设计防震建筑，确保安全效果的活动方案

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汶川地震建筑震害调查

震后应急评估——专家组在四川负责检测评估的建筑主要分布在都江堰、绵阳、德阳等城镇地区。截至2008年5月28日，累计检测评估建筑约800万平方米，其中公共建筑约占50％，住宅小区约占50％。

城镇及周边地区建筑损坏总体情况

严重损坏的建筑约占10％

中等损坏的建筑约占40％

轻微损坏的建筑约占50％

评估结论：符合“抗震规范”的建筑基本上没有严重损坏或倒塌。
注：现在我国实行的是《建筑抗震设计规范》国家标准（GB50011—2010），于2010年12月1日起施行。原《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）已废止。

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从抗震性能看房屋建筑的工程抗震设计

地震的危害性非常大，建筑物的抗震性能就显得尤为重要。目前我国抗震设计的目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。即当地震烈度小于设防烈度时，房屋应基本完好；当地震烈度大于设防烈度时，房屋建筑即使产生较大破坏，也应保证不出现即时的垮塌，以使人员能够有逃生的时间。

1.请查阅我国建筑结构的相关资料，填写下列空格。

◆我国目前房屋建筑的结构形式主要有：以砖石为主要建筑材料的________结构；以钢筋混凝土为主要建筑材料的________结构、钢筋混凝土框架——________结构____、____结构；以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的________结构。其中，住宅多为________结构；公共建筑由于需要较大空间，一般为______________结构。

2.连线题

◆请用线将建筑结构和对应的房屋类型连接起来。

3.我国建筑抗震设防的目标是（　）

A.小震不坏　B.中震不坏　C.中震可修

D.大震可修　E.大震不倒

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抗震等级分类

本次建筑结构专家赴四川协助抗震救灾主要工作是进行房屋建筑震后安全检查。根据当地有关部门要求，按震后建筑结构的破坏程度被分为四个等级：

（1）可以使用，即结构的承重结构基本保持完好，少量非结构构件损伤，继续使用不会引起承重结构的破坏，损伤的非结构构件不会造成对生命和财产的威胁；

（2）加固后使用，即承重结构发生一定的损伤，部分非结构构件破坏，继续使用可能将会引起承重结构的损伤加大，或是剩余的非结构构件不稳定，对生命和财产产生威胁；

（3）停止使用，即承重结构发生严重损伤，仅能保持自身结构稳定，不能继续使用；

（4）立即拆除，即承重结构发生非常严重的损伤，随时可能发生倒塌。

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砌体—木屋架结构的震害

砖混结构的震害

框架—砌体混合结构

框架结构的震害情况

绵阳新益大厦（承重结构没有损坏，少量围护结构有细小裂纹）

绵阳九洲体育馆

江油体育馆

伸缩缝处碰撞破坏

鞭鞘效应造成顶部突出物结构破坏

装饰构件破坏

圆形填充墙破坏

1.请根据以上图片，查阅相关资料，判断哪种结构受到地震的损失最重，哪种结构受到的地震损失最轻，并写出判断依据。

______________________________________________

2.位于坚硬场地上，震害较重的建筑物是（　）。

A.柔性建筑物　B.刚性建筑物

C.多高层框架　D.超高层结构

3.对于下列常见的建筑结构类型，抗震性能最好的是（　）。

A.现浇砼结构　B.配筋砌体结构

C.预应力砼结构　D.砌体结构

◆我们在探究过程中遇到的困难是：____________________________________

◆我比较欣赏小组内________同学的表现，理由是：_______________________

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世界抗震建筑

2013年4月20日8时2分在四川省雅安市芦山县（北纬30.3度，东经103.0度）发生7.0级地震，震源深度13千米。除了对逝去同胞的缅怀和对伤者的祈福，这次地震还给城市建筑设计敲响了警钟。从全球的重大地震灾害调查中发现，95％以上的人命伤亡都是因为建筑物受损或倒塌所引致的。探讨建筑物于地震中受损倒塌的原因，并加以防范，从工程上建造经得起强震的抗震建筑是减少地震灾害最直接、最有效的方法。下面我们浏览一下世界各国抗震建筑设计：

希腊智能减震屋

美国滚珠大楼

日本抗震民居

英国抗震建筑

日本抗震大楼

日本弹性大楼

可漂浮的抗震房屋

中国古代抗震建筑（整体浮筏式基储斗栱、榫卯）

应县木塔

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◆请结合以上图片，利用互联网查阅相关资料，回答下列问题。

1.请任选一个抗震建筑，简述一下其抗震原理。

______________________________________________

2.以上抗震建筑________（国家）最多，请简要说明该国抗震建筑居多的原因：____________________________________________________________________

3.以上建筑你认为性价比最高的是哪个？请简述理由。

______________________________________________

◆互动反馈

我们小组对上述问题的探究意见一致和不一致的内容是：____________________

◆我比较欣赏小组内________同学的表现，理由是：_______________________

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中国、日本地震中的学校建筑

★中国地震中的学校建筑

“5·12”汶川大地震突袭而来，造成了大量人员的伤亡和经济财产的损失。其中，许多中小学教学楼（以下简称教学楼）倒塌，众多学生遇难，未倒塌的教学楼也都受到了不同程度的破坏，震中60％以上的教学楼成了危房，需要拆除重建。倒塌的教学楼或未倒塌的危楼几乎都是砌体结构。砌体结构是一种脆性结构，其抗拉抗剪能力低，而教学楼多为两道纵墙，一道横墙，另加一外挑走廊。横墙间距为教室的长，纵墙间距为教室的宽，纵墙因采光需要，开洞较多，而且不均匀，在强烈地震作用下，这种砌体结构更易发生脆性剪切破坏，导致房屋的整体破坏和倒塌。

★日本学校建筑抗震设计

日本是一个地震多发的国家，每年发生有感地震1000多次，全球10％的地震均发生在日本及其周边地区。近年来，日本不断加大城市防震减灾的新技术开发，探索城市综合减灾的新思路。不仅如此，日本在建筑抗震、防火等安全性方面的规定复杂而严格。(www.xing528.com)

日本防震有一个基本原则，就是“学校是第一避难所”，所有的房子都可以倒，学校的房子不能倒。日本政府从1923年的关东大地震中吸取了教训，以“学生的生命维系着国家未来”为最高原则，规定学校教学楼必须使用钢筋混凝土结构。

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1.日本学校建筑抗震设计对我国中小学教学楼构建的启示是（　）。

A.确立防震减灾工作以预防为主

B.严格规划选址，避免场地对房屋的不利影响

C.严格执行现行抗震技术规范，坚持抗震审查制度

D.加强房屋抗震设计，注重房屋结构选型

E.未达到现行抗震设防标准的既有建筑，要制定抗震加固计划

2.建筑外形设计力求简单化

平整简单的外形有助于抗震能力的增加。如果建筑外形过于怪异复杂，平立面不规则，传力体系复杂甚至需要多次结构转换，影响了建筑抗震，也增加了建筑造价。日本建筑大多“外观形式简单，结构形式简洁”，主要考虑抗震需要。抗震设计专家们的共识是：外观设计中，尽量不要有凸面。三角形、四边形的外观，建筑抗震效果比较好。

◆请根据以上材料，完成下列练习。

（1）抗震设计时，不应采用下列何种方案？（　）

A.特别不规则的建筑设计　B.严重不规则的建筑设计

C.非常不规则的建筑设计　D.不规则的建筑设计

（2）为什么要限制钢筋混凝土房屋的高宽比，下面说法正确的是（　）

A.高宽比越大，结构的侧移越大。

B.高宽比越大，结构的稳定性越差。

C.高宽比越大，结构越容易倾覆。

D.高宽比越大，地震时，一侧柱可能会出现拉力，另侧可能出现过大压力。

E.高宽比越大，结构的地震作用越大。

3.学校建筑隐患探究活动

◆汶川地震，最惨痛的画面是无数幼小的身影被埋葬在教学楼倒塌的废墟中，学校已经成为本次地震造成大规模群死群伤的首冲之地。多少天真童稚的笑容已随风逝去，那本是每一个家庭的希望和祖国的未来。于是中小学建筑质量问题受到广泛关注，人们在声讨“豆腐渣”工程的同时，也纷纷呼吁“将学校建成最安全的地方”“将学校建成避难场所”“建震不垮的学校”。抗震专家周锡元院士建议：对学校、医院等人口密集、人群自救能力差的地方，提高标准，加强抗震能力，赋予紧急避难场所的功能。周锡元教授说，学校在抗震方面存在几个先天缺陷：一是房间大。相对而言墙的面积就小，墙面支撑作用不足，抗震能力就减弱；二是窗户大。教学需要良好的光线，采光使用大面积的窗户设计，相应地使得墙的面积大大缩减；三是走廊设计不到位。单面、外廊的走廊设计，多由柱子支撑，若教室两边都是走廊，在纵向上一间教室就只有前后两面墙抗震，两边柱子的作用则很弱。

映秀漩口中学遗址

◆请结合以上材料，以小组为单位，针对自己学校的建筑进行调查探究，分析本校建筑中存在哪些建筑隐患？请采取文字和图画相结合的方式进行记录。

4.走进最美图书馆

◆嘉定公共图书馆、文化馆为嘉定新城区重要开发项目之一，融合了建筑设计，与嘉定民风淳朴、文风鼎盛、风光秀丽、人杰地灵的特色结合，将江南水乡书院的风格概念从室外延伸到室内。

◆主要材料：天然橡木地板、灰色雅光玻化地砖、黑色钢板柱子、圆铁管灯、部分石材面板

◆奖项：美国“Interior Design”竞赛2013年度最佳机构：公共图书馆

嘉定图书馆新馆

◆请采用网络搜索或实地调查等方式走进最美图书馆，根据课堂所学，指出图书馆有哪些防震隐患，请任选一处具体分析并说明理由。

防震隐患有：________________________________________________________

理由是：_____________________________________________________________

◆互动反馈

我们小组对上述问题的探究意见一致和不一致的内容是：__________________________________________________________________

◆我比较欣赏小组内________同学的表现，理由是：_______________________

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防震抗震，楼梯安全设计很重要！

★地震时，楼梯与大楼摇晃的频率不同步，结构发生不断的碰撞，在楼梯上的人，很有可能会被台阶割伤，这种毁伤也是很恐怖的，而且人群惊恐地挤在楼梯上，除了会踩踏，楼梯可能会承受不住而坍塌。所以地震逃生后，要远离楼梯。

★鉴于楼梯在水平地震作用下的“斜撑”效应，当楼梯参与结构整体受力时，将出现楼梯构件（楼梯板、楼梯梁、楼梯柱）受力复杂的情况，对楼梯的承载力造成极大威胁。所以应加强对楼梯间抗震安全性的重视，把楼梯间建成地震时逃生避难的“安全岛”。

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楼梯设计注意事项探究活动

◆汶川地震震害表明，多层框架结构（特别是幼儿园、中小学建筑）的楼梯间遭受了严重的破坏，这是人员未能及时安全撤离、造成重大人员伤亡的主要原因之一。有些楼梯因梯梁扭转破坏，有些因梯柱剪切破坏，而有些楼梯是多种应力作用下破坏的，因此平台梁、平台板和梯板仍然按简支梁（半嵌固）受弯构件设计以及梯柱按轴心受压构件设计是不安全的，不考虑楼梯间构件对主体结构的影响是不合理的，甚至会导致安全事故。

◆请结合以上材料，以小组为单位，进行楼梯设计注意事项调查探究活动，并将结果写下来。

______________________________________________

◆下面请你作为小小调查员，针对我校的楼梯使用情况进行调查探究活动，并完成下列表格。

________中学楼梯使用情况调查表

◆互动反馈

我们小组对上述问题的探究意见一致和不一致的内容是：_________________________________________________________________

◆我比较欣赏小组内________同学的表现，理由是：_______________________

◆综合学习

以上方法你学会了吗？请你对居住的小区进行一次居民建筑地震隐患调查探究活动吧！请把结果记录下来，课上以小组为单位，进行交流活动。

防震隐患有：_________________________________________________________

可能有效的改进措施：_________________________________________________

◆下面邀请你所在小组作为未来的建筑师团队，为我校设计一栋防震的图书馆，请根据小组同学特长，做好小组分工，分别从以下几方面内容阐述你们团队的设计理念，并绘制相应蓝图。

小组分工：___________________________________________________________

团队总工程师：________

硬件设计师：________、________、________

软件设计师：________、________、________

蓝图绘制师：________、________

文案设计师：________

设计推广师：________

建筑材料：___________________________________________________________

建筑结构：___________________________________________________________

建筑风格：____________________________________________________________

装修风格：___________________________________________________________

防震特色：___________________________________________________________

设计蓝图（可另附纸张）

◆互动反馈

我们小组在探究活动中遇到的困难：____________________________________

解决办法有：_________________________________________________________

◆我比较欣赏小组内________同学的表现，理由是：______________________

活动评价表

评价等级：优、良、中、差