的基础上，结合收集到的设计资料，以汶川二小为实例，利用SAP2000结构分析软件建立三维模型，进行动力时程分析。对比传统的加大截面法与运用隔震法建立不同模型，定量地讨论隔震技术应用在抗震方面的优势。 关键词：学校建筑 抗震结构 隔震 仿真数值实验 撰写目的： 在“5.12”汶川地震中，房屋建筑垮塌严重，近7万人遇难。本作品针对如何提高建筑的抗震性能进行了深入研究，并着重研究隔震等新型抗震技术。 基本思路： 在结合赴汶川灾区实地调研、广州拓展调研成果的基础上，进行计算机软件建模，运用仿真数值分析的方法进行研究，从而得出提高建筑抗震性能经济有效的方案。 1. 震害分析：赴汶川、北川等地震灾区进行灾后调研，搜集震害资料，并对其进行震害分析； 2. 搜集重建技术资料：就汶川都江堰、映秀镇、威州镇灾区重建情况进行实地调研，走访援建技术部门； 3. 广州拓展调研：赴广州采访周福霖院士，参观广州大学实验室及隔震建筑，就隔震技术的实际应用进行深度调研； 4. 计算机仿真数值实验分析：通过对比传统抗震技术与隔震、阻尼器等新型抗震技术，分析在不同建筑中各种抗震技术的利弊； 5. 总结：综合上述调研及计算机分析成果，对地震高发区房屋的抗震设计提出建设性参考意见。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 撰写目的： 在“5.12”汶川地震中，房屋建筑垮塌严重，近7万人遇难。本作品针对如何提高建筑的抗震性能进行了深入研究，并着重研究隔震等新型抗震技术。 基本思路： 1.震害分析：地震灾区灾后调研，搜集震害资料；2.搜集重建技术资料：走访援建技术部门；3.广州拓展深度调研；4.计算机仿真数值实验分析：分析在不同建筑中各种抗震技术的利弊；5.总结：对地震高发区房屋的抗震设计提出建设性参考意见。
科学性、先进性及独特之处
- 1.实地调研，所得研究资料与数据直接来自于当地援建部门及设计单位，真实可靠；2.分别就抗震技术在不同建筑中的应用进行分析，主要包括：学校、住宅、医院等，分析根据建筑特点采用不同的防震减灾措施；3.利用SAP2000结构分析软件进行计算机仿真数值实验分析，建立采用不同抗震技术的模型，对比分析得出技术优缺点；4.理论与实践相结合，从理论上验证技术的可行性，并就新型抗震技术的推广及应用作出更深入研究。
应用价值和现实意义
- 1．作品针对如何提高建筑抗震性能，对比分析新老抗震技术，探讨技术可行、兼顾经济效益的抗震设计方案； 2．作品中灾区重建房屋抗震新技术调研成果可以为抗震设计人员提供技术参考；计算机数值分析的新老技术对比结果亦可为抗震设计提供借鉴； 3．分析抗震新技术在实践中的发展与阻碍，为之后的相关研究提供一定的参考意见。
学术论文摘要
- 摘要：本文通过对汶川地震后灾区学校建筑的破坏状况、灾后重建工作进行了调研和分析，着重分析学校建筑破坏严重的原因，对映秀镇璇口中学、北川灾区进行了震害分析；通过调查汶川威州镇、映秀镇等地房屋重建工作，对其中广泛采用的先进抗震新技术进行了重点研究。另赴广州调研，参观广州大学工程抗震实验室，了解隔震建筑的设计流程及隔震支座的选用，综合分析隔震技术在实践中的应用与发展。在调研的基础上，结合收集到的设计资料，以汶川二小为实例，利用SAP2000结构分析软件建立三维模型，进行动力时程分析。对比传统的加大截面法与运用隔震法建立不同模型，定量地讨论隔震技术应用在抗震方面的优势。
获奖情况
- 1. “重庆大学第一届大学生科研训练计划”校优秀项目一等奖； 2.利用隔振原理设计的模型成功晋级英国领事馆承办的“设”想家抗震设计大赛全国十五强； 3.吕秋晨、刘希、孙裕顺、张磊，《震后汶川学校建筑重建的调研与思考》，《重庆建筑》，2010.6，第九卷CN50/1150/U； 4.刘希、吕秋晨、孙裕顺，《汶川地震灾区学校建筑抗震性能调查与分析》，“第一届全国高校土木工程专业大学生论坛”； 5．刘希、吕秋晨、孙裕顺、张磊，《汶川地震后羌寨建筑的抗震能力调研与分析》，《四川建筑》，2011年第31卷第2期。
鉴定结果
- 优秀
参考文献
- [1] 《漩口中学建筑震害调查分析》 叶列平 建筑结构 2009.11； [2] 《汶川地震中学校建筑震害研究》 李碧雄 四川大学学报(工程科学版) 2009.03； [3] 《汶川地震中砌体结构楼梯间震害分析》 潘从建 工程抗震与加固改造 2009.06； [4] 《从汶川地震谈对建筑抗震设计的认识》 王宁 中小企业管理与科技(下旬刊) 2010.01； [5] 杨随新.关于隔震技术在威州重建中应用情况的报告2[R]. 广州建设局，2009.11，P4及附件P8 ； [6] 杨随新. 关于隔震技术在威州重建中应用情况的报告1 [R]. 广州建设局，2009.11，P3-4； [7] 王翠昆，杨沈. 汶川地震对建筑结构设计的启示[J]. 震灾防御技术，第3卷第3期，2008.9，P233-234； [8] 王永卫，王群伟，杜杰. 隔震技术的应用与发展[J]. 山西建筑，第35卷第27期，2009.9，P75； [9] 李英民，刘立平. 汶川地震建筑震害与思考[M]. 重庆大学出版社，2008年10月； [10] 戴国莹. 房屋建筑的隔震设计和消能减震设计[J]. 建筑科学，第18卷第 5期，2002.10，P56。
同类课题研究水平概述
- 1）国内概述： 近几年，地震频发，特别是5.12汶川特大地震发生以后，大量的建筑结构倒塌。建筑结构不合理的倒塌模式，引发了工程界和学术界对建筑结构抗震新出路的思考。对建筑结构的设计理念也从以往的对地震力一味“抗”出发，转变为对地震力“减”“隔”“消”的理念，大量的新建工程和加固工程在灾区的恢复重建中采用了新的抗震技术。传统的加固技术侧重在对建筑结构构件性能的加强，通过增强结构自身的强度、刚度和延性来提高结构的抗震性能，传统的加固技术发展较成熟而且工程应用广泛，工程经验丰富。随着经济的发展，新的抗震技术也逐渐在实际工程的浮现踪影。例如：隔震技术、消能减震技术等。由于这些技术的工程造价较高，在实际工程中广泛推广还有一些困难。但是这些抗震新技术在工程应用中都能取得较好的抗震效果。随着我国经济的发展，这些新技术在工程上的推广前景越来越明显。 目前，工程应用上较为广泛采用的是铅芯橡胶垫隔震支座。其原理是通过把隔震消能装置（橡胶隔震垫）安放在结构物底部和基础（或底部柱顶）之间，把上部结构和基础“隔开”。这样，改变了结构的动力特性和动力作用，明显地减轻结构物的地震反应，达到“以柔克刚”的效果。其具有隔震效果明显、稳定，竖向承载力大，安装方便，耐久性好等特点。近几年，我国的隔震技术也得到了快速的发展，特别是在汶川地震后，大量的抗震新技术应用在灾后重建建筑中。例如位于都江堰市的都江之春改建工程就是比较典型的一个采用橡胶垫隔震技术的工程。 2）国外概述： 橡胶垫隔震技术是国际上比较热门的工程抗震新技术，目前，很多国家在建筑物中使用橡胶垫隔震技术，如日本、新西兰、美国、意大利等国家。橡胶垫隔震房屋减震性能表现非常显著，工程经验丰富。1994年1月17日，美国洛杉矶大地震中，该市相距不远的两个医院，一个是隔震的，地震时医师护士照常工作，毫无问题；另一个是不隔震的，损坏厉害，一直无法恢复工作。1995年1月17日，日本神户大地震，该市的西部邮政大楼和松村研究所大楼等隔震房屋经受了地震的考验，房屋结构安全完好，仪器、设备、装修等丝毫无损。隔震技术的优越性是经过实际工程检验的，工程应用上技术也较为成熟。日本已经出台了关于隔震技术的详尽规范，其设计要求比我国严苛，隔震支座的生产工艺亦居于领先地位。在近期的日本东海地震中，隔震房屋均表现出优越的抗震性能，极大地减少了地震中的人员伤亡。
