臺(tái)泥、亞泥未受6.7級(jí)地震影響 水泥廠應(yīng)該如何防震（附方案）

　　中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)正式測(cè)定：4月18日13時(shí)01分在臺(tái)灣花蓮縣海域（北緯24.02度，東經(jīng)121.65度）發(fā)生6.7級(jí)地震，震源深度24千米。震中位于花蓮縣附近海域，距海岸僅1公里。

　　今年以來(lái)，臺(tái)灣共發(fā)生四級(jí)以上地震21次，其中4.0到4.9級(jí)15次，5.0到5.9級(jí)5次，6.0級(jí)以上1次，最大地震是本次地震。近一年來(lái)，臺(tái)灣共發(fā)生四級(jí)以上地震52次，其中4.0到4.9級(jí)41次，5.0到5.9級(jí)8次，6.0級(jí)以上3次，最大地震也是本次地震，同時(shí)也是臺(tái)灣2016年以來(lái)最大地震。

　　臺(tái)灣水泥和亞洲水泥在花蓮當(dāng)?shù)囟加猩a(chǎn)廠家。中國(guó)水泥網(wǎng)第一時(shí)間與對(duì)方取得聯(lián)系。在回復(fù)中，雙方均表示此次地震對(duì)于水泥生產(chǎn)未造成影響。另?yè)?jù)當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道，亞泥新城廠在地震后出現(xiàn)揚(yáng)灰情況，但經(jīng)亞泥確認(rèn)為水泥原料灰塵揚(yáng)起，機(jī)具皆無(wú)大礙。

　　據(jù)了解，臺(tái)灣歷來(lái)地震較多，臺(tái)泥和亞泥也一直將安全生產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)放在了工廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的突出位置，此生產(chǎn)線抗震能力強(qiáng)。

　　另外，據(jù)中國(guó)水泥網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，臺(tái)泥在花蓮擁有三條生產(chǎn)線，產(chǎn)能約680萬(wàn)噸。亞泥在花蓮地區(qū)也有三條生產(chǎn)線，產(chǎn)能在400萬(wàn)噸左右。

　　我們來(lái)看看水泥廠的抗震設(shè)計(jì)要怎么做？

　　抗震設(shè)防烈度9度與8度時(shí)水泥廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)比

　　在中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖中，設(shè)計(jì)基本地震加速度值≥0.40g、也就是抗震設(shè)防烈度為9度及以上的區(qū)域很少，我們的工作中也很少遇到在抗震設(shè)防烈度為9度及以上區(qū)域的工程。那么，在此烈度條件下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有何特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)的工程量與低烈度條件下有多大差別呢？我院在2011年同時(shí)承接了兩條規(guī)模相同的水泥生產(chǎn)線，分別位于抗震設(shè)防烈度為8度（設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.20g）和9度（0.40g）的地區(qū)，其中有些車(chē)間的尺寸及荷載相似，在此，筆者從結(jié)構(gòu)方案和工程量總結(jié)、對(duì)比了其中一些相似的車(chē)間，希望能對(duì)大家在遇到類(lèi)似的情況時(shí)有一些借鑒。

　　下面，筆者主要選擇了窯頭廠房（單層）和旋風(fēng)筒樓（多層）分別進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)構(gòu)計(jì)算程序采用PKPM，工程量也是由程序統(tǒng)計(jì)的。因兩工程的地質(zhì)情況不同，基礎(chǔ)方案不同，本文僅對(duì)比了兩車(chē)間的上部結(jié)構(gòu)。為簡(jiǎn)化，下文中將位于抗震設(shè)防烈度為8度區(qū)的工程簡(jiǎn)稱(chēng)為8度工程，將位于9度區(qū)的工程簡(jiǎn)稱(chēng)為9度工程。

　　1 窯頭廠房

　　1.1 廠房尺寸。廠房為單層，頂面高度為8.000m，柱底高度為-2.000m，平面尺寸參見(jiàn)圖1：

　　1.2 8度工程設(shè)計(jì)。此工程采用常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)方案，框架柱的尺寸從600x600~800x800mm。

　　1.3 9度工程設(shè)計(jì)。此工程如果仍采用與8度工程相同的框架截面，結(jié)構(gòu)的層間位移角將達(dá)到1/298，不滿(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011中第5.5.1條中規(guī)定的框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值1/550的要求，因此，需增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們對(duì)比了加大框架截面尺寸和設(shè)置抗震墻兩種方案，從對(duì)比的結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用設(shè)置抗震墻的方案工程量更省，我們最終的設(shè)計(jì)即采用了框架-抗震墻的方案，在下圖1所示位置設(shè)置了抗震墻，墻厚為300mm。所有柱截面尺寸均為600×600mm。

　　1.4 工程量及造價(jià)對(duì)比。上述兩種方案的對(duì)比見(jiàn)下表：

　　注：表中混凝土單價(jià)按860元/m3、鋼筋單價(jià)按6500元/t計(jì)算，下表相同。

　　2 旋風(fēng)筒樓

　　2.1 廠房尺寸。廠房的平、立面尺寸見(jiàn)圖2。兩工程的基礎(chǔ)埋深有些差別，其中：A軸基礎(chǔ)埋深相同，為1軸處-9.000m、3軸處-10.800m；其他軸處8度工程埋深均為-6.500m，9度工程埋深均為-3.500m。

　　2.2 8度工程設(shè)計(jì)。此工程采用常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)方案，框架柱的尺寸從700x900~1000x1200mm。

　　2.3 9度工程設(shè)計(jì)。在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011中第6.1.1條的表6.1.1中規(guī)定，9度時(shí)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度為24m，本廠房的高度已超過(guò)這一要求。因此，我們選用了框架-抗震墻的結(jié)構(gòu)方案，在B、C軸之間設(shè)置了抗震墻。

　　2.4 工程量及造價(jià)對(duì)比。上述兩種方案的對(duì)比見(jiàn)下表：

　　3 分析、總結(jié)

　　通過(guò)以上兩個(gè)廠房的對(duì)比，我們可以看到，對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)抗震設(shè)防烈度從8度提高到9度后，工程的造價(jià)會(huì)提高30％以上。根據(jù)我們以前搜集的資料，對(duì)于鋼筋混凝土抗彎框架，當(dāng)設(shè)計(jì)基本地震加速度值從0.05g提高到0.10g時(shí)，投資增加約1％；從0.10g提高到0.20g時(shí)，投資增加約6％，增加額并不大。這從我們以前的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也可以驗(yàn)證以上的數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)防烈度為7度時(shí)，采用與6度相同的框架截面僅配筋稍做增加，即可滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)要求；當(dāng)設(shè)防烈度為8度時(shí)，與7度時(shí)相比，配筋或截面及配筋稍做增加，也可滿(mǎn)足要求。通過(guò)本次9度工程的設(shè)計(jì)，我們注意到，對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)，無(wú)論是單層還是多層，框架的截面及配筋比8度條件下增加很多才能滿(mǎn)足抗震設(shè)計(jì)的要求。而較大的梁、柱截面有時(shí)會(huì)影響到建筑的使用或美觀，此時(shí)，應(yīng)考慮采取不同的結(jié)構(gòu)方案來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在此情況下，框架-抗震墻結(jié)構(gòu)是一個(gè)可選擇的方案。在本工程中，包裝車(chē)間（高度20.4m）、辦公樓（4層、總高13.5m）最終都是采用的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)。

　　在抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)，地震作用成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制作用，不僅是對(duì)框架結(jié)構(gòu)，對(duì)水泥廠中的其他結(jié)構(gòu)也一樣。例如，對(duì)于筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)筒倉(cāng)較高時(shí)，在地震作用下，筒壁內(nèi)會(huì)產(chǎn)生拉力，筒壁的豎向配筋不能再按構(gòu)造配筋，應(yīng)按計(jì)算增加豎向抗拉鋼筋；另外，有些庫(kù)在水平地震作用下產(chǎn)生的剪力已經(jīng)大于筒倉(cāng)支撐結(jié)構(gòu)的抗剪承載力，需要增加支撐結(jié)構(gòu)的截面或提高其混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)，結(jié)構(gòu)的工程量及造價(jià)較低烈度條件下有較大增加，本文通過(guò)實(shí)際工程做了一些對(duì)比、總結(jié)。由于筆者水平有限，有些方面可能并不全面，謹(jǐn)希望能通過(guò)本文給大家提供一些有益的幫助。