前言：中文期刊网精心挑选了给排水管道抗震设计范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
给排水管道抗震设计范文1
中图分类号：TU99文献标识码：A
市政排水管道是城市基础设施非常重要的组成部分。在城市的日常运行和发展建设中有着举足轻重的作用。近些年来，由于降雨造成的突发事件渐渐引起了人们的关注，比如2012年7月的北京暴雨，造成的损失非常严重，引起了全国对排水设施的思考。
1排水体制的选择
排水体制主要有合流制和分流制两种。排水体制的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑后确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水体制。除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统，有条件的应按照城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造；暂时不具备雨污分流条件的，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施。
2现场踏勘
给排水管道距离相对较长，或穿越城镇密集区，或敷设在农田，或跨越山丘和河流，还有可能横跨铁路、公路及桥涵。一项管道工程同时会遇到上述几种或所有的地形和地貌，其复杂的地形和地貌若不现场查看，则很难全面完成设计。结构设计人员应会同给排水、概预算等专业设计人员共同进行现场踏勘和选线，了解管道线路拟通过的沿线地带地形地貌、地质概况，必要时应在施工图阶段对个别疑难地段重新踏勘。
3测量和地勘要求
要准确地反应管道沿线的地形地貌和水文地质情况，必须有测量和勘探部门提供的准确的地形和水文地质资料。
3.1勘探点间距和钻孔深度
勘探点应布置在管道的中线上，并不得偏离中线3m，间距应根据地形复杂程度确定的30～100m，较复杂和地质变化较大的地段应适当加密，深度应达到管道埋设深度以下1m以上，遇河流应钻至河床最大冲刷深度以下2～3m。
3.2提供勘探成果要求
划分沿线地质单元；查明管道埋设深度范围内的地层成因、岩性特征和厚度；调查岩层产状和分化破碎程度及对管道有影响的全部活动断裂带的性质和分布特点；调查沿线滑坡、崩塌、泥石流、冲沟等不良地质现象的范围、性质、发展趋势及其对管道的影响；查明沿线井、泉的分布和水位等影响；查明拟穿、跨河流的岸坡稳定性，河床及两岸的地层岩性和洪水淹没范围。
4结构设计内容
4.1结构形式
管道的结构形式主要由给排水专业确定，结构专业应根据管道的用途(给水还是排水，污水还是雨水)、工作环境(承压还是非承压)、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。一般情况下，承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝士箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵，特殊情况、特殊地段(过河渠、公路、铁路等)、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。
4.2结构设计
根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核，提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道，应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等，当钢管计算出的壁厚不经济时，应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。
4.3敷设方式
敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定，一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空，较为常用敷设方式采用沟埋式，当沟埋式有一定的难度时，可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式，其结构设计亦不同。
4.4抗浮稳定
有些管道敷设的地段地下水位较高或者施工期间多雨，因而管道的抗浮稳定应引起结构设计人员的重视。设计时应根据计算采取相应的抗浮措施，避免浮管现象的出现。
4.5抗震设计
4.5.1场地和管材的选择
确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基，如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时，应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管，并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道应采用钢筋混凝土结构，并有相应的构造措施，尽量避免严重破坏。
4.5.2构造措施
承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道，除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外，一般可加强整体刚度(顶底板采用整体式)、减少在地震影响下产生的变形，提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于l20度的混凝土管基，管道接口采用钢丝网水泥带，液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道穿越构筑物时应在管道与套管的缝隙内填充柔性填料，若管道必须与墙体嵌固时，应在墙外就近设置柔性连接；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。
(1)地基处理。出图时应包含地基处理的平、纵断面图。扫描矢量化需要处理的地段的地勘资料纵断面，选择参考点并根据给排水专业的平、纵断面将管道基底轮廓线放在地质纵断面上，划分地质单元并注明桩号和基底高程，标明沟槽范围内和基底以下土层构造以及地下水位。根据纵断面地质单元的划分(桩号划分)，确定需处理的范围，针对不同的地质情况和厚度分别采取相应的处理方法。具体的处理方法有：换填、抛石挤淤、砂石挤密、水泥搅拌桩、灰砂桩、木麻黄桩等方法。具体设计按地基处理规范规程执行。
(2)管道支墩及镇墩。对承插接口的压力管道，应设置水平和垂直支墩。设计时应根据管道转角、土的参数、工作压力和试验压力计算所需支墩的大小。埋地钢管可不设管道支墩。
5给排水管道设计中的其他问题
5.1在用户管线出口建立格栅中纤维、塑料等沉积物、悬浮物和漂浮物的大量存在，给管道的清掏和疏通维护作业带来了很大困难。特别是抽升泵站的格栅间，每天都会拦截到大量的漂浮物。有的漂浮物通过格栅进入泵房后，常导致水泵叶轮堵塞、磨损损坏现象的发生。尽管格栅栅条的间距一再减小，但仍有大量的漂浮物进入泵站造成堵塞。为了解决上述问题，建议在庭院或住宅小区的管道出口处设置简易人工拦污格栅，定期进行清理、清掏，从源头上控制漂浮物进入市政管网，以减轻市政管网维护管理的工作量。
5.2在检查井井底设置沉淀池中的沉积物在管道内水流量小、流速慢时会发生沉淀，造成管道淤积堵塞、通水不畅，而管道的疏通工作又费时费力。因此，针对传统的检查井做法，建议将其井底改为沉淀式的，井底下沉3O～50cm。这样中的沉积物多数会沉积在检查井中，不至于流人下游管段，只要定期清掏检查井内的沉积物即可，减少了管道维护作业的工作量。这种做法也可用于雨水检查井。
5.3在检查井内设置闸槽干管中的流量和流速均较大，有的检查井内的水位较高，管道维护作业或户线管接头时，需将管道内的水位降低或断流。为了方便维护作业，建议在干管的管道交汇处检查井、转弯处检查井或直线段的每隔一定距离的检查井内根据需要设置闸槽，通过闸槽的开闭控制水流，便于维护作业。同时为方便户线支管接头时的施工，建议能研制一种较轻便、实用的管道阻水设备。
6结束语
总之，市政排水管道工程结构设计应严格按照现行相关规范、标准、规定进行。设计人员应当掌握专业技能，了解行业动向，研究存在的问题，积极创新，尽可能地把设计做到经济、合理、适用、安全。
参考文献：
给排水管道抗震设计范文2
【关键词】卡箍式铸铁；排水管；建筑施工；技术特点
卡箍式铸铁排水管从上个世纪六十年代开始在国外建筑行业使用，在半个世纪的应用与推广中，已经得到国内外建筑施工单位认可。从实际应用成果来看，卡箍式铸铁排水管拥有良好的发展空间，随着各种排水管和安装技术诞生，必须根据实际情况，选用最佳技术进行安装施工。
1 卡箍式铸铁排水管组成与优点
1.1 卡箍式铸铁排水管组成
在建筑排水管施工中，卡箍式铸铁排水管主要包括：无承口管道配件、离心铸铁管、橡胶密封圈和卡箍组成。
1.1.1 无承口的离心铸铁管
它由水平旋转式铸造工艺构成，管壁厚度比较均匀、材质密实、外观精美，和传统承插式铸管相比，管道较轻，并且没有渗漏现象。管道外壁，一般使用沥青漆进行保护，对于高档建筑物则使用环氧树脂的形式进行保护；对于耐酸碱较高的项目，则使用搪瓷内衬进行保护。
1.1.2 无承口管道元件
它使用无箱射压造型组成，管壁比较均匀、外观精美、管径尺寸一致，并且能和离心承口铸铁管进行配套。防腐保护和传统管道保护基本上一样，只是管道内壁较厚。
1.1.3 卡箍
在建筑施工中，卡箍有多重结构形式，通常使用螺栓进行收紧。并且每个不锈钢都配有不锈钢拧紧设施，卡箍则由不锈钢紧箍片和橡胶密封圈、收紧螺栓构成。卡箍又可以分成加强型和通用型两种形式，加强型一般适用于半径为200到300毫米的管道，并且管道瞬间水压始终在4到10Pa的管道。
1.1.4 橡胶密封圈
在建筑施工中，密封圈主要由聚氯丁橡胶组成，这种橡胶不仅耐油脂、耐磨、耐日晒、耐热、耐臭氧、耐冷，并且还能抗老。我国很多生产厂家的橡胶圈使用聚氯丁橡胶，也有部分厂家根据GB9876—88标准或者使用其他品种进行生产。
1.2 卡箍式铸铁排水管优点
1.2.1 和传统承插式铸铁管相比
卡箍式铸铁管都使用铸造的形式生成，重量比较轻、管壁厚度均匀。传统承插式铸铁排水管使用的是砂模铸造或者连续铸造的形式生成，重量很重，管壁也很不均匀。同时，它也具有良好的抗震性能，在国家建筑给排水设计规范中，对现代高层建筑以及超高层建筑的排水管材料，提出了对于抗震设计的要求。而传统承插式排水管使用的多是钢性连接，一旦建筑物层间位移达到10毫米时，就会有漏水现象发生。在高层或者超高层建筑物中，由于风压或者地震引起的层间位移，甚至可以达到20到40毫米之间。通常卡箍式铸铁排水管为柔性接口，管道之间的轴向偏心角5度时，就能满足抗震要求。
另外，它还具有管道更换、安装方便的特征。由于卡箍式排水管重量相对较轻，使用的是活接头的卡箍接头，所以管和配件、管和管之间不会有错重叠现象发生。不管是从管道更换，还是从管道拆卸、安装来看，都要比传统承插式管道方便，人力消费更少。在连接中，它使用的是柔性橡胶进行连接，从而极大程度的避免了卫生器具引发的噪音通过管道传输，对生活造成影响。
1.2.2 UPVC与卡箍式排水管道的比较
噪音相对较低，卡箍式排水管具有很大的排水管质量，比铜管、UPVC铜管、镀锌管等质量较轻的管道更难出现振动。因此，直接通过管壁进行噪音传输，具有很好的隔音作用。对于氯丁接头，能让振动传递减弱。另外，它还具有良好的防水性能。虽然UPVC属于难以自然熄灭的管材，但是在明火作用下，一旦超过燃烧温度，就会由于变形、弯曲被破坏对正常使用造成影响。火势甚至还会沿着排水管道、卫生器具、清扫口接管蔓延。
从理论来看，UPVC管的寿命可以达到30到40年之间，实际则是很难达到的。当前，很多厂家为了得到更多的市场，恶意降低成本耗费，使用增加剂含量或者再生塑料的形式，对UPVC排水管使用周期造成了很大的影响。虽然氯丁橡胶圈比铸铁管使用周期比铸铁管使用周期长，但是橡胶圈比管道系统更加经济。另外，UPVC的膨胀系数可以达到铸铁管的6到8倍。因此，在UPVC管道安装时，必须安装对应的伸缩节。而伸缩节一般安装在立管上，如果安装在横管，就会出现漏水现象。
2 卡箍式铸铁排水管安装实例
在某大厦修建中，地上14层，地下2层，高度达到52米，建筑面积为27800平方米，地上部分为办公商务或者图书馆，停车场设置在地下室。该工程的雨水和生活污水管道都使用卡箍式排水管。
在该排水管施工中，由于卡箍式管道接口属于柔性连接，所以吊架设置，必须避免管道下凹。卡箍式性能较低，接口是否固定对整个管道耐压性具有很大影响，为了防止导管水平位移，必须在三通、弯头、四通配件处支墩或者固定支架，从根本上防止管道拔脱。同时，立管也必须使用专门的短管，正确分配管道重量，避免接口滑脱对其造成不良影响。
由于国内管道生产和卡箍一般都不是同一厂家，所以在施工中必须选用同一的产品，从源头上防止配件尺寸和管道不匹配出现不漏水的现象。在管道安装前，就已经熟悉施工图样，并且根据实际条件，对于有出入的地方，在和设计人员协商过后，再由设计人员对图纸变更。同时，橡胶圈、管材、不锈钢、管件质量必须满足产品标准要求，在拥有合格证的前提下，保障备料数量。
对于管道安装顺序，一般选用逆水流向，从下游向上方安装，也就是排出管、立管、支管与卫生器具的过程。在管件安装前，就必须对管件、管材清洗，并且管道内部不能有砂石、泥沙和相关杂物出现。
对于切割性管材，一般使用切割金属工具进行，例如：锯、砂轮机等，必须清理好切割口毛刺，让外圆稍微倒角；再将橡胶园一头套在接口管管口上方，并且满足深度标准。在橡胶圈向另一头翻转的过程中，将连接的直管和管件放进橡胶圈内部，橡胶圈口面向正常状态。当再次校正管道垂度、坡度、方位时，用吊架固定管道，将不锈钢卡箍套在外部，再使用套管拧紧螺栓，让接口顺利完成。但是要注意的是必须随即将吊架拧紧，再将管道固定。
在管道支架设置中，立管间距一般为3米，支架在直管上，并且支架靠近管道接口。管道之间都有支架，在三通和立管底部都有吊架，而长度小于等于3米的横管用吊架固定，管道接口和支吊点相近，并且和接口中点的距离始终在450毫米以上。对于管道点间距必须在9米以上，固定吊架必须设置滑动支架，横管终端和起始端必须设置支吊架，和下水处连接的顺水弯头，必须设置固定支架。
3 结束语
卡箍式铸铁排水管在建筑施工中具有美观、轻便等特点，和UPVC管相比，还具有噪声低、抗震性能好、耐火性好等优点，它是良好的排水管材料。因此，在实际工作中，必须根据卡箍式排水管技术特点，从施工细节保障工程质量。
参考文献：
[1]张泰安.卡箍式铸铁排水管在建筑施工安装中的技术特点[J].新疆钢铁，2005（4）.
[2]JIANG Yuan-tian.浅议卡箍式铸铁排水管施工方法[J].山西建筑，2008（23）.
给排水管道抗震设计范文3
关键词 地震 地铁 破坏
1 前言
随着社会经济的发展和城市人口的激增，地面交通愈来愈不堪重负。为了减少地面交通量，人们开始寻找新的交通模式，地铁应运而生。自北京建成地铁以来，目前我国天津、上海、广州已相继建成地铁1号线，南京、青岛、大连、深圳等城市正积极开展修建地铁的筹备工作。据不完全统计，在全国21个百万人口以上的城市中将筹建33条总长为649km的地铁和轻轨。几条海底隧道和过江隧道也正在积极论证中。
我国地处于环太平洋地震带上，地震活动性非常频繁，是世界上最大的一个大陆浅源强震活动区。根据现行地震烈度区划图，我国大部分地区为地震设防区，在全国300多个城市中，有一半位于地震基本烈度为7度乃至7度以上的地震区，23个百万以上人口的特大城市中，有70%属7度和7度以上的地区，像北京、天津、西安等大城市都位于8度的高烈度地震区，南京也位于7度区内。
地震对地面结构所造成的破坏是人所共知的，地面结构的抗震研究也达到实用阶段，各国已制订了各种地面结构物的抗震设计规范;对地下结构的地震破坏却知之不多，地下结构的抗震研究才刚刚开始，现在还没有地下结构抗震设计的规范。国内除了对地下管线的抗震作过一些分析外，对于像地铁车站及区间隧道等这样的大型地下结构很少涉及。这是因为:和地面结构相比，面波随着埋深的增加急剧衰减，对地下结构的影响较小;地下结构周围的岩土介质把从震源传来的地震波能量中的高频成分吸收，使地下结构受到的地震荷载大大减小;同时地下结构的数量不多，并且大部分是小型地下结构如地下管线等，因而地下结构震害数量较少，程度较轻，地下结构严重震害事例更是寥寥无几。工程界只片面强调地下结构受四周地层制约、抗震性能较好的一面，人们简单认为地下结构在地震时是安全稳固的，致使地下结构抗震研究严重滞后于地面结构抗震研究。随着地下空间开发和地下结构建设规模的不断加大，地下结构的抗震设计及其安全性评价的重要性、迫切性愈来愈明显。
2 地下结构在地震中的动态反应特性
地下结构在地震作用下，由于周围岩土介质的存在，会发生不同于地面结构的响应。地震以地震波的形式传播能量，当地震波从基岩传入场地时，土壤介质在地震波的作用下，会产生运动(通常是放大作用)，同时将运动传递给地下结构。对于小断面地下结构，在动力荷载作用下，土结构相互作用可以忽略，此时地下结构随自由场土介质一起运动，因而动应力较小。而当地下结构存在明显的惯性或者土-结构间的刚度失配时，地下结构会产生过度变形导致地下结构的破坏。此时，地下结构与周围岩土介质之间会发生运动相互作用和惯性相互作用。考虑动力相互作用对结构体系的影响主要有:(1)作用在土结构体系的地震输入运动会发生变化;(2)由于土的存在，体系变得更加柔性，使结构感觉到的输入相当小;(3)从结构物向外传播的波能辐射会增加最终动力体系的阻尼，对于近似弹性半空间的土壤场地，这种阻尼的增加很明显，导致动力反应急剧降低。
根据大量的地震观测，发现地下结构与地面结构反应特性的差异主要表现为:(1)地下结构的振动变形受周围地基土壤的约束作用显著，结构的动力反应一般不明显表现出自振特性，特别是低阶模态的影响;(2)线形地下结构的振动形态受地震波入射方向的影响较大，入射方向发生不大的变化，地下结构各点的变形和应力可以发生很大的变化;(3)地下结构在振动中各点的相位差别十分明显;(4)地下结构在振动中的主要应变一般与地震加速度大小的联系不很明显，对地下结构动力反应起主要作用的因素是地基的运动变形，而不是地基加速度。
地下结构的破坏有以下主要特征:(1)地下结构的震害多发生在地层条件有较大变化的区域，如地层由硬质到软质的过渡地带，或由挖土到填土的过渡地带。在这些区域内，由于区域、地质条件的变化或地形的变化，地层振动及位移响应也有较大不同，因而在其中产生大的应变，使地下结构遭受破坏。相反，若某一地区地层较为均匀，即使地震中的烈度较大，其中的地下结构也往往会较为安全。这一点不同于地面结构。(2)在结构断面形状和刚度发生明显变化的部位也容易发生破坏。墨西哥地震中发生的盾构法隧道与竖井连接部的环间螺栓被剪断即是由于结构断面的急剧变化而使不同断面处产生了不同的响应的结果。因此，地下结构与竖井、楼房等的结合部，地下结构断面发生突变处，地下与地面结构的交界处如隧洞的进出口部位，隧洞的转弯部位及两洞相交部位，均为抗震的薄弱环节。(3)在地层发生液化处，当地下结构穿越断层地域或结构与断层、软弱带相交的部位等时，也都易对地下结构造成破坏。
3 阪神地震中地铁结构的破坏情况
阪神地震对地铁结构造成的破坏为世界地震史上大型地下结构在地震中遭受严重破坏的首例。在神户市内2条地铁线路的18座车站中，神户高速铁道的大开站、高速铁道长田站及它们之间的隧道部分，神户市营铁道的三宫站、上泽站、新长田站、上泽站西侧的隧道部分及新长田站东侧的隧道部分均发生严重的破坏。在所受到的破坏中，有以下共同的部分:(1)它们都位于烈度为7的地区(JSCE烈度区划中的7度相当于我国的10度);(2)它们在建造时均采用了明挖法;(3)断面结构形式为带有中柱的箱涵形框架结构;(4)它们的原设计中均未考虑地震因素。
归纳起来，神户地铁结构的破坏有以下主要特点:
(1)不对称结构发生的破坏比对称结构严重。
(2)上层破坏比下层破坏严重。
(3)车站的破坏主要发生在中柱上，出现了大量裂缝，有斜向裂缝，也有竖向裂缝，裂缝的位置有偏于上下端的，也有位于中间的;柱表层混凝土发生不同程度的脱落，钢筋暴露，有的发生严重屈曲，有单向屈曲，也有对称屈曲的;大开站有一大半中柱因断裂而倒塌。有横墙处，中柱破坏较轻。
(4)地下结构上部土层厚度越厚，破坏越轻。
(5)站房上层中柱的中间部位几乎压碎，而线路段中柱仅在中间位置出现竖向裂缝。
(6)纵墙和横墙均出现大量的斜向裂纹，特别是在角点部位。顶板、侧墙也受到不同程度的损害，且其破坏程度与中柱密切相关;当中柱破坏较为严重时，顶板和侧墙就会出现很多裂缝，以至坍塌、断裂等。
(7)区间隧道的破坏形式上主要是裂缝;其中多为侧墙中部的轴向弯曲裂缝。在接头处也有损害:混凝土脱落，钢筋外露以及竖向的裂缝。在破坏较严重处，中柱的上下端也有损坏。
4 神户市地铁破坏研究的初步结论
神户地震发生后，地震工作者对地震破坏展开系统的研究。其中对地下结构破坏的研究出现前所未有的热潮。研究采用模型实验、理论分析和数值模拟等多种途径相结合，其研究结论可归纳为以下几点:(1)地震时相邻地层间的相对位移是影响地下结构破坏的主要指标。研究结果显示相对位移较大处，地下结构破坏严重，相对位移较小处，破坏较轻，这与实际震害相符。(2)在水平地震动作用下，地下结构产生平时使用状态下所没有的较大的水平剪力和弯矩，使中柱中的剪力超过其抗剪强度产生剪切破坏，中柱的破坏是整个地铁结构破坏的根本原因。(3)竖向震动使中柱轴力大幅增加，水平震动和竖向震动的共同作用加剧抗震的薄弱环节———中柱的破坏。地震中竖向震动在地下结构中所起的作用不能忽视，特别是应考虑竖向震动与水平震动产生的内力的共同作用，不应仅将结构中轴力弯矩等内力分别与各自强度进行校核。(4)由于地层条件及截面尺寸的变化，在相邻地层、相邻构件间产生的竖向相对位移对结构内力的影响也不能忽视。这与美国60年代修建旧金山海湾地区快速地铁运输系统时，所得到的地铁震害是由于土体的地震变形作用于地下结构，从而使结构产生应力和位移，最终导致地下结构破坏的设计经验是一致的。
5 地铁建设中考虑地震的必要性和避免地震破坏的措施
由于以前的地震中地下结构震害事例较少、程度较轻，人们逐渐形成了这样一个观点:即地下结构具有较强的抗震性能，地震中不易遭受破坏。但通过对这个问题仔细分析即可发现，城市地下空间的大规模开发以及地下结构的大量建设是近年才出现的。在日本关东地震和我国唐山地震时代，东京和唐山市内的主要地下结构仅为一些给排水管道，数量不多，分布也不广泛。近年来，随着城市地下空间的开发利用，地铁系统、盾构法隧道、地下商业街、地下停车场及共同沟等大量兴建。而这些地下结构基本上还未曾经历过大的地震，它们真正的抗震性能也未得到检验。因此并不能简单地认为地下结构抗震性能好、地震中不易破坏。这一点已被1995年阪神大地震所证实。这次地震不仅使城市生命线工程(地下给排水管道、天然气管道等)遭到严重破坏，地铁车站及区间隧道等大型地下结构也受到破坏，其中产生了地铁车站完全倒塌而不能使用的先例。地铁的破坏，造成了极其严重的经济损失，给神户市的震后恢复重建工作带来严重影响，其本身的维修也非常复杂。阪神地震使工程界认识到必须重新具体评价地下结构抗震安全性，加强研究地下结构的抗震性能，对地下结构抗震设计提出相应的建议和抗震措施，这在大力提倡城市地下空间开发利用的21世纪，具有重要的理论意义和工程实用价值。
由于地铁是投资非常庞大的基础工程，是城市生命线工程的重要组成部分，地铁的破坏和功能丧失，不仅会使经济上蒙受严重损失，同时会产生严重的社会和政治影响。要把地铁结构设计成能抵抗周围地层介质的地震运动和变形是不可能的，必须使地下结构具有吸收强变形的延性，能承受周围地层介质的变形，并且不散失承受静载的能力，而不应是使地下结构抵御惯性力，从而使人们改变以往单纯依靠增强结构强度来提高抗震性能的传统观点。
根据各国地下结构的震害分析，提高地下结构抗震能力可从以下方面采取措施:(1)将地下结构建于均匀、稳定地基中，远离断层，避免过分靠近山坡坡面，避免山坡不稳定地段，尽量避免饱和砂土地基而减少地震液化;(2)在相同条件下，尽量选取埋深较大的线路，远离风化岩层区;(3)区间隧道转角处的交角不宜太小，应加强出入口处的抗震性能;(4)在施工条件允许的情况下，尽量采用暗挖法施工，即使用明挖法，也要注意回填土的性质与地基土类型相似;(5)在结构中柱和梁或顶板的节点处，应尽量采用弹性节点，而不应采用刚性节点，这样可以减小中柱承受的外力。前苏联在修建塔什干地铁时，采用了中柱顶端与横梁活动连接的方式便是实例。
总之，阪神大地震提醒人们，地下结构在地震时并不是绝对安全的。以前地下结构地震震害轻数量少并不能说明地下结构在地震时安全。在大力提倡开发利用地下空间的今天，修建地铁已成为解决城市交通和城市污染等“城市综合症”的重要途径。而有些待修建地铁的城市，其地基状况并不很好，如南京，地铁沿线地基土层不均匀，并且还有活动断层通过。对于类似情况，应在设计和施工中予以充分考虑，使其安全系数足够大。我们应汲取阪神地震的沉痛教训，防患于未然，做到即使在修建地铁的大城市发生强烈地震，也能确保地铁结构的安全和畅通。
参考文献
1林皋.地下结构抗震问题.见:第四届全国地震工程会议论文集.1994
2林皋.地下结构的抗震设计.土木工程学报，1996(1)
3马险峰等.神户市地铁车站的震害及修复.铁道工程学报，1998(增刊)
4雷谦荣译.地震对地下洞室的破坏.地下空间，1992(4)
5傅冰骏.对我国岩石力学与工程学科发展的若干思考.见:面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩土工程，1998
6胡聿贤.地震工程学.北京:地震出版社，1989
7XuehuiAnetal.ThecollapsemechanismofasubwaystationduringthegreatHANSHINearthquake.
Cementandconcretecomposites，1997(17)
8Senzaisamataetal.Astudyofthedamageofsubwaystructuresduringthe1995HANSHINAWAJIearthquake.
Cementandconcretecomposites，1997(19)
给排水管道抗震设计范文4
【关键词】经济；抗震设防；钢筋混凝土；延性；
前言
整体结构的延性是由结构的延性、构件的延性、截面的延性、材料的延性组成的，要做成延性结构，使结构能有良好的延性，设计是前提，施工是关键，材料是基础，使用是保障。就其确保结构延性的重要性来说，据初步统计分析，设计占60%，施工占25%，材料占10%，使用占5%。
1 关键环节―――施工
要把好的设计落实到具体的工程实体中去，做出合格的工程，就只能靠施工。施工单位要与设计单位密切配合，在施工过程中使设计更臻完善。施工质量的优劣，最终混凝土强度等级的高低，材料代用的差别，养护能否及时等都会影响到工程质量。
在静力作用下，任何结构部位的超强设计施工都不会影响到结构的安全，但在地震作用下，某一部分的超强就可能造成结构的相对薄弱部位，就会影响到结构的安全和延性。所以在施工中要严格按照图纸施工，严格遵照规范规程的要求。在采用钢筋“等承载力”原则代换时，应意由于钢筋强度和直径的改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度，同时还应满足最小配筋率和钢筋间距等方面的构造要求。
2 基础环节―――材料
材料的延性是工程延性的基础，材料的延性影响着并且应当高于结构的、构件的、截面的延性。工程上对结构材料的性能有严格的要求。混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不低于C20；9 度时不宜超过C60；8 度时不宜超过C70。抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。普通钢筋宜优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋。普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用HRB400 级、HRB335 级热轧钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB335 级热轧钢筋。推广钢纤维混凝土，用于关键部位，可以较大幅度地提高混凝土的受剪、受压承载力，从而改善结构的延性。可以发展轻质高强的结构材料和非结构用材料，如高强混凝土、高强钢筋、轻质隔墙等。但应注意，采用高强混凝土时，应适当降低剪压比。试验已表明，与强度等级C40 的混凝土相比，强度等级为C70 的混凝土要获得同样的延性，其剪压比控制值应降低20%。
3 保障环节―――使用
一般钢筋混凝土结构的设计使用年限为50年。设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可达到其预定目的的使用年限，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用、一般维护下所应达到的年限。同一建筑中不同专业的设计使用年限不尽相同，如结构和地基基础、给排水管道、电气管线、外保温、室内外装修等均有不同的设计使用年限。当房屋建筑达到设计使用年限后，经过鉴定和维修，并重新确定设计使用年限后，仍可继续使用。
正常使用的结构在规定的设计使用年限内应能承受可能出现的各种作用（荷载、变形等）；应具有良好的工作性能，其变形、裂缝及振动等不超过给定的限值；应在设计规定的偶然事件（如地震、火灾等）发生时及发生后，结构表现出良好的延性，仅产生局部的损坏而不致连续倒塌；应具有足够的耐久性能，以保证结构能正常使用到规定的设计使用年限。正常使用应按设计文件要求：结构构件不得超载使用，结构构件不得长期带伤带病工作，不得拆改房屋的承重结构。对砌体填充墙的拆改增减应经原设计单位书面同意并备案后方可实施（现实生活中存在对已有房屋建筑拆改承重结构的情况，任意拆改增减砌体填充墙的现象更为普遍），因为砌体填充墙对结构的抗震性能有较大的影响，对结构的刚度和延性有较大的影响（与主体结构柔性连接影响小些，刚性连接影响大些）。有实测结果表明，有实心砖填充墙的框架结构，由于实心砖填充墙的刚度大于框架柱的刚度，其影响十分显著，实测周期约为计算周期的0.5―0.6 倍（对框架、框架剪力墙、剪力墙结构的影响不一样）。抗侧刚度的改变，自振周期的改变，作用于结构上的水平地震力就会改变。因此要求砌体填充墙的布置，在建筑平面上力求均匀对称，以免造成结构的偏心；在建筑竖向上应连续贯通，以免造成新的薄弱层和短柱、低矮墙、中高墙。总之，既要注意主体结构的不规则、不连续会引起的刚度突变，也要注意并避免非结构墙体（砌体填充墙）的不规则、不连续引起的刚度的突变，产生过大的应力集中或塑性变形集中。正常的设计，正常的施工，合格的材料完成的结构要想使用到设计使用年限，且在使用年限内能满足各种规定的功能要求，使结构具有良好的延性，正常条件下的使用和及时的检测维护是保障。
4 其他注意事项
实现多层及高层钢筋混凝土房屋的延性是一项十分重要的工作。我们要处理好结构的承载力、刚度、延性这三者的关系，使其能得到较为合理的匹配，既有必要的承载力、适宜的刚度，更有良好的延性。承载力是强度的体现，延性是变形能力的体现。一个结构，如梁承载力较低，延性较高，虽然破坏较早，但变形能力较好，可能不至于倒塌。相反，如果承载力较高，延性较差，尽管破坏较晚，但因变形能力差，可能会倒塌。刚度是指单位变形（位移、转角）所需要的力。结构、构件的刚度和承载力是相关的，一般来说，刚度大承载力也大，刚度小承载力也小。但是也要注意到，在地震作用下，地震力的大小不但与建筑物的质量有关，也与建筑物的抗侧刚度密切相关，抗侧刚度大，地震力大，抗侧刚度小，地震力小。结构的承载力、刚度、延性要均匀连续渐变，相互匹配。在抗震结构中，如果把地震动的三要素（地震动的最大振幅、频谱、持续时间）看做外因，把不同结构类型的不同结构体系的整体稳固性、多道的延性设防、结构构件和节点的强度、刚度、延性统一看作内因，那么在外因一定的情况下，内因就起着决定性的作用，尤其是延性的重要性至关要紧。正如同济大学沈祖炎（中国工程院院士、教授）所说：“实际震害调查结果表明，结构强度的不足不是导致结构破坏的主要因素，只要结构的强度在地震作用过程中能够维持，结构具有弹塑性变形的能力，结构就能在地震中得以幸存。”
我国现行规范没有给结构、构件的延性系数和耗能能力做出定量的规定，延性要求仅被当做结构抵御灾害性地震的安全储备，但规定了在大地震作用下各结构体系的弹塑性层间位移角的限制。钢筋是延性材料，混凝土是脆性材料，钢筋混凝土是弹塑性材料，钢筋混凝土结构的延性主要是靠钢筋的延性来实现的，而整体结构的延性是通过构件的延性和截面的延性来实现的。结构的延性是个很复杂的问题，涉及的因素太多，目前很难加以正确的定量确定。为保证结构有良好的抗震性能，多层及高层钢筋混凝土建筑结构的延性一般要求为U=3―6。
5 结束语
地震区的结构设计施工应经济合理，特别是对于我们这样一个发展中的人口大国要做到经济合理，更具有特殊的意义。改革开放这几十年，我们的国力虽然有了很大的提高，但我国的人均国民生产总值还不到美国的1/10，即使是我国东部发达地区，与美国的差距还是很大的。在这里延性工程就成为一个极为重要的问题。在传统的抗震方法中，大地震时主要是依靠结构自身屈服后的延性使结构不发生脆性破坏，裂而不倒。随着我国经济的快速发展及抗震设防思想的进一步完善和深化，以人为本的结构抗倒塌设计已经提到日程上来，对超规范的重大工程和有特殊要求的建筑结构已开展了性能设计，对常用的大量的建筑结构也正在逐渐向性能设计的方向发展，以实现建筑物的安全性和使用性的双目标，这就必将对工程的延性提出更高的要求。
参考文献
[1]GB50011- 2001，建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]JGJ3- 2002，高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.