框架结构在汶川5_12大地震中的震害分析及抗震启示
框架柱震害分析
【 文献标识码 】 Ａ
重者混凝土压碎崩落 ， 内箍 筋拉 断 ， 筋压屈 外 凸呈 灯笼 柱 纵
状 ， 部梁 、 上 板倾 斜 。
柱底端的受力状态与柱顶相似 ， 由于其箍筋 一般 较密 但 （ 处在柱 的箍筋搭接接头加密箍筋段 ） 故震害相对较轻 。如 ， 图 ２ 在都 江堰 沿山别 墅群中 ， ， 建筑的底层柱子上下两端均出
圈 １ 梁柱 节 点 破 坏
容易形成塑性柱机构 ， 柱会 发生整体倾斜 或者倒塌。 柱的整体破坏 主要发 生在底 部框架 结构 中。在汶 川地
震 中， 出现了多起 因柱子 破坏 导致房屋 整体 倾斜 ， 至 出现 甚 了底层完全垮塌 ， 造成 的破坏 十分严 重。该种震 害类型的原 因是上部砖 混结构部分 纵横墙 较 密 ， 仅重 量大 ， 不 抗侧 移刚 度也大 ， 而底 框 部分 开间 大 ， 纵横 墙数 量较 小 ， 抗侧 移 刚度 小， 这就形成了“ 上刚下柔” 的结 构体 系。地震 位移 反应 相对 集中于底层 ， 会引起底 层框 架柱发 生剪 切破 坏或弯 曲破 坏 ，
破坏 区框 架柱 的破坏 ， 将框架柱的破坏分为整体破坏 、 柱端破 坏和短 柱破 坏三种类型。文章分析 了三种破坏
形 式 的原 因 ， 结 了框 架 结 构 中框 架 柱 的 破 坏 特 点 ， 期 为将 来框 架 柱 的 抗 震 设 计提 出建议 。 总 以
【 关键词】 汶川地震； 框架柱； 震害 【 中图分类号】 Ｔ ３２１ Ｕ５．
震能量 出现柱端塑性铰接 ， 再 最后结构倒 塌破坏 ） 。一旦柱 铰率先出现 ， 则结构 直接进 人可变 机构 体系 ， 很容 易直接 发
生 倒 塌破 坏 ， 谈 不 上 延 性 耗 能 了 。 更
从汶川地震看框架结构设计中抗震设防要点
从汶川地震看框架结构设计中抗震设防要点通过2015年度工程类继续教育培训，老师生动的讲述了汶川地震震后一些特殊典型破坏的案例，使我对建筑结构抗震设计有了更直观和深刻的认识和了解！下面简单谈谈我对本次继续教育的认识和收获！2008年5月12日，我国四川省汶川县发生8．0级特大地震，震中烈度11度，当地建筑遭受严重破坏并造成巨大的人员伤亡和财产损失。
震后，大量的科研工作者及一线设计人员多次深入地震灾区，开展震害调查及震后修复工作。
并结合地震灾害情况，对我国现行的建筑抗震设计规范进行了完善，为日后的工程设计提供更可靠的安全保障。
从本次震害的整体情况来看，经过抗震设防，特别是在1990年后设计建造的建筑整体表现良好，即使在极震区实际烈度高出抗震设防烈度3度～4度（地震动强度超出预计的10倍）的情况下，仍有较多建筑虽受到中等至严重破坏，但未倒塌，达到了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标。
1框架结构典型震害实例1）柱的破坏。
柱是框架结构的竖向主受力构件，柱的破坏将直接导致整个结构的破坏。
设计中对柱进行必要加强，使梁柱结构形成强柱弱梁，是结构设计中必须重视的一个基本概念。
从震害情况来看，抗震设计要求钢筋混凝土结构的“梁铰机制”没有出现，而是出现了大量的“柱铰”。
显然因楼梯平台使该框架柱形成短柱，且箍筋不足，在复杂的地震力作用下，最终使柱受剪破坏。
2）梁的破坏。
梁是结构水平承力构件，板上的荷载通过梁传递给柱，一旦梁破坏，楼板将遭到破坏而退出工作。
调查发现，地震对楼梯间的破坏相对较重。
楼梯间作为地震疏散的通道，一旦发生破坏，人员疏散几乎不能实现。
楼梯间在地震时，受力比较复杂，作为设计人员，必须清楚楼梯间在地震中的重要性，适当加强楼梯间的构造措施。
新版规范也对楼梯间构造要求进一步加强。
3）节点破坏。
经过对震害的分析发现，在框架结构的破坏形式中，节点的破坏是非常严重的。
4）良好设计的房屋。
震害调查结果显示，即使在强震区，只要严格按照抗震设计标准进行设计，保证抗震构造措施，确保施工质量的框架结构房屋完全能够满足地震区的抗震设防要求。
5·12汶川地震底框砖房震害启示
摘 要 ： 底框 砖 房 是 指 底 部 一 层 全部 或部 分 结 构 体 系 采 用 钢 筋 混 凝 土 框 架 、 部 多 层 采用 砌 体 结 构 的 混 合 结 上
构体系． ５・１ ２汶川 大地 震 灾 区该 类 建 筑 应用 非 常广 泛 ． 于灾 区广 泛 的 调 查 成 果 ， 类 总 结 了 汶 川 地 震 中 底 基 分
灾严重 ， 大量建 筑物倒 塌或 严重破 坏．
房屋 建筑 的倒塌 和破坏是 造成人 员伤 亡惨 重 的主 要 原 因之 一．震后 调 研表 明 ， 引起 大 量建 筑 物倒 塌 或严重破 坏 的原 因除地 震烈 度高之 外 ， 构设 计 不合 理 或施 工 质量 缺 陷等 问题 也 不可 回避 ．底框 或 结
震 设防 的底框砖 房 ， 强烈地 震作用 下底层 弹塑 性变形集 中和破坏集 中现 象非常普 遍． 在 现行《 建筑结 构抗震 设计规 范 》 ０ ｌ一０ ｌ ＧＢ ５ ０ ｌ２ ０ — 对底 部框架一 抗震 墙房 屋的结 构 布置 提 出了下述 要 求 ：１ 房屋 的底部 ， 沿纵横两 方 向设 置一定 数量 的抗 震墙 ， 应均 匀对 称 布置 或基 本 均 匀对称 布 置 ； （） 应 并
２１ ０ ０年 ６月
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ００
５・１ 川地 震底 框 砖 房震 害启示 ２汶
李碧 雄 邓 建辉 王 哲 ， ，
（． １ 四川 大 学 建 筑 与环 境 学 院土 木 系 。 四川 成 都 ６ ０６ ；． 川大 学 水 利 水 电 学 院 ， １０ ５ ２ 四 四川 成 都 ６０ ６ ） １ ０５
部 分底框砖 房是 汶川地震 灾 区应用较 为广泛 的一种 结构 型式 ， 其是城 镇 的临街建筑 ， 了获得较 大的 尤 为 商业 空间 ， 底层 采用 钢筋 混凝土框 架或在 临街 面部分 采用钢 筋混凝 土梁 柱承重 ， 上部住 宅对空 间要求 较 小而采 用砌体 结构 ．该 种类型 的建筑 物在地震 中受 损非 常严重 ， 如都 江堰荷 花池小 区 ， 大批 底层框 架砖 房房屋 完全坍塌 ， 现出较差 的抗震 性能 ． 表 现 有的关 于底框砖 房 的研究成 果主 要集 中于薄 弱 层 问题 和上 下层 刚 度 比值 问题 ．刘 航 等［ 认 为 ， １ 由于刚度 突变 ， 强烈地震 作用 下底层 易产生 变形集 中， 因而提 出 了在底 层用劲 性钢筋 混凝 土剪力墙 替代 普通 钢筋混 凝土剪 力墙 的设想 ， 并进行 了对 比模型试 验．刘雁 等 于 ２ ０ ０ １年完成 了 ］ ５比例 的底框 砖 ／ 房模 型振动 台试验 ， 试验 显示 ， 过渡层 出现 明显 的“ 变形 集 中” 的问题 ， 架柱 与 上部砖 混 构 造柱 交接 处 框 的角柱 节点 的破坏尤 其严 重 ， 部 四层砌 体结 构有整 体倾倒 的危 险．高小 旺 的系列 研究Ｅ５表 明 ， 建 上 ３］ － 按《 筑抗震 设计规 范 ） Ｊ１ －９。 计 的底 框砖房 ， ） 一ｌ８ ＧＢ 设 薄弱层 有 可能转 移至上 面砌体结 构楼层 ， 遇“ 震” 罕 大 作 用下， 当结构有 明显 的薄弱层 楼层 时 ， 弹塑性 变 形集 中的现 象 非常 突 出．唐 山地 震震 害 表 明 ， 经抗 其 未
多层框架结构填充墙震害分析——“5·12”汶川地震郫县某高校教学实验楼填充墙震害考察及分析
洞边角部位一般出现延 伸 的斜裂缝 ，宽度 由边 角部位最 大
逐渐延伸减小。
层框架结构填充墙的抗 震加 强的若干 建议 措施 ，供 相关技 术人 员参考。
３２ ． 施 工 方 面
２ 填 充墙震 害描述
２ １ 填 充墙 局 部 破 坏 特 征 ．
经震害调查 ，该教学 实验楼框 架梁 柱基本 完好 ，填 充 墙 的震害主要表现为出现不 同形式的荷载 裂缝 ： （ ）竖 向裂缝 ，填 充墙 与框架柱脱离分开 （ Ｉ ４ ； Ｉ 图 ～ ） （ ）水平裂缝 ；一般沿灰缝错开 （ ５ ） ２ 图 、６ ；
（ ） 斜 裂 缝 ，此 种 裂 缝 的 出现 率 最 高 （ ７～１ ） ３ 图 １ 。斜 裂缝 出现 的 形 式 ，有 的 是 沿 灰 缝 出 现 ，即 灰 缝 错 开 ， 而 空
填充墙 的砌筑质量 以及 与框架 梁柱之 问的 拉结 措施决 定 了本身的破坏程度 Ｊ 。 （ ）墙体施工质 量差 ，砂浆强 度等级 过低 ，灰缝 不够 １ 饱满。只有当砌块 的强度低 而砂浆 的强度 较高 ，砌体才 会 被拉断表面出现裂缝 。如 图 （ ２ ３ １ 、１ ）所示 ； （ ）填充墙 没有 钢筋 与框 架拉 结 ，或者拉结不 能满 足 ２ 地震 时的要求 。填 充墙 用空心 砖砌筑 ，由于空心砖 的竖孔 的影 响 ，拉结钢筋无法设置在上下两层砖 之间的砂浆 内。
心砖 未被拉 断 ，再 有就是横 穿过空 心砖 出现 ，即灰缝未 错 开而空心砖 出现破坏 （ １ ） 图 ２ ，或者 两种破 坏形式 同 时出
现 （ １） 图 ３；
（ ）螺旋状裂缝 （ １ ） ４ 图 ４ ；
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析耿栋合肥工业大学土木与水利工程学院，研2012级15班，2012110857摘要：本文结合5.12汶川大地震，介绍了钢筋混凝土框架结构在地震中的震害情况，从房屋整体垮塌、房屋整体严重歪斜、房屋部分楼层垮塌、房屋部分集中垮塌四个方面介绍了框架结构整体震害现象, 从框架柱、梁、填充墙等破坏介绍了框架结构构件震害现象。
并从结构平立面布置、结构体系和结构构件等方面初步分析了钢筋混土框架结构破坏的主要原因。
最后对如何加强框架结构的抗震构造措施提出了建议。
关键词：汶川地震；钢筋混凝土框架结构；震害情况；震害分析；抗震措施1.框架结构震害情况调查四川地震区中的多层和高层房屋建筑大多数采用钢筋混凝土结构，框架结构应用居多。
震害表明，多层和高层钢筋混凝土房屋具有足够的强度，良好的延性和较强的整体性，经过合理的抗震设计，采用此类结构是可以保证安全的。
此次调查的德阳、绵竹、什邡、都江堰等重灾区的框架结构和框架－剪力墙结构的主体结构震害较轻，未见主体结构整体坍塌。
但填充墙体和围护结构的震害比较严重。
特别是框架结构，填充墙体开裂严重。
通过增设构造梁、柱，加强维护墙体与主体结构的连接，可以有效减轻非结构构件的震害。
钢筋混凝土框架结构具有较好的抗震性能，在地震时遭受到的破坏比砌体结构的震害轻得多。
但如果设计不当、缺乏合理有效的抗震措施或施工质量不良，多层和高层钢筋混凝土框架结构建筑也会产生一定程度的震害，部分结构构件会发生严重的破坏。
其主要表现在以下几个方面。
1.1框架结构整体破坏1.1.1 房屋整体垮塌型填充墙普遍倒塌，房屋的柱子几乎全部折断或压断，因柱子破坏导致房屋整体倾倒，楼屋盖叠落在一起，房屋全都一塌到底，整栋房屋彻底倒塌。
下图所示为位于断层附近的北川县城曲山镇某钢筋混凝土框架结构的破坏形态就属于这种类型。
框架结构的柱子几乎全部折断，房屋整体失稳，几乎完全倒平。
1.1.2 房屋整体严重歪斜型填充墙普遍损毁，房屋部分底层或下层数层失稳倒塌，柱子毁坏，而顶层或上层严重破坏，顶层或上部楼层框架落下并有局部倒塌，呈整体倾斜状态。
汶川地震建筑震害调查分析
汶川地震建筑震害调查分析发言者：叶列平前面听了那么多精采的报告，下面我就这次汶川地震中的框架结构中的很多问题做一些探讨。
这个图片是一个小学，这个是有外廊的，有构造柱的，这种新的抗震规范设计的楼多了一个抗震的层次，性能就比较好。
所以对于未考虑设防的砌体结构，基本都是唐山地震的重复，按照89规范以后设计的，采取圈梁和构造柱措施的砌体结构，大多震害比较轻，很少发生脆性破坏而倒塌，因此砌体结构主要是如何落实抗震规范执行的问题，特别是落实圈梁和构造柱抗震措施，需要进一步研究的工作可能并不多。
主要是落实的问题，设计、施工、执行规范的力度问题。
框架结构的震害问题很多，前面有很多的介绍，最主要的问题是填充墙破坏严重，未实现强柱弱梁。
框架结构的震害大概有这么几个问题，一个是维护墙和填充墙的严重开裂和破坏，填充墙造成短柱剪切破坏，柱剪切破坏，梁柱节点破坏等等。
这是填充墙破坏的照片，不多说了，会造成一定的人员伤亡，造成恐惧的心理，修复工作量很大，费用很高，规范对可修没有明确定义，这是错层造成短柱剪切破坏的照片，其实只要预留缝就可以解决这样的问题，对于这样没有办法避免的短柱，可以采用连续箍筋约束混凝土的办法增强，这个是连续箍筋约束混凝土的柱子，这个是一根钢筋，施工其实也很方便，这是非常好的一个已经成熟的技术，但是在我们国家一直推广不开，不知道什么原因，钢的外套管的柱子的问题，概念很简单，这是箍筋约束混凝土，可以防止外面的保护层脱落，可以很容易的提供有效的约束，并且还可以作为模板用，这个钢的外套和钢板混凝土概念不一样，只是在柱身这一段里面有一个钢的外套管，这个延性很好，可以防止短柱的剪切破坏。
相关的研究还不是很多。
这是柱的各种各样的剪切破坏的情况，这个照片也是一个有代表性的，箍筋不少，但是都放在了底下，这个是偷工不减料，这是施工管理的问题。
强剪弱弯的问题，即使柱端先发生弯曲破坏形成塑性铰，巨大的轴压易使混凝土压溃，严重削弱柱端抗剪能力。
汶川地震后对我国结构工程抗震的几点思考
汶川地震后对我国结构工程抗震的几点思考2008年5月12日，汶川地震震中位置位于四川省汶川县映秀镇，以7.8级的地震破坏性震级，引发全球轰动。
这次地震对于我国的结构工程抗震技术提出了极大的挑战，也在事后推动了整个行业的技术发展，以下是一些有关我的思考。
1. 提升结构工程标准的紧迫性在地震中，很多房屋、建筑物的结构出现了大面积的破坏，主要原因是它们的抗震能力并不足够强。
因此，在提升结构工程标准上，我们需要重新审视、改进建筑材料和制造技术，探索可能的新颖方案，使得结构设计更为科学合理。
同时，政府也应当出台更为严格的建筑法规，以保证建筑物在抗震性方面的安全性。
2. 创新设计理念对于地震来说，抗震设计的核心在于保持建筑物的稳定，使建筑物在地震中不会倒塌，从而保护人员的生命安全。
在这方面，如何创新设计理念，加强对于建筑物的稳定性控制，是一个极为重要的关键点。
例如，在现代建筑设计中，可以更为注重“墙走框架”的设计理念，来增强建筑物的整体稳定性。
3. 推广PPP模式在未来的结构工程抗震设计中，还可以考虑采用PPA（公共-私营-合作）这种趋势，根据市场环境的变化和重点领域的需要，打通公共和私营投资的瓶颈，以突破传统设计框架，实现防震装置的多方面发展。
只有这样的话，我们才能够以更加理性、高效的态度来推动建筑抗震技术的不断进步。
4. 积极推广新建筑材料除了对于既有建筑物进行改进，对于新建筑物的材料也需要进行优化。
随着科技的发展，新材料受到了越来越多的关注，如智能混凝土、化学改性结构软料等等，这些新型材料在抗震方面的性能也值得期待。
唯有这样，我们才能够更加有效地抵御地震的袭击。
结语我国结构工程抗震技术研究面临的挑战，深刻反映出当前抗震领域的一些主要问题。
作为工程建设中的核心技术，抗震在不断地优化和进步，我们在不断挑战自己的同时，也需要加强与国外的信息交流、吸纳先进的理念和技术，并融合到国内社会实践中去，从而更好地推动我国结构工程抗震技术的持续发展。
框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析
框架结构抗地震倒塌能力的研究汶川地震极震区几个框架结构震害案例分析一、本文概述本文旨在深入研究框架结构在地震中的抗倒塌能力，特别是在汶川地震极震区的实际震害案例分析基础上，探讨框架结构的抗震性能和失效机制。
汶川地震是中国历史上一次具有极大破坏性的地震，其极震区的震害情况尤为严重，为我们提供了宝贵的震害数据和实际案例。
本文通过分析这些案例，旨在提升对框架结构抗震性能的理解，为未来的抗震设计和防灾减灾提供科学依据。
文章首先将对框架结构的基本特性和抗震设计原理进行概述，为后续的分析和讨论提供理论基础。
随后，将详细介绍汶川地震极震区的几个典型框架结构震害案例，包括震害现象、破坏程度和影响因素等。
通过对这些案例的深入分析，我们将揭示框架结构在地震中的倒塌机制和薄弱环节，探讨现有抗震设计方法的优点和不足。
在此基础上，文章将进一步研究提高框架结构抗地震倒塌能力的有效措施和方法。
结合震害案例的分析结果，我们将探讨如何优化框架结构的抗震设计，提高结构的延性、耗能能力和整体稳定性。
还将关注新型抗震材料和技术的应用，以期在未来抗震设计和防灾减灾工作中取得更好的效果。
本文将对研究成果进行总结，并提出对未来研究方向的展望。
通过本文的研究，我们期望能够为提升我国框架结构抗震性能提供有益的建议和参考，为保障人民群众生命财产安全做出积极贡献。
二、框架结构的抗地震倒塌能力分析框架结构作为一种常见的建筑结构形式，其抗地震倒塌能力一直是工程界和学术界研究的重点。
在汶川地震极震区的震害案例分析中，我们可以发现，框架结构的抗地震倒塌能力受到多种因素的影响，包括结构设计、材料性能、施工质量、地震动特性等。
从结构设计的角度来看，合理的抗震设计是提高框架结构抗地震倒塌能力的关键。
在汶川地震中，一些遵循了现行抗震设计规范的框架结构表现出了较好的抗震性能，能够在地震中保持结构的整体性和稳定性。
然而，也有一些框架结构由于设计上的不足，如结构布置不合理、节点连接不牢固等，导致在地震中出现了严重的破坏甚至倒塌。
5.12汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告
“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告----“5·12”汶川地震房屋震害研究专家组2008年5月12日14时28分，四川省汶川县境内发生了里氏8.0级特大地震，地震造成重大人员伤亡和经济损失。
地震发生后，在国家建设部等有关部委支持下，在四川省委、省政府的统一部署下，四川省建设系统和地震系统迅速组织相关专家和工程技术人员前后共计2500余人次，持续时间达2个多月，深入灾区开展地震震害调查、房屋安全应急评估、专项房屋结构技术鉴定和技术人员培训等工作，掌握了较丰富的房屋震害第一手调查评估资料。
根据国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》第22条的规定：县级以上人民政府应当依据各自职责分工组织有关部门和专家开展地震活动对相关建设工程破坏机理的调查评估，为改进建设工程抗震设计规范和工程建设标准，采取抗震设防措施提供科学依据。
按照省委、省政府的指示要求，省建设厅、省地震局组织成立了专家组，在已掌握的第一手调查评估资料的基础上，针对本次地震对房屋建筑的震害情况进行了较深入的分析研究，得出了如下初步结论和建议。
一、震害分析（一）对导致房屋破坏的本次特大地震特点研究表明：1、此次地震能量巨大、烈度超强。
本次8.0级特大地震发生在青藏高原东边缘的龙门山断裂带上，是该断裂带千年不遇的特大地震。
8级地震释放的能量为7级地震的32倍。
据有关资料介绍，在汶川卧龙获取的峰值加速度记录达0. 9g（地震烈度10度强），在江油获取的峰值加速度记录达0.7g（地震烈度接近10度）。
此次地震所产生的峰值加速度大于0.4g（地震烈度9度）的区域尺度达到350公里，震中烈度高达到11度。
如此巨大的地震造成地面大量工程建筑倒塌，引发了数以万计的山体崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害，形成了众多堰塞湖，造成巨大的人员伤亡和经济损失。
2、此次地震震源深度浅、破裂长度大、震害范围广。
本次地震震源发生在地表以下19千米处，所产生的地面运动十分剧烈，地震破裂面从震中汶川开始向北偏东49度方向传播，破裂长度达240千米，破裂过程可明显分成相互连贯的若干个破裂事件，每个破裂事件相当于一次7.2～7.6级的地震，造成的地震震害面积达44万平方公里，涉及四川、甘肃和陕西3省237个县、市。
汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策_薛彦涛
[文章编号] 1002-8412(2009)05-0093-08汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策薛彦涛,黄世敏,姚秋来,葛学礼,曾德民,尹保江,荣维生,于 文(中国建筑科学研究院抗震所,北京100013)[摘 要] 汶川大地震造成了部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,震害包括结构的整体倒塌、部分倒塌、薄弱层倒塌、底层柱的柱顶和柱底的弯曲破坏、短柱的剪切破坏、框架梁端的弯曲破坏等等;此外原先抗震设计时不被注意的楼梯出现受拉破坏,有的甚至被拉断;填充墙是框架结构破坏严重的非结构构件。
框架结构这些震害产生的原因多种多样,如实际地震影响烈度大大超过设计设防烈度、建筑的施工质量问题、设计不合理(刚度突变,强梁弱柱),等等。
在对倒塌破坏的框架的震害进行深入分析后,本文提出了解决框架结构抗倒塌的方法:加强柱的抗震设计、适当布置抗震墙、采用隔震或消能减震技术。
楼梯设计时应考虑地震下楼梯受力情况,采用刚性连接时,要求计算出楼梯地震效应,并进行配筋;楼梯一端与结构采用滑动连接时,可消除楼梯地震作用下的内力,设计时可不考虑地震影响;加强结构填充墙抗震性能,确保罕遇地震下不致倒塌伤人。
[关键词] 汶川地震;框架结构;震害;破坏倒塌;强柱弱梁[中图分类号] P315.9 [文献标识码] ASeismic Damage and Design Concept from the Buildings of RC Frame Structure in WenchuanEarthquakeXue Yan -tao ,Huang Shi -min ,Yao Qiu -lai ,G e Xue -li ,Zeng De -min ,Yin Bao -jiang ,Rong W ei -sheng ,Yu We n(China Academy of Building Res earch ,Beijing 100013,China )A bstract :Wenchuan 5.12earthquake caused severely damage in RC frame .In this paper ,many kinds of damage on RC frame structure are introduced ,such as the integral structure collapse ,soft story collapse ,bending damage at the bottom and or the top of columns ,shear failure in short column ,etc .The stairs without seis mic design appear pulling damage and s ome of them are even pulled down .Filling walls are also badly damaged .The causes of the damage in RC Frame under earthquake are that earthquake intens ity ,the construction quality ,the unreasonable design such as the mutation in vertical stiffness and the strong beam and the soft colu mn ,etc .After a thorough anal y s is ,the anti collapse methods of RC frame structure are proposed :strengthening the aseismic ability of the column in design ,adding shear walls in RC frame and using base isolation or energy dissipation technology .Earthquake should be considered in stair design if stairs connect with the structure directly ,but if setting slid ing link bet ween stair and structure ,the effect of earthquake could be neglected .Strengthening the anti -earthquake performance of filling wall could ens ure no collapse happening during severe earthquake .Keywords :Wenchuan 5.12earthquake ;RC frame structure ;Seis mic damage and collapse[收稿日期] 2009-02-121 引言2008年5月12日四川省汶川县发生的里氏8级特大地震,震中位于四川省映秀镇。
汶川地震震害分析及建议
2008年 5月 12日 14时 28分, 四川汶川县 发生里氏8. 0级地震, 震中位于汶川县映秀 镇 (东经 103.4 北纬31.07), 震源深度 14km。 汶川地震是我国自建国以来最为强烈的一 次地震, 直接严重受灾地区达 10万平方公里, 包括震中 50km 范围内的县城和 200km范围 内的大中城市。全国大部分地区有明显震 感, 泰国首都曼谷, 越南首都河内, 菲律宾、 日本等地也有震感。截至 6月 24日, 地震 已 造成 69185 人遇 难, 18467 人 失踪
•
若合理设置构造柱和圈梁, 砖混结构也能有效 抵御地震破坏, 在震害调查中也发现基本没有受到 破坏的砖混结构。因此, 对于砌体结构, 如何保证 结构的整体性和侧向承载力是抗震设计的关键。
2. 3 框架 -砌体混合结构
• 这类结构形式有多种, 如底框砖混结构 (底部框架 上部砖混, 竖向混合 ), 底层部分框架、部分砌体 上部砖混, 以及部分框架 -部分砖混 (水平混合 )。 这类结构的体系大多比较混乱, 由于经济原因, 大 多尽可能少用混凝土框架, 框架和砌体承重墙抗侧 力构件的承载力和变形能力很不协调, 平面抗侧刚 度极不均匀。这类结构的震害现象主要为底部框 架由于变形集中而破坏, 或上部砌体结构破坏。下 图为框架 -砌体混合结构的震害情况。
典型震害图片及防治措施来自• • 摘自网•
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1 建筑震害等级划分 2 各类结构形式的震害 3结论和建议 4典型震害及防治
1 建筑震害等级划分 • ( 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。
汶川地震中房屋建筑震害分析与对策研究
汶川地震中房屋建筑震害分析与对策研究摘要目前,人类无法阻止自然灾害的发生,比如:5.12汶川大地震,但是一定要从生命和鲜血的代价中靠自身的智慧去和自然做抗争,并不断的总结和提高。
如何在自然灾害中把灾害降到最低,并有序的进行灾后重建是至关重要的。
本文对不同类型房屋和结构和不同建材及制品的房屋进行了抗震研究,并提出了改善对策。
关键词房屋建筑;抗震;分析加强房屋的抗震设防质量,保护人民的生命和安全是关系到社会稳定和经济发展的大事,所以加大房屋建筑的抗震研究非常重要,这就要找出症结,不断的开发新技术,从设计和施工等众多环节中严加控制,做好房屋建筑抗震建设,让人民和党放心。
1 不同的类型对房屋的抗震影响1.1 砖混结构中的不合理的构造易受到震害以前,砖混结构中对圈梁和构造柱的设置没有更多的要求和规范,不充分的预制楼板对砖混结构的整合稳定性都会有重要的影响,所以这也是在震区易受到破坏而不宜采用的结构形式,具体的机构如:大开间、外走廊、打开窗等结构形式应尽量避免。
1.2 混合结构形式易受重创混合结构其传力的途径比较复杂,当刚度发生突变或变形能力发生不协调等因素时就容易受到破坏,这种情况适应于任何混合结构包括部分砖混部分框架的水平混合结构、上部砖混下部框架的竖向架构等类型。
1.3 框架结构在地震中易受到破坏主要表现在:框架柱比框架梁先破坏,当框架柱不能抵抗水平振动和荷载的情况下,就易出现粉碎性压缩破坏。
1.4 排架结构在地震中易受到破坏排架结构常用于厂房或仓储,由于排架结构自身的特点:屋架很重而且跨度也比较大,柱间的连接又非常弱,还会由于年代久远没有修葺价值而容易遭受破坏,双跨的一般轻于单跨的震害,轻屋架轻于重屋架。
2 不同建材及制品的房屋对震害的影响1)以前冷拔低碳钢丝构件被大量的用于房屋建筑,但其表面的光滑使其和混凝土的粘接性非常的差,在遭受强烈的地震后会使混凝土和钢丝分开、发生脆性破坏。
所以预应力空心板中使用这样的钢材最容易遭到破坏和坍塌。
汶川框架结构震害
（3）梁、柱构造不当的震害 柱端箍筋仅为90度弯勾，箍筋拉脱纵筋外屋具有足够的强度，良好的延性和 较强的整体性，经过合理的抗震设计，高烈度区采用此类结 构安全是有保障的。 1.框架结构底层是薄弱层，破坏时底层柱上下端出现塑性 铰，上端塑性铰重于下端； 2.框架结构基本都是“强梁弱柱”，而不是“强柱弱梁”。 3.柱间嵌砌窗间墙，将使长柱成为短柱，导致脆性剪切破 坏，应采取相应构造措施； 4.框架柱下端塑性铰均发生在地面以上区段，除底层柱柱 根加密区不少于柱高1/3，有无刚性地坪，均应取刚性地坪上 下各500mm箍筋加密。 5.角柱破坏重于中柱和边柱，应采取加强构造措施。
（2）框架梁的震害
框架结构基本都是“强梁 弱柱”，很少出现梁端塑性铰 或其它破坏。梁板整浇增大 梁端抗弯能力。
装配式楼盖框架结构，柱端屈服，梁端因负弯矩 引起构件开裂，预制板现缝。
（3）框架梁柱节点的震害
在反复荷载作用下，节点核心区混凝土处于剪压复合应力 状态。当节点配筋偏少或构造不当时，会出现交叉裂缝，导致 剪切破坏，严重时节点混凝土剪碎剥落。
汶川地震对框架建筑结构设计的启示
因素。
本文的创新点在于：针对研究对象，综合利用现场调查、文献搜集、实例分析等手段对汶川地震中地基基础震害进行了系统研究，有很强
的工程实用价值，对今后的地基基础震害研究具有参考价值。
3.期刊论文 高波.王峥峥.袁松.申玉生.GAO Bo.WANG Zhengzheng.YUAN Song.SHEN Yusheng 汶川地震公路隧道震
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1.期刊论文 李鸿晶.陆鸣.温增平.罗韧.LI Hong-jing.LU Ming.WEN Zeng-ping.LUO Ren 汶川地震桥梁震害的特征
-南京工业大学学报(自然科学版)2009,31(1)
汶川地震中公路桥梁遭受重创,大量桥梁破坏甚至垮塌,难以修复.这些桥梁震害体现出山区桥梁震害的典型特征,为山区桥梁抗震设防提供了丰富的 实例资料.在汶川地震现场桥梁震害调查资料的基础上,对汶川地震桥梁震害进行归纳、总结,提炼出该地震中桥梁震害的主要特征,为下一步继续深入探 讨汶川地震桥梁震害形成机理和结构破坏过程,以及山区桥梁抗震设防对策与措施提供参考.
（２）底层为空旷大开间的框架结构在底层易形 成严重薄弱层，填充墙对结构抗侧刚度的贡献很 重要。
（３）抗震设防地区，楼梯需要做严格的抗震设 计，活荷载取值可考虑加大或者考虑加大楼梯设计的
６８０‘工程与建设’２００９年第２３卷第５期
重要性。 （４）基础隔震建筑在此次及历次地震中表现很
好，若条件许可，应鼓励采用基础隔震技术。
不规则框架建筑，尤其是沿竖向不规则的房屋建 筑，在地震中破坏很严重，比较典型的有：①框架结 构底层空旷，填充墙较少，下部为严重薄弱层。②即 便底层不空旷，框架结构底层破坏仍较严重。③楼 梯问的破坏。④突出屋面的小塔楼建筑。
浅谈钢筋混凝土框架结构的震害分析
浅谈钢筋混凝土框架结构的震害分析摘要:本文归纳了汶川地震中钢筋混凝土框架结构震害的典型特征，并分析了其破坏的原因。
关键词:钢筋混凝土框架结构震害分析Abstract：The article concludes the typical damage of RC frame structure in the Wenchuan earthquake and analyses the reasons.Key words：reinforced concreteframe structureseismic damage analysis中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：一．前言通过对汶川地震中建筑震害资料的调查和分析，发现钢筋混凝土框架结构表现了较强的抗震能力，但仍存在一些明显的典型震害特征。
本文归纳了钢筋混凝土框架结构各种典型震害特征，并对其原因进行分析，指出在目前国内抗震规范的指导下，保证“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震准则的实现。
二．钢筋混凝土框架结构震害特征钢筋混凝土框架结构广泛用于办公楼，医院，学校，商店，住宅等房屋建筑，也用于工业厂房。
框架结构是由梁柱通过刚性节点连接形成的整体受力骨架，通常为整体现浇，也有梁柱现浇，预制楼板加现浇叠合层。
为满足建筑使用空间的分割需要，常采用砌体或砌块做内外填充墙，也有采用轻质隔墙。
框架结构同时承受竖向荷载和水平地震作用。
尽管框架结构的形式简单，可较好地满足使用要求，但其整体抗侧刚度较小，抗震储备能力较小，震害重于框架剪力墙结构和剪力墙结构。
汶川地震中框架结构的主要震害特征有：2.1 填充墙破坏甚至倒塌在框架结构的受力分析和设计中，填充墙仅作为荷载考虑。
实际上，砖砌体填充墙具有一定的刚度，地震时承受地震剪力；但砖砌体尤其是空心砖砌体填充墙的承载力低，变形能力小，地震作用下填充墙首先开裂破坏，加上填充墙面外地震作用，可能造成填充墙倒塌。
对于框架结构，当遭遇烈度为设防烈度水平，发生填充墙开裂和损坏，但主体结构基本无损害，可以认为达到了抗震设防目标。
汶川地震后建筑物震害分析及加固技术综述
汶川地震后建筑物震害分析及加固技术综述摘要：本文介绍在2008年5月12日四川省波川一北川大地震中砌体结构和钢筋混凝土结构的各种典型破坏特征，包括砌体结构的开裂、倾覆，钢筋混凝土结构的短柱破坏效应、剪切破坏、剪压破坏、压屈破坏、弯剪破坏、粱柱塑性铰、钢筋锚固不足破坏、混凝土酥碎破坏等。
文中分析探讨了震害的原因及吸取的教训，以及各种加固技术综述。
关键词：裂缝；抗震能力；加固方法2008年5月12日，在我国四川省汶川县发生了里氏8.0级大地震，震害较为严重地集中在老旧民房和砌体建筑，钢筋混凝土建筑、特别是高层钢筋混凝土建筑的破坏相对较少。
全世界的工程抗震实践证明，除理论和实验研究外，震害经验是工程抗震的重要基础之一，也是人类防御地震灾害的共同精神财富。
因此，对此次汶川地震中各类建筑和工程设施的震害进行分析研究，总结经验教训，对改进建筑抗震设计和施工具有十分重要的意义。
近20多年来，我国的钢筋混凝土建筑发展迅速，能否经受地震考验、达到预期的抗震设防目标，是人们十分关注的问题。
汶川地震中钢筋混凝土建筑的震害经验，无疑为我们提供了十分重要的借鉴。
一、地震基本情况据国家地震台网测定，本次地震震级为里氏8.0级，震源深度33km，震中位于北纬31.0度。
东经103.4度，位于四川省汶川县。
按中国的地震区划表，汶川县为7度设防，其对应加速度峰值为35gal。
而实际根据地震局公布的数据计算得到的成都波峰僵加速度：304.8gal，持时142.4 s。
震中地表加速度PGA=0.63G，约630gal。
由此可见，实际地震烈度远远高于设防烈度，即地震作用远远高出建筑物50年寿命期内预计可能遭遇到的地震作用。
二、震害分布情况及分析(一)砌体结构的破坏情况及分析一是墙体开裂破坏；二是墙体转角处破坏；三是楼梯间墙体的破坏；四是楼梯间墙连接处的破坏；五是楼屋盖的破坏；六是山墙破坏；七是施工质量引起的破坏。
(二)钢筋混凝土结构的破坏情况及分析1、结构概念设计和结构体系问题我国现行《建筑抗震设计规范》提出了一系列非常重要的基本要求，即“建筑设计应符合概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案”：“建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力绩构的侧向刚度和承载力突变”。
汶川桥梁震害分析与抗震设计对策
汶川桥梁震害分析与抗震设计对策2008年5月12日，四川汶川发生了震惊世界的里氏0级地震。
这次地震给当地人民带来了巨大的灾难，也给当地的交通基础设施造成了严重的损失。
本文旨在分析汶川地震中桥梁的震害情况，并探讨相应的抗震设计对策，以期为未来桥梁的抗震设计提供参考。
在汶川地震中，大量的桥梁受到了严重的破坏。
根据相关调查报告，共计有74座桥梁垮塌，另有117座桥梁出现不同程度的受损。
这些桥梁的震害特点主要包括：桥墩断裂、上部结构坠落、桥面扭曲等。
造成这些破坏的主要原因在于地震的强烈震动和桥梁本身的结构缺陷。
在损失情况方面，由于桥梁的破坏，使得当地交通受到了严重影响，进而对灾后救援和恢复生产造成了巨大的阻碍。
桥梁的震害还可能引发次生灾害，如山体滑坡、泥石流等，进一步加剧了灾害的影响。
针对汶川地震中桥梁的震害情况，本文提出以下抗震设计对策：场地选择：在选址阶段，应尽量避免地质条件不良的地段，如活动断层、山沟等。
同时，对于重要桥梁，应采取场地加固措施，如桩基加固、坡面治理等。
结构选型：在桥梁结构设计时，应选择具有优良抗震性能的桥型，如拱桥、悬索桥等。
还应注重结构体系的整体性，以提高桥梁的抗震能力。
抗震措施：在施工过程中，应采取有效的抗震措施，如加强钢筋连接、设置隔震支座等。
在桥面铺装时，应采用具有防滑性能的材料，以防止地震时桥面滑动。
老桥评估与加固：对于已有桥梁，应进行全面的震害评估，并对存在安全隐患的桥梁采取加固措施。
新桥设计：在今后的桥梁设计中，应注重抗震设计，将抗震要求作为一项重要指标。
同时，应加强桥梁结构健康监测，以便及时发现和处理潜在的安全隐患。
建立健全的抗震设计规范：相关部门应加强桥梁抗震设计规范的制定和更新，以满足日益增长的抗震需求。
加强培训与教育：提高桥梁设计、施工及管理人员的抗震意识，使其掌握有效的抗震设计和施工方法。
本文对汶川桥梁震害情况进行了深入分析，并提出了相应的抗震设计对策。
通过总结可得，汶川桥梁的震害主要表现为桥墩断裂、上部结构坠落及桥面扭曲等，其主要原因在于地震强烈震动和桥梁本身的结构缺陷。
汶川地震震害分析及建议
• • • •Biblioteka 1 建筑震害等级划分 2 各类结构形式的震害 3结论和建议 4典型震害及防治
1 建筑震害等级划分 • ( 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。
汶川地震震害分析及建议
1.引言
•
2008年 5月 12日 14时 28分, 四川汶川县 发生里氏8. 0级地震, 震中位于汶川县映秀 镇 (东经 103.4 北纬31.07), 震源深度 14km。 汶川地震是我国自建国以来最为强烈的一 次地震, 直接严重受灾地区达 10万平方公里, 包括震中 50km 范围内的县城和 200km范围 内的大中城市。全国大部分地区有明显震 感, 泰国首都曼谷, 越南首都河内, 菲律宾、 日本等地也有震感。截至 6月 24日, 地震 已 造成 69185 人遇 难, 18467 人 失踪
2. 4 框架结构 • 本次地震中, 大多数框架结构的主体结构震害一般较轻, 主 要破坏发生在围护结构和填充墙, 尤其是圆形填充墙的破 坏较重 (见图 11)。这类破坏仍然会造成严重的生命和财产 损失, 且震后的修复工作量很大, 费用很高。个别因施工质 量很差、结构布置过于复杂的框架结构也发生严重破坏, 甚至倒塌。此外, 由于楼板的增强作用、建筑需要在框架 梁上增加砌体或填充墙的增强作用、增大上部结构的刚度 等, 使得框架梁或屋盖的实际刚度增大, 在实际框架结构震 害中, 很少看到强柱弱梁 型破坏。图 4为框架结构震害情 况。此外, 还有错层结构造成短柱剪切破坏, 异形柱端破坏。
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第25卷,第4期2009年12月 世 界 地 震 工 程WORLD EARTHQUAKE E NGI N EER I N G Vol .25No .4Dec .2009 收稿日期:2009-01-05; 修订日期:2009-08-31 基金项目:陕西省教育厅自然科学研究项目(08JK335);陕西建大校基础研究基金(JC0804) 作者简介:王 威(1972-),男,副教授,博士,主要从事建筑结构抗震控制与健康监测方面的研究.E 2mail:wang wgh@xauat .edu .cn文章编号:1007-6069(2009)04-0131-05框架结构在汶川5.12大地震中的震害分析及抗震启示王 威1,薛建阳1,章红梅2,周 颖2,谢启芳1,李方圆1(1.西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;2.同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092)摘 要:列举了框架结构在汶川5.12大地震中的典型震害现象,重点调查了框架柱、梁柱节点,强梁弱柱及填充墙的震害特点,分析了框架结构未能实现强柱弱梁机制的原因,指出了提高框架柱抗震能力的措施及减轻填充墙地震破坏的对策。
关键词:框架结构;5.12汶川地震;震害教训;抗震设计中图分类号:P315.957 文献标志码:ASe is m i c desi gn and lesson s learn t from the earthquaked is a ster of frame structures i n 5.12W enchuan earthquakeWANG W ei 1,XUE J ianyang 1,ZHANG Hong mei 2,Z HOU Ying 2,X I E Q ifang 1,L I Fangyuan1(1.School of Civil Engineering,Xi ’an University of A rchitecture &Technol ogy ,Xi ’an 710055,China;2.State Key Laborat ory f or D isaster Reducti on in Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China )Abstract:Typ ical earthquake da mage t o fra me structures in 5.12W enchuan earthquake were investigated .Based on the analysis of da mage characteristics,this paper su mmarizes the da mage rules and less ons learnt fr om the mega 2earthquake .Seis m ic p rinci p les,key p r oble m s,and design suggesti ons t o i m p r ove the earthquake 2resistant perf or m 2ance of the fra me structures are als o p r oposed .It is concluded that the expected seis m ic design objectives of the fra me structures can be achieved p r ovided that seis m ic concep ts,structural details,design requirements,and con 2structi on quality are accurately perf or med .Key words:fra me structure;the 5.12W enchuan earthquake;seis m ic da mage;less ons;seis m ic design 引言2008年5月12日14时28分四川省阿坝州汶川县(北纬31.0°,东经103.4°)发生了里氏8.0级地震,震中位于汶川县映秀镇。
汶川大地震发生在青藏高原的东南边缘、川西龙门山的中心,位于汶川-茂汶大断裂带上;震源深度约10～20km ,是一次以逆冲为主、兼少量右旋走滑分量的地震,断层向西北方向倾斜,走向为226°。
这次地震是新中国成立以来,破坏性最强,涉及范围最大的一次地震,直接严重受灾区达10万平方公里,对四川省汶川县、都江堰市、北川县、青川县、绵竹市、什邡市、彭州市及平武县等多个地区,以及陕西和甘肃部分村镇的建、构筑物及生命线工程造成了不同程度的破坏。
根据地震部门提供的数据,2008年5月12日汶川地震基本参数如下:震级:M 8.0;断层:龙门山断裂;断层类型:逆冲右旋走滑断层;断裂长度:主震185k m ,余震300k m;震源深度:14k m;烈度分布:6度～11度。
设在什邡八角台的强震站记录的地震加速度记录为:竖向632.9c m /s 2;水平向东-西548.9c m /s 2,南-北585.7c m/s2。
从这个数据可以看到震中区地面竖向加速度大于水平加速度。
在我国的历次大地震中,框架结构房屋的震害比多层砌体房屋要轻得多,但是也存在不少抗震的薄弱环节,在8度和8度以上地震区有一定数量的这类房屋发生中等或严重破坏,极少数甚至发生倒塌。
本文将通过框架结构的典型震害现象,分析其破坏特点,总结抗震教训。
1 典型震害情况及分析1.1 框架柱和梁柱节点的破坏(1)框架柱震害框架柱的震害有:柱顶的震害,主要表现在柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝,重者混凝土压碎崩落,柱内箍筋拉断,纵筋压屈向外鼓出呈灯笼状,上部梁、板倾斜;柱底端的受力状态与柱顶相似,但由于其箍筋一般较密(纵筋搭接接头和箍筋加密段),故震害相对较轻;柱身的破坏,主要是由于地震剪力较大而柱的抗剪强度不足时,产生斜裂缝。
框架柱被压溃是框架结构较严重的震害之一,这种震害产生的原因是由于地震动作用(包括竖向地震作用)较为显著,底层框架柱发生了剪切破坏或弯曲破坏,从而引起结构物的倒塌。
另一个主要原因是底层结构开间较大,纵横墙数量较少,而一层以上楼层的侧向刚度相对较大,结构“下柔上刚”,未出现明显的薄弱层,由于房间变形过大或柱端受力过大而压溃。
图1 都江堰某框架结构柱的震害Fig.1 Earthquake da mage t o frame structural colu mns in Dujiangyan图1(a)所示的建筑位于都江堰市(设防烈度7度,遭遇的实际地震烈度为9度),地震造成该框架结构底层柱顶端被折断,箍筋张开,混凝土压酥,框架梁基本完好,建筑的上部结构和柱体发生了15c m左右的相对位移;图1(b)所示的框架柱严重倾斜,柱顶端钢筋压屈,上部结构整体偏移,框架梁未遭受严重损伤[1]。
图2 绵竹市汉旺镇框架结构柱的震害Fig.2 Earthquake disaster of a building in Han wang t own,M ianzhu该建筑震害产生的主要原因是:一方面由于设计或施工时柱顶端箍筋没有加密,柱顶端箍筋配置过少,使得框架柱纵向钢筋破坏严重,引起较大的纵筋变形;另一方面由于纵筋配置不足,在强烈的地震作用下结构被破坏。
图2所示的建筑位于绵竹市汉旺镇,底层框架柱中的纵筋被压弯,外鼓,箍筋有的被拉断,钢筋和混凝土发生了分离,框架柱破坏,而框架梁完好;该种震害产生的主要原因是,柱箍筋间距过大,被外凸撑断,其对纵筋的约束较小,对混凝土的握裹不够,框架柱被破坏。
231世 界 地 震 工 程 第25卷(2)梁柱节点的震害梁柱节点的受力比较复杂,如果竖向荷载较大而水平地震作用较小时,左、右梁端截面中的剪力较小,节点的受力较为有利。
而当水平地震作用较大,使左、右梁端分别承受正、负弯矩作用时,节点剪力比较大,对节点受力不利。
由于节点的破坏机制及其传力机理较为复杂,抗震性能较差,在大地震中的破坏较为严重。
图3 绵竹市某建筑梁柱节点的破坏Fig .3 Earthquake da mage t o bea m 2column j oints of a building in M ianzhu county图3所示的房屋,纵横墙数量少,梁柱节点处纵筋屈曲变弯,框架梁和框架柱相交处的混凝土被压酥,部分脱落,整栋建筑发生了侧移,框架柱产生了倾斜[2]。
1.2 强梁弱柱震害及未能实现强柱弱梁的原因按照多层钢筋混凝土框架结构抗震概念设计的要求,框架结构应具有多道抗震防线,其中的一个原则是“强柱弱梁”。
所谓“强柱弱梁”就是柱子不先于梁破坏,梁的破坏属于构件破坏,是局部性的,柱子的破坏则危及整个结构的安全。
而“强梁弱柱”型框架结构的底层柱上下端出现塑性铰,将迅速导致结构的倒塌;反之,“强柱弱梁”型框架结构,在全部梁端出现塑性铰并迫使底层结构也出现屈服变形时,结构才会破坏。
因此,“强柱弱梁”型结构至少存在两道抗震防线:1是从弹性到部分梁出现塑性铰;2是从梁塑性铰发生较大转动到柱根部破坏。
在这两道防线之间,大量地震输入能量被结构的弹塑性变形所消耗。
因此,结构设计时应达到“强柱弱梁”破坏形式的多道防线要求,但是在此次汶川地震中,框架柱的破坏明显重于梁,柱端与节点的破坏较为突出,即所谓的“强梁弱柱”结构很普遍。
图4 框架结构梁柱节点破坏形成柱铰Fig .4 Seis m ic da mage t o bea m 2colu mn j oints of a frame building in Beichuan county图4所示的建筑,柱的端头混凝土被压酥,框架柱严重倾斜,柱的上端破坏成塑性铰,框架梁的破坏相对轻微。
该种震害产生的原因是未按照“强柱弱梁”的抗震概念进行设计,柱内配筋量很少,箍筋间距过大,纵筋强度不够或者柱的截面过小,层刚度弱、轴压比超限等,使得在大震作用下弹塑性变形过大,形成楼层的柱铰屈服机制。
造成地震区未实现强柱弱梁屈服机制的具体原因有以下几个方面:首先在很多设计中,现浇楼板的平面外刚度被忽略,并通过提高梁的刚度来近似考虑楼层的刚度,这样会人为造成“强梁弱柱”。
其次梁柱节点是施工缝留设处,钢筋往往较多,给振捣带来困难,施工质量难以保证,有的节点区域内的柱箍筋没有放置,造成柱的破坏较重[3]。
另外由于框架梁跨度大,所需断面尺寸及配筋较大,而且楼板对框架梁的刚度和承载力贡献也很大,以331第4期 王 威,等:框架结构在汶川5.12大地震中的震害分析及抗震启示及规范对框架柱的轴压比限值过高使得设计时框架柱的截面尺寸偏小等,导致框架梁的实际刚度增大,因此出现“强梁弱柱”型的破坏形式。