汶川地震砌体房屋破坏现象及分析
汶川砌体结构震害
一、底层框架砌体结构底层框架砌体结构(简称底框结构)可以满足底层设置车库、开设商店等,上层作住宅的要求,建筑性价比高。
经济欠发达地区的住宅和临街建筑普遍采用这种结构。
底框结构上部纵横向墙体多而底层抗侧移刚度小,容易形成“底柔上刚、头重脚轻”的结构体系。
底框结构由于底层侧向变形较大,当底层框架的变形超过混凝土构件的极限变形能力时,框架就会发生倒塌,从而引起建筑物整体坍塌。
因此,对其进行抗震性能分析和抗震概念设计尤为重要。
【15】1.震害特征及原因1)倒塌A.底部框架薄弱层的倒塌产生原因底层框架砖房,上面几层纵横墙间距较密,各层的侧移刚度很大;房屋底层承重框架比较空旷,侧移刚度比上层小得多,房屋刚度沿高度方向突变,形成上刚下柔结构。
在地震作用下,这类结构柔性底层屈服后将产生很大塑性变形,发生“变形集中”现象,而其他各层侧移相对较小。
在地震反复作用下,底层框架会产生较大的塑性积累变形,而一般的钢筋混凝土柱难以达到适应这一变形的延性要求,因而将引起底层严重破坏B.抗震墙的破坏引起的倒塌砌体抗震墙刚度退化带来的地震剪力重分配,使框架承担的地震剪力加大,底部框架依靠柱承担水平地震作用,底层框架柱先于梁进入塑性阶段。
框架柱的破坏发生在柱上、下两端,特别是柱顶如图5所示。
在弯矩、剪力、轴力的复合作用下,柱顶和柱底出现水平裂缝、交叉斜裂缝,严重者会发生混疑土局部压溃,箍筋拉断或崩开,纵筋压屈外鼓呈灯笼状如图6所示。
角柱处于双向偏压状态,受结构整体扭转影响大,受力状态复杂,而受周边横梁的约束相对较弱,因此其震害重于边柱和内柱。
C.结构设置不当引起的倒塌这次地震发现,很多临街建筑底层采用的不是全框架房屋,而是局部框架房屋,或者前半部分为底层局部框架承重,后半部分和两侧山墙为砖墙承重,城市临街建筑大多为“一托四”、“一托五”,村镇临街建筑大多为为“一托二”、“一托三”。
由于结构布置混乱,框架与砖混结构抗侧刚度不一致,尤其前半部分为底层局部框架的房屋,前后抗侧刚度极其不均匀,这类房屋破坏较严重。
汶川地震后砌体结构房屋震害调查分析
1 1 什 邡市 农机 局住 宅楼 . 1 1 1 房屋 结构 概 况及震 害 . .
农机 局住宅楼 (} ) 19 1楼 是 92年建造 的 6 砖混 } 层
结 构 ,横墙 承重体 系 ,作 为居 民住 宅 楼使 用 。墙 体 烧 结普通砖强度 等级 外推 值 为 M 5 U ,混 合砂 浆 强度 等 级为 M1 ,出现 水平 裂缝 、斜 裂缝和 x形 裂缝 ,底 层 部分窗 间墙交 叉 开 裂 ,裂 缝 最大 宽度 1 l 。部 9In T l 分墙 脚和柱顶被剪 裂 ,损坏 等级为 中度损 坏。
底层结构由于受地震影响比较突出, 在⑩ 、 ⑥轴 线 的内纵墙段和在④ 、⑩轴线 的窗 间墙段 上 出现如 照
片1 ~照片 2所示的 x形裂缝 ;在① 、⑧ 、⑩ 轴等 主
要 的横墙上 出现如照片 3所示的较长水平裂缝 。
1 12 震 害原 因分析 ..
阳台 、变形 缝 和 选 址 等 概 念设 计 因素 对 结 构 抗 震
多层 砌 体 结 构 房 屋 的震 害进 行 重 点 调 查 检 测 ,具
体 的工作 是 :搜集 原设 计 图纸 ,对该 5幢 房屋进 行 建筑 结 构 测 绘 和 复 核 ,详 细 记 录 各 房 屋 的损 坏 特 征 和裂缝 发 展情 况 。通 过 比较 房 屋 不 同 的结 构 形
式 、墙 体布 局 、层 间 刚 度 比 、构 造 柱 设 置 、悬 挑
开 洞多 、分 布不均 匀 ,故 刚度 较 弱 ,平 面 内抗 侧 力不 足 。由于水 平地 震剪 力 在纵 墙 中引 起 的主拉 应
1 建 筑 物 震 害 情 况
根据 现场 实 际情况 ,选 定 的 5幢 房屋 均 为 5~
6层 的多层 砌 体 结 构 房 屋 ,位 于什 邡 市 同 一 区域 , 其 中 3幢轻度 损坏 ,2幢 中度损 坏 。 主要 作 为居 民 住宅 楼使 用 ,建 造 于 18 97~19 94年 之 间 ,能 够 代 表我 国 2 纪八 九 十 年代 的典 型 多 层 砌体 结 构 房 O世
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议[引言]汶川大地震后,福建省设协结构与抗震专业委员会组织结构专家到成都、彭州(彭州市区、通济镇、白麓镇、小鱼洞)、都江堰、绵竹市、汉旺镇等地进行震害调查,涉及的结构型式有钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、砌体、排架、钢结构等,为了认真总结震害经验教训,分析结构的破坏机理,提出设计的改进建议,对新建筑的设计有重要的指导意义。
一、汶川地震基本参数:根据地震部门提供的数据,这次地震的基本参数如下:震级M8.0,断层为龙门山断裂,震源深度14KM,断裂长度185KM(主震),烈度分布6~11度。
这次地震震害给人的总体感觉,随地形分布,西北高震害严重,东南底震害较轻。
二、典型震害及实景照片:图1都江堰都江之春楼盘有一幢纯框架结构的七层建筑,底层空旷,上部有隔墙,图2楼梯梯板拉裂的震害图3 水泥厂结构的震害图4 白鹿镇中学在地震断裂带两侧教学楼的震害图5 都江堰都江之春楼盘底层柱破坏图6 汉旺镇东方汽轮机厂,框架结构的办公楼隔墙震害图7 汉旺镇东方汽轮机厂单层厂房震害图7 小鱼洞大桥的震害三、结构概念设计问题:1、多道抗震防线:结构必须有多道抗震防线,这是抗震设计中非常重要的一个基本概念。
在这次汶川地震中也充分表现出来,有些建筑倒塌,而有些建筑不倒,下面从空旷建筑倒塌来看结构有多道抗震防线的必要性:这次震害学校教学楼较为严重,一般说来,钢筋混凝土框架结构的抗震性能要优于砌体结构,但这次震害表明空旷的学校(框架结构)教学楼倒塌(如映秀镇漩口中学教学楼,建于2007年3月),而附近的4层砌体结构办公楼,尽管破坏非常严重,但并没倒塌。
为什么在强震作用下,性能比较好的钢筋混凝土框架结构反而不如抗震性能相对较差的砖混结构?其主要原因就是纯框架结构只有一道防线,在大震时,一旦这道防线突破,结构就丧失了全部的承载力而倒塌;而砌体结构住宅和办公楼,由于小开间布置,纵、横墙体较多,按照规范设置构造柱和圈梁,其整体性和延性较好。
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汶川地震是中国历史上一次极其严重的自然灾害,震中地带的大量人员和财产都遭受到了巨大的损失。
其中,由于地震造成的建筑物震害和倒塌,给灾区的重建工作带来了很大的挑战。
本文将就汶川地震后建筑物震害分析及加固技术作一个综述。
一、地震造成的建筑物震害地震的力量是非常强大的,往往可以对各类建筑物造成不同程度的震害。
在汶川地震中,很多建筑物都遭遇了不同程度的震害,比如一些小公寓楼可能会出现外墙裂痕,楼板变形和屋顶掀起等现象;而一些高层建筑,则可能会因为地震而倾斜甚至是部分倒塌,给建筑物及周边环境造成很大风险。
二、建筑物加固技术为了避免在地震或其它灾害下建筑物的倒塌,许多工程师们都会采用不同的方法来加固建筑物。
一种常见的方法是墙体加固,就是在经过地震波测试后,经过色差分析后来选择贵重的岩石或水泥加固墙体,用尽最大努力使建筑物的承受力更强。
另外一种方法是带钢加固,这种方式主要是通过钢板,带或筋来将建筑物的房间或墙壁牢固结合起来,以更有效地分散地震作用力,通过带钢的力量来保证建筑物在地震期间不会倒下来。
最后,混凝土加固技术也是比较常见的一种加固方法。
方法主要包括混凝土压砂和钢筋混凝土加固天花板等。
这种方法用于创造比普通墙体重10倍的混凝土保护建筑物,将建筑物上方的重量向下分散。
因此,即使在地震或其它灾害情况下,建筑物也可以坚挺不倒。
三、安全评估在灾后建筑物修缮过程中,受损建筑物应经过专业的安全评估,以便判断应采取何种修理或改造方式。
建筑物评估从三个层次来进行: 房屋、单元和建筑。
评估主要是确定建筑物处于何种状态以及未来可能出现什么问题,从而更好地确定装修重建的方案。
四、结语汶川地震时,建筑物的震害和倒塌是造成极大财产和人员损失的主要原因之一。
因此,在日常建设中,建筑师和工程师需要注重建筑物的抗震设计,以保障人民的和财产的安全。
同时,在灾后重建中,有效地利用各种加固技术,对于增强建筑物的可靠性、增强其对自然灾害的安全性也是必不可少的。
汶川地震后学校砌体建筑结构破坏情况调查与分析
汶川地震后学校砌体建筑结构破坏情况调查与分析
王立成
【期刊名称】《大连理工大学学报》
【年(卷),期】2009(049)005
【摘要】根据现场实地调查的结果,对"5·12"汶川大地震后学校砌体建筑物的破坏情况进行了归纳总结.将调查的房屋破坏类型分为主体结构破坏、局部破坏和非结构构件破坏.另外,为便于分析和查找原因,将主体结构的破坏程度划分为整体倒塌、严重破坏但不倒塌以及中等损坏等几种类型.分析了造成结构出现这些不同程度破坏的原因,指出房屋所在地的地震烈度、是否符合抗震设计要求以及结构是否存在多道抗震防线是造成结构出现不同破坏程度的主要原因.最后,对学校砌体结构建筑物建议从建筑设计的规则性、多道抗震防线等方面提高抗震设防水平.
【总页数】7页(P650-656)
【作者】王立成
【作者单位】大连理工大学,海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁,大连,116024【正文语种】中文
【中图分类】TU312.3;TU352
【相关文献】
1.5.12四川汶川地震后青川房屋应急评估中砖砌体房屋的震害情况初探 [J], 任晓崧;吕西林;李建中;李翔;刘威;唐益群
2.结合汶川地震浅谈砌体建筑抗震设计 [J], 张福勃
3."5·12"汶川地震砌体结构房屋震害调查与分析 [J], 李英民;韩军;刘立平;郑妮娜;王丽萍;刘建伟
4.论砌体结构破坏形式、砌体种类和材料利用成度三者的关系 [J], 赵鹏;鲍烨超
5.从汶川地震谈砌体结构建筑构造措施的重要性 [J], 巩智民
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汶川地震砌体结构破坏状况调研
1 主体结构破坏程度分析1. 1 主体结构倒塌砌体结构具有脆性性质和整体性差的特点,与其他结构相比其抗震性能相对较差. 在历次大地震中,未经合理抗震设计的砌体房屋均遭受了不同程度的破坏. 例如,1906 年美国旧金山地震,砌体结构破坏非常严重,砖结构的市府大楼全部倒塌,形成一片废墟;1923 年日本关东地震,可修复使用的砌体结构房屋仅占15 %;1948 年前苏联阿什哈巴地震,砌体结构房屋的破坏率达70 %以上;1976 年我国唐山地震,位于10 度和11 度烈度区的唐山市, 砌体结构房屋的破坏率达90 %[3 ] . 这次汶川地震,很多砌体房屋的平面布置、结构形式和抗震构造措施等都很难满足目前抗震设计规范的要求,特别是六七十年代砌体房屋在设计时没有考虑抗震设防,在这次地震中破坏尤为严重,甚至出现大面积的倒塌. 图1 、2 分别为位于震中映秀镇(实际烈度11 度) 和彭州市白鹿镇白鹿中学的两栋砌体建筑,已经完全倒塌.1. 2 严重破坏调查发现,地震中虽然很多砌体结构没有完全倒塌,但也遭受了严重的破坏. 主要分为如下两类:(1) 位于震中地区的房屋,虽然许多建筑结构按照新的抗震设计规范进行了抗震设计,采取了一定的抗震构造措施,然而由于所在地的地震烈度太高,仍然产生了很大的损坏. 例如,汶川县映秀镇的设防烈度是7 度,但实际的震中烈度达到了11 度,高出设防烈度3~4 度. 因此出现大量建筑的严重破坏也是可以接受的,但是只要这些建筑能够实现坏而不倒塌,也就达到了抗震设计规范“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设计目标. 如图3 所示的映秀镇漩口中学的学生宿舍楼,结构出现了严重开裂,却能够保持整体性而不倒塌. 图4 为白鹿镇中心学校的初中部教学楼,建于1995 年,由中国建筑西南设计院设计,结构整体破坏严重,地面隆起. 由于考虑了抗震设计,增加了构造柱等抗震构造措施,局部构造柱的钢筋甚至达到屈服,帮助结构消耗了大量的地震能量,使结构整体上保持不倒塌.(2) 建设年代较早,未采取抗震构造措施的砌体结构. 这类砌体结构由于未经过抗震设计、未采取有效的抗震构造措施,房屋的整体性较差,即使在遭遇本地区设防烈度的情况下,结构也会因为抗震防线单一,因局部的承载力不足而引起整体结构的严重破坏. 例如,德阳市第一幼儿园的教学办公楼,建于1985 年,为3 层外廊式砌体结构,2005 年经改造加固,顶层改为现浇框架结构,主体结构严重受损,承重横墙出现大量X形贯通裂缝(见图6) ,甚至一侧山墙的砖都被压断(见图7) . 另一个例子是位于德阳市的东电中学,在检查中发现,一栋1981 年建成投入使用的5 层砖混教学楼,即便2007 年经过加固处理,此次地震中也遭受了严重破坏,承重墙体大面积开裂,如图8 所示. 而它旁边的学生宿舍楼,也是采用的砖混结构,但由于是2005 年建成,按照《抗震规范》进行的抗震设计,在地震中基本未受损坏.对于以上属于严重破坏的建筑,即使整体结构没有倒塌,但是局部承重墙体出现了严重影响承载能力的损坏,已经失去了加固的价值,特别是那些设计建造年代较早,或者未按《抗震规范》进行抗震设计,未采取必要的抗震构造措施的建筑物,应该立即拆除. 因为,这类受损严重的建筑物,即使遭遇低于设防烈度的余震,也会因抗震能力不足而倒塌.1. 3 轻微到中等损坏已有专家指出,对于此次地震,仅调查超高烈度下结构的震害是不够的,更要重视调查可能按现行规范进行抗震设防的各类构件体系的震害表现[4 ] . 这次调查中,专家组工作的一个重点就是了解那些轻微到中等损坏建筑的设计、建造情况,希望为较为科学地评价我国抗震规范设防标准的适合性及为今后抗震设计规范是否需要修改或调整,以及如何进行调整提供一定的参考.调查中发现,位于都江堰(设防烈度7 度,地震烈度8 度) 、德阳(设防烈度6 度,地震烈度7度) 、成都市区(设防烈度7 度,地震烈度7 度) 的许多建于20 世纪90 年代以后的砖混建筑,在地震中受到了轻微到中等的损坏. 比如位于德阳市的德阳中学初中部综合楼,建于1992年,地震后基本保持完好. 位于成都市的成都市第十二中学、第十四中学的多栋教学楼,都建于1990 年之后的两三年内,基本上是在设防烈度的地震作用下,受到了轻微到中等的损坏.值得注意的是,在最近几年按2001《抗震规范》设计建造的结构中,有很多建筑物的受损情况要比按89《抗震规范》设计的轻得多. 例如位于都江堰市的都江堰安顺小学教学楼(建于2008 年) 、都江堰中学学生公寓(建于2008 年) 即使经历了高于设防烈度的大震作用,仍能保持结构完好. 建于2006 年的都江堰市中兴学校的3 栋教学楼、4 栋学生公寓也仅受到了轻微损坏.2 结构局部破坏地震中,大量的结构不是整体上受到了严重破坏,而往往是结构的某一受力构件、受力部位由于建筑设计不规则、施工质量差、使用不合理等因素造成的局部破坏. 这些局部破坏虽然不会带来整体结构的倒塌,但给结构的继续使用带来了很大的隐患. 有些情况下,结构的局部破坏也会造成人员伤亡.。
汶川地震建筑物破坏原因分析以及加固技术综述
汶川地震建筑物破坏原因分析汶川地震建筑物破坏原因分析以及加固技术综述摘要:2008年5月12日下午14时28分,我国四川汶川发生7.8级特大地震,我国多个省份都有震感,这是建国以来,发生在我国境内的震级最大的一次地震!其对建筑物的破坏程度也是相当之大的,如果对建筑物地震破坏的原因进行了分析,就可以针对建筑物地震破坏的原因,探寻提高建筑物的抗震性能的手段和方法,指导抗震救灾和灾后重建工作,指导对建筑物的抗震设计和指导对施工质量进行控制等。
关键词:汶川地震建筑物破坏原因抗震设防加固技术5.12汶川发生地震后,建筑物都受到了不同程度的破坏,但整体来讲破坏还是很严重的。
由于个人各种条件限制,并没有能够对地震灾区后破坏的建筑物和未破坏的建筑物或者是破坏较轻的建筑物进行调查,但是通过查阅一些资料还是可以从中找出地震造成建筑物破坏的原因和规律的。
1.下面就5.12汶川地震造成建筑物破坏的原因进行简要的分析:1.1 建筑物所在地区的地震烈度成建筑物破坏的主要原因[1]地震烈度越高,对建筑物破坏的程度越大。
比如5.12汶川地震的震中映秀镇的地震烈度达到11度,而汶川县城的地震烈度为9度左右,因此映秀镇的建筑物破坏就比汶川县城的建筑物破坏更为严重。
5.12汶川地震之所以造成地震重灾区建筑物极其严重的破坏,主要是由于这次地震的烈度远远超过了当地的抗震设防烈度。
我国长期以来经济欠发达,属于发展中国家,目前我国对建筑物的抗震设防原则是小震不坏、中震可修、大震不倒。
一般情况下,大于、等于7级的地震(约为9度左右)为大地震,大于、等于8级的地震即为巨大地震。
每次地震只有一个震级,在震中的地方用震级表示,地震向四周扩散影响到的地方就用地震烈度表示。
每次地震的震中地震烈度最高,从震中向四周扩散,地震烈度逐渐减小。
5.12汶川地震的震级为8级,属于巨大地震,所以大部分地震重灾区的地震烈度都达到了9度以上。
一般超过9度的地震或者地震烈度超过设防烈度两度以上时就可以造成房屋大量倒塌。
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。
汶川地震砌体房屋破坏现象及分析
【 关键词】 汶川地震; 砌体房屋; 害规律 震
到了 1 0度 在 这 次 大 地 震 中这 类 房 屋 的 震 害 很 严 重 在北川 县城 、 I 汶川县漩 口镇 、 映秀镇等极震区 8 %~ 0 0 9 %以上倒塌 全 世 界 的地 震 灾 害 对 建 筑 物 的 破 坏 性 极 大 我 国 是 一 个 幅 员 辽 一些建筑群 或f 临街建筑 成片倒塌 . 未倒塌 的破 坏也相 当 阔. 口密集 的国家 , 人 大多数 乡镇农 村仍然以砖石砌体结 构房屋为主 。 或严重破坏 , 20 0 8年 5月 1 日 汶 川 地 震 约 7万 人 死 亡 2万 人 失 踪 . 些 建 筑 群 或 严 重 而 不 能 继 续 使 用 . 图 1 示 : 种 情 况 主 要 表 现 为 房 屋 转 角 部 2 I 一 如 所 这 或严重 开裂 : 由于墙体强度不 足而倒塌或严 重开裂破 是 『 建筑成片倒塌。在都江堰市 、 临街 绵竹县等高烈度 区砌 体结构震 害也 位局部崩 落 . 坏 ; 顶 瓦屋 面 的 房 屋 塌 顶 或 连 同 顶 层 一 起 倒 塌 : 些 年 代 较 久 的 老 坡 一 比较 严 重 , 分 房 屋倒 塌 , 数 严 重 破 坏 或 中等 破 坏 部 多
1砌 体 结 构 在 汶 川 地 震 中的 震 害 表 现 .
汶川 地震灾 害调查 , I 砌体 房屋 的主要 震害有 墙体开裂 、 屋整体 旧房 屋 震 害 更 为 严 重 房 倒塌 、 屋 局部 倒 塌 几 种 情 况 房 根 据 汶 川 地震 大 量 的 震 害 调 查 结 果 . 层 砌 体 房 屋 的 主 要 震 害 可 多
汶川地震后砌体结构房屋震害调查分析
汶川地震后砌体结构房屋震害调查分析汶川地震是中国历史上发生在2024年5月12日的一次7.9级大地震,造成巨大的人员伤亡和财产损失。
在这次地震中,砌体结构房屋是最常见的建筑类型之一,因此对砌体结构房屋的震害进行调查和分析可以提供重要的经验教训。
首先,砌体结构房屋在地震中的震害主要集中在墙体破坏和倒塌上。
地震的强烈震动会对房屋墙体施加巨大的水平和垂直力,导致墙体出现裂缝、倾斜和崩塌。
砌体结构的墙体通常由砖和砂浆构成,其抗震性能弱于钢筋混凝土结构。
因此,砌体结构房屋通常更容易受到地震的破坏。
其次,砌体结构房屋的主要破坏模式是墙体顶部的悬挑和支持结构的倒塌。
在地震中,墙体顶部的悬挑部分通常会因为自重和水平地震力的作用而受到巨大的拉力,导致其产生裂缝和破坏。
同时,支持结构的倒塌也常常会导致整个房屋的倒塌,增加人员伤亡的风险。
此外,砌体结构房屋的震害程度还与墙体的构造和质量有关。
地震中,墙体的质量和连接方式对其抗震性能起到重要的作用。
砌体结构房屋中,如果墙体的砌筑质量不好,砂浆的强度和粘结性不足,墙体容易出现裂缝和崩塌。
同样,墙体与结构之间的连接方式如果不稳固,也容易导致房屋的震害。
最后,砌体结构房屋的地震加固措施可以有效减少震害。
在对汶川地震后的砌体结构房屋进行调查分析时,可以观察到采取了一些地震加固措施的房屋在震害程度上表现较好。
例如,增加墙体的厚度、设置钢筋混凝土柱和梁、加固墙体连接部位等措施都可以有效提高砌体结构房屋的抗震性能。
这些加固措施的应用可以为今后类似地震灾害的抗震设计和建设提供重要的参考。
总结起来,汶川地震后砌体结构房屋的震害调查分析表明,墙体破坏和倒塌是主要的破坏模式,结构质量和连接方式的不稳定也是重要因素。
然而,采取适当的加固措施可以有效降低砌体结构房屋的震害程度。
这些调查和分析结果对于今后的抗震设计和建设具有重要的借鉴意义。
5_12汶川地震绵阳市区房屋震害统计与分析_韩军
第30卷 第5期重庆建筑大学学报V ol .30 No .52008年10月Journal of Chongqing Jianzhu University Oct .20085·12汶川地震绵阳市区房屋震害统计与分析韩 军, 李英民, 刘立平, 郑妮娜, 王丽萍, 刘建伟(重庆大学 土木工程学院,重庆 400045)摘要:历次大地震的经验总结是推动建筑抗震技术发展的重要途径。
通过绵阳市区房屋在汶川大地震后的震害应急评估和调查,对市区各类房屋结构的震害进行了统计,总结分析各类房屋的震害特征和经验教训。
得到一些启示和建议:绵阳市区按现行抗震规范设计的房屋基本经受住了地震考验;不同的结构体系表现出的抗震性能差别较大;老旧房屋始终是抗震薄弱环节,应有选择地进行抗震鉴定加固,开展砖混结构墙体抗震防裂措施研究,采取措施有效减轻框架结构中填充墙等非结构构件的震害,开展楼梯抗震设计计算与构造措施的研究。
关键词:汶川地震;震害;震害分析;抗震中图分类号:TU352.1,P315.9 文献标志码:A 文章编号:1006-7329(2008)05-0021-06Building Damage in Mianyang City Caused by the May 12,2008Earthquake in Wenchuan ,Sichuan Province ,P .R .ChinaHAN Jun ,LI Ying -min ,LIU Li -ping ,ZHENG Ni -na ,WANG Li -ping ,LIU Jian -w ei(Co llege of Civ il Enginee ring ,Cho ng qing U nive rsity ,Cho ng qing 400045,P .R .China )A bstract :Sum marizing building damage in all previous large earthquakes is an impor tant appro ach to promo tethe develo pment of structural seismic design .We co nducted a statistical analy sis o f the earthquake damage to various buildings in Mianyang city ,Sichuan pro vince ,P .R .China .This analy sis w as based o n the em ergency assessment and investigatio n of building dam ag e in Miany ang city caused by the large ea rthquake that occurred on M ay 12,2008in Wenchuan .We also sum marize the damage characte ristics of different buildings and the lesso ns learned .We present the fo llowing finding s and sugg estions fo r structural seismic desig n :(1)Building s in Miany ang designed according to current seismic code w ithstood the rare earthquake .(2)Different structural sy stem s have obviously va ried seismic behavio rs .(3)Old buildings alw ay s have been the w eak links in ear thquakes ,and should be ev aluated and streng thened selectively after an earthquake .(4)Studies of anti -cracking measure s for masonry w alls should be conducted .(5)Effective measures should be taken to reduce ear thquake damage to non -structural co mpo nents ,for example ,infill w alls in frames .(6)Seismic desig n methods and construction measures fo r stairs should be studied .Key words :Wenchuan ear thquake ;earthquake dam ag e ;earthquake damage analysis ;seismic resistance 2008年5月12日14时28分,四川省阿坝州汶川县发生了里氏8.0级地震,震中为北纬31.0°,东经103.4°,位于汶川县映秀镇,震源深度为14km ,属于浅源地震。
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。
汶川地震砌体结构震害
砌体结构震害砌体结构墙体是主要承重构件,承受竖向荷载和水平地震作用;砌体具有脆性性质,抗剪、抗拉和抗弯能力都很低,房屋的整体延性较差,因此抗震能力较差。
凡未经合理抗震设计的砌体房屋,破坏均相当严重。
8度到10度区均有倒塌。
房屋底部的地震剪力和竖向荷载均比上部大,底层常为薄弱层,底层墙体破坏重于上部。
房屋底部的地震剪力和竖向荷载均比上部大,底层常为薄弱层,底层墙体叠合塌落。
(9度到10度区)拐角处墙体缺乏构造柱和圈梁拉结,墙体外甩。
墙体缺乏圈梁拉结,纵向墙体外甩楼板脱落。
拐角处墙体缺乏构造柱和圈梁拉结,墙体外甩。
在地震力反复作用下,与地震力方向平行的墙体产生斜裂缝,形成交叉裂缝。
砌体结构典型X形裂缝。
在地震力反复作用下,与地震力方向平行的墙体产生斜裂缝,形成交叉裂缝。
这种在外纵墙的窗间墙上的裂缝是我们理论分析的依据。
更多房屋墙体斜裂缝出现在窗台墙。
砌体抗震承载力验算,竖向压应力有利,窗台墙竖向压应力小,墙体破坏位置转移。
本次调查的砌体结构,交叉裂缝出现在窗间墙的占40%,交叉裂缝出现在窗台墙的占60%。
窗台墙承载力应做验算。
在墙肢顶点位移相同的情况下,剪切墙肢、弯剪墙肢、弯曲墙肢破坏状况。
门窗之间窄墙,抗侧刚度很小,不参与抵抗水平地震作用;门连窗墙肢加宽,有利于抗震。
绵竹市汉旺镇人民政府1985年建造的两栋五层办公楼,单面走廊砌体结构地震时坍塌,邻近两栋房屋仍然矗立。
绵竹市汉旺镇政府邻近两栋建筑,采用唐山地震后提出的外包构造柱、圈梁加固,未发生倒塌。
证明了这一传统加固方法的有效性。
东汽技校一栋教学楼倒塌,加固后教学楼和邻近建筑,采用外包构造柱、圈梁加固未发生严重破坏。
东汽第四附属医院住院部,经抗震鉴定发现里面的砌筑砂浆强度很低,采取外包钢筋混凝土圈梁和构造柱进行加固,地震中表现良好。
其他采用这一传统加固方法加固的砌体结构均较周围建筑破坏要轻,证明了这一方法的有效性。
震前投入必要资金加固,地震时房屋不发生倒塌,保护财产,挽救生命。
汶川地震中部分房屋结构震害原因分析
汶川地震中部分房屋结构震害原因分析特邀专家简介:吕西林同济大学结构工程与防灾研究所所长,教授,博士生导师。
中国建筑学会建筑结构分会副理事长及抗震试验技术专业委员会主任委员;土木工程防灾国家重点实验室学术委员会委员;中国地震学会理事及地震工程专业委员会副主任委员;全国超限高层建筑工程抗震审查专家委员会委员等。
长期从事工程结构抗震及振动控制、高层建筑结构分析与设计理论、结构检测与加固的新技术新方法、重大工程的安全监控等研究。
吕西林:各位代表,大家下午好,很高兴参加这次会议,并且跟大家汇报一下我们在灾区工作的一些情况,我的报告内容有下面四个方面,第一个是现场房屋震害评估及考察;第二是典型震害原因及初步分析,我们这里强调一下是初步分析;第三是对提高建筑物抗震防灾能力的建议;第四是在防震工程中积极采用成熟的高新技术。
第一是现场房屋震害评级及考察。
所有的评估工作很简单,一类房屋是不能用的,有危险的,不能进去的,还有一类是可以用的房子,让大家临时可以住。
这只是应急评估,是我们当时在现场的情况。
我们去的时候,在广元市和青山县的路上,不时有山体滑坡。
这个是地震灾区主要的一些县城,在县城的分布图中,红色的地方是我自己去过的地方。
从地震发生到八月底我去过七次,累计工作时间一个多月,主要是三个任务:一个是房屋应急评估,还有一些政府部门邀请的再评估;第二是我们援建一个都江堰的小学;第三是我们同济大学负责北川地震遗址公园的规划策划。
这个是国家地震现场应急工作队公布的第二套和最终的图,上午谢老师也公布了这个图,大体的内容差不多。
这次地震有两个重灾区,一个是映秀,还有是北川县城为中心的地区。
第二是典型震害原因及初步分析。
我们结合我们看到的情况进行归纳,第一是地震烈度极大是这次地震灾害的主要原因。
这次地震有十个极重灾区,这些灾区震前的设防烈度为七度,这次的烈度达到了八到十一度,这个是大家公认的。
这个是北川县城震后一角,北川县城已经被铁丝网围起来了。
汶川地震砌体房屋破坏现象及分析
汶川地震砌体房屋破坏现象及分析【摘要】近年来,我国先后出现了汶川、玉树等大地震,造成极震区80%~90%以上房屋建筑倒塌或严重破坏,其中砌体房屋震害严重,即使未倒塌也出现严重破坏不能继续使用,造成了巨大的人员伤亡和经济损失。
因此,砌体结构房屋抗震性能的好坏直接关系到人民群众生命和财产安全。
当汶川大地震发生后,针对该地区砌体结构房屋的震后破坏现象进行广泛深入的调查,分析汶川地震后砌体结构房屋震害现象、砌体结构房屋的破坏类型和产生原因,探讨砌体房屋震害规律和影响砌体结构抗震性能的主要因素。
【关键词】汶川地震;砌体房屋;震害规律1.砌体结构在汶川地震中的震害表现全世界的地震灾害对建筑物的破坏性极大。
我国是一个幅员辽阔,人口密集的国家,大多数乡镇农村仍然以砖石砌体结构房屋为主。
2008年5月12日汶川地震约7万人死亡2万人失踪,一些建筑群或临街建筑成片倒塌。
在都江堰市、绵竹县等高烈度区砌体结构震害也比较严重,部分房屋倒塌,多数严重破坏或中等破坏。
汶川地震灾害调查,砌体房屋的主要震害有墙体开裂、房屋整体倒塌、房屋局部倒塌几种情况。
根据汶川地震大量的震害调查结果,多层砌体房屋的主要震害可以归纳为墙体开裂、房屋局部倒塌、房屋整体倒塌。
1.1墙体开裂地震作用后,砌体结构房屋中往往会出现大量的裂缝,但这些裂缝在较长时间内还不稳定,容易引发墙体破坏甚至倒塌。
砌体结构房屋中大多数墙体出现剪切破坏导致的裂缝。
第一种类型是主拉应力引起的剪切破坏裂缝,是墙体在地震产生的剪力作用下,墙体内的主拉应力超过材料的抗拉强度,引起墙体损坏,其裂缝形态是在墙体的中部,即剪应力最大区域首先产生裂缝,向两端沿约45o方向发展,裂缝表现为中间宽、两头尖,存在向两端发展的趋势,裂缝初期一般不会发展到墙体边缘。
这类裂缝一般是先在墙体上出现斜向或交叉斜裂缝,进而出现滑移、错位、破碎、散落,直至丧失承受竖向承载力而倒塌。
1.1.1墙体交叉斜裂缝:主要由于水平地震力墙体中引起的主拉应力超过墙体的抗拉强度所致。
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
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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。
汶川地震建筑物破坏原因分析以及加固技术综述
汶川地震建筑物破坏原因分析以及加固技术综述汶川地震是中国历史上一次严重的地震灾害,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
地震引起了大量建筑物的破坏,这部分是因为地震引起的地面运动和连锁反应导致的。
然而,一些建筑物在地震中相对较好地承受了冲击,这得益于预防性的地震设计和加固技术的应用。
在地震中建筑物破坏的原因主要有以下几个方面:1.地震动力学因素:地震动力学是地震引起的地面运动对建筑物的影响。
地震的震级、震源位置和震中距离等因素都与地震动力学有关。
大地震所造成的地面加速度和速度变化会引起建筑物的摇晃和变形,从而导致破坏。
2.结构设计因素:建筑物的结构设计是决定其抗震性能的关键。
一些建筑物在设计中没有充分考虑地震力的作用,结构设计不合理、刚度不足、抗震能力不强,容易在地震中破坏。
此外,一些老旧的建筑物在建造时没有遵循抗震设计规范,也容易受到地震的损害。
3.施工质量因素:施工质量是影响建筑物抗震性能的另一个重要因素。
建筑物的施工质量直接关系到其结构的稳定性和抗震性能。
如果施工工艺不规范、材料选择不当、施工质量控制不到位等,都会导致建筑物在地震中容易破坏。
为了提高建筑物的抗震性能,人们开发了一系列的加固技术,以增加建筑物的稳定性和抗震能力。
常用的加固技术包括:1.钢筋混凝土加固:通过在现有建筑物的结构中添加钢筋和混凝土,增加其承载力和刚度,提高抗震性能。
2.钢结构加固:在现有建筑物结构中添加钢结构构件,使其承载力和抗震能力得到加强。
3.预应力加固:通过在现有建筑物的结构中施加预应力,提高抗震能力和结构的稳定性。
4.土木加固:通过改变土体的物理和力学特性,增强土体的抗震性能。
除了以上技术外,还有一些其他的加固技术,如隔震、减震等。
这些技术可以有效地提高建筑物的抗震能力,减少地震对建筑物的破坏。
总结起来,汶川地震引起的建筑物破坏主要是由于地震动力学、结构设计和施工质量等因素导致的。
为了提高建筑物的抗震性能,人们开发了一系列的加固技术,包括钢筋混凝土加固、钢结构加固、预应力加固、土木加固等。
多层砌体房屋在“5.12汶川8.0级特大地震”中的震损评定及处理
多层砌体房屋在“5.12汶川8.0级特大地震”中的震损评定及处理摘要:作者收集了“5・12汶川8.0级特大地震”中各种结构类型房屋破损情况的第一手资料。
本文主要对多层砌体房屋在此次地震中的震损情况进行描述,对破坏程度进行了分类,从而得出了破坏等级的划分标准。
并结合具体的实例,对某中等损坏多层砌体房屋进行分析,提出了加固处理意见,给此类破坏的其他同一结构类型的房屋震后加固处理提供了参考依据。
关键词:多层砌体房屋;破坏等级;中等损坏;加固处理1前言2008年5月12日,我国四川汶川发生了里氏8.0级特大地震。
此次罕见的地震造成了大量的人员伤亡,被毁房屋更是不计其数,损失之惨重令人痛心。
2多层砌体房屋的震害描述此次地震造成了大量的房屋倒塌,特别是多层砌体房屋。
受此类型房屋所处场地类别的差异、房屋的设计抗震设防烈度的不同、设计基础形式的不同、施工质量的差异以及房屋的平面布置、层高、构造柱、圈梁的设置差异等不同因素的影响,使得在同一地震烈度区域内的砌体房屋表现出不同的破坏程度。
某些房屋主体结构无明显破坏,仅粉刷层出现极细微裂缝(如图1)。
某些房屋外围地坪及房屋底层地面出现明显的开裂、塌陷现象,房屋内部破坏具有明显的规律性:如六层砌体房屋仅底层结构破坏极严重,其他楼层破坏不明显(如图2)。
某些房屋周围地坪及底层地面没出现裂缝,房屋整体倾斜及相对高程差均在规范允许范围之内,但六层房屋仅二、三层结构破坏严重,其余各层无明显损伤(如图3)。
某些房屋大部分墙体直接倒塌,房屋残余部分极为危险(如图4)。
3多层砌体房屋的破坏等级划分根据以上破坏现象的描述,为指导灾区进行灾后房屋的修复及重建工作,对灾区多层砌体房屋的破坏程度进行划分十分必要。
此次地震震后砌体房屋的破坏程度大致可划分为如下几个等级:3.1极轻微损坏:承重墙体完好,无可见裂缝(粉刷层细微裂缝除外)和明显变形;墙体转角处和纵横墙交接处无松动、脱闪现象;非承重墙体、出屋面楼梯间墙体轻微裂缝;楼、屋盖现浇板无可见裂缝和明显变形;钢筋混凝土预制空心板与墙体搭接处无松动和裂缝;屋盖完好;构造柱、圈梁完好;附属构件(如连接天桥、烟囱、水塔等)有不同程度破坏。
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”。
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汶川地震砌体房屋破坏现象及分析
【摘要】近年来,我国先后出现了汶川、玉树等大地震,造成极震区80%~90%以上房屋建筑倒塌或严重破坏,其中砌体房屋震害严重,即使未倒塌也出现严重破坏不能继续使用,造成了巨大的人员伤亡和经济损失。
因此,砌体结构房屋抗震性能的好坏直接关系到人民群众生命和财产安全。
当汶川大地震发生后,针对该地区砌体结构房屋的震后破坏现象进行广泛深入的调查,分析汶川地震后砌体结构房屋震害现象、砌体结构房屋的破坏类型和产生原因,探讨砌体房屋震害规律和影响砌体结构抗震性能的主要因素。
【关键词】汶川地震;砌体房屋;震害规律
1.砌体结构在汶川地震中的震害表现
全世界的地震灾害对建筑物的破坏性极大。
我国是一个幅员辽阔,人口密集的国家,大多数乡镇农村仍然以砖石砌体结构房屋为主。
2008年5月12日汶川地震约7万人死亡2万人失踪,一些建筑群或临街建筑成片倒塌。
在都江堰市、绵竹县等高烈度区砌体结构震害也比较严重,部分房屋倒塌,多数严重破坏或中等破坏。
汶川地震灾害调查,砌体房屋的主要震害有墙体开裂、房屋整体倒塌、房屋局部倒塌几种情况。
根据汶川地震大量的震害调查结果,多层砌体房屋的主要震害可以归纳为墙体开裂、房屋局部倒塌、房屋整体倒塌。
1.1墙体开裂
地震作用后,砌体结构房屋中往往会出现大量的裂缝,但这些裂缝在较长时间内还不稳定,容易引发墙体破坏甚至倒塌。
砌体结构房屋中大多数墙体出现剪切破坏导致的裂缝。
第一种类型是主拉应力引起的剪切破坏裂缝,是墙体在地震产生的剪力作用下,墙体内的主拉应力超过材料的抗拉强度,引起墙体损坏,其裂缝形态是在墙体的中部,即剪应力最大区域首先产生裂缝,向两端沿约45o方向发展,裂缝表现为中间宽、两头尖,存在向两端发展的趋势,裂缝初期一般不会发展到墙体边缘。
这类裂缝一般是先在墙体上出现斜向或交叉斜裂缝,进而出现滑移、错位、破碎、散落,直至丧失承受竖向承载力而倒塌。
1.1.1墙体交叉斜裂缝:主要由于水平地震力墙体中引起的主拉应力超过墙体的抗拉强度所致。
地震反复作用,即形成交叉斜裂缝。
通常在建筑物横墙、山墙及纵墙的窗间墙出现这种裂缝。
1.1.2竖向裂缝:常发生在纵横墙交接处。
是由于应力集中且受力复杂,致使墙体抗震成为薄弱环节。
1.1.3水平裂缝:常发生在纵向窗间墙的上、下截面处以及楼盖与墙体连接处。
前者是由于地震作用引起窗间墙受弯以及受剪所致,而后者是由于楼盖与墙体锚固差,在地震作用下发生水平错动。
1.1.4窗间墙沉降斜裂缝:当砂土地基液化引起喷水冒砂时,地基就会出现不均匀沉降,从而导致窗间墙两侧出现约45°斜裂缝。
1.2房屋局部倒塌
1.2.1墙角倒塌:因为墙角位于房屋尽端,房屋整体对它的约束作用较弱,同时地震引起的扭转作用在墙角处影响较大,故房屋墙角构造与连接不可靠时易出现倒塌。
1.2.2纵墙倒塌:地震对房屋的作用可能来自任何方向,在双向地震作用下,纵横墙交接处受力复杂,应力集中严重。
若因为设计不当或施工缺陷造成纵横墙连接不可靠,则易出现整片纵墙外山倒塌。
1.2.3楼梯间墙体倒塌:楼梯间墙体受楼板的约束作用减弱,空间刚度差,当地震烈度较高而构造与连接不可靠时,楼梯间易出现倒塌。
1.2.4变形缝两侧墙体倒塌:在地震中,由于变形缝宽度不足,缝两侧的墙体发生相互碰撞,从而导致房屋严重破坏或局部倒塌。
1.3房屋整体倒塌
砌体结构房屋的抗震能力一般相对较低,在历次大地震中震害都较严重.此次汶川地震多数受灾地区的设防烈度为6-7度,且部分地区较早前修筑的砌体结构和底部框架结构未进行抗震设防.而汶川地震中部分受灾地区的实际烈度超过了设防烈度较多,有的地区甚至达到了10度。
在这次大地震中这类房屋的震害很严重。
在北川县城、汶川县漩口镇、映秀镇等极震区80%~90%以上倒塌或严重破坏,一些建筑群或临街建筑成片倒塌,未倒塌的破坏也相当严重而不能继续使用,如图1所示;这种情况主要表现为房屋转角部位局部崩落,或严重开裂;是由于墙体强度不足而倒塌或严重开裂破坏;坡顶瓦屋面的房屋塌顶或连同顶层一起倒塌;一些年代较久的老旧房屋震害更为严重。
图1震后映秀镇房屋倒塌严重
房屋整体倒塌主要有以下几种情况:
(1)底层先倒,上层随之倒塌:多发生在地震作用大,房屋整体性好,而底层墙体整体抗剪承载力不足且连接构造不可靠的情况下。
(2)中,上层先倒,砸塌底层:多发生在房屋整体性较差且连接构造不可靠,上层墙体抗剪承载力过于薄弱的情况下。
(3)上、下层同时倒塌:当地震作用很强,而墙体整体抗剪承载力很低且连接构造差时,多发生上下同时整体散碎坍塌。
(4)楼(层)面板整体塌落:多发生在采用预制楼(层)面层且圈梁和构造柱设置欠缺。
房屋整体性差的情况下。
(5)施工质量差、连接构造不可靠亦导致房屋整体或局部倒塌。
2.砌体房屋震害规律分析
震害的发生是由外部条件(地震动)和内在因素(结构特征)两方面原因促成的。
从地震动的角度考察,地震波包括有水平、垂直、扭转等方向的分量。
因此,与水平地震力作用方向大体一致的墙体,会因为墙体的主拉应力强度达到限值而产生斜裂缝。
由于地震力的反复作用,将形成交叉裂缝。
而与水平地震力作用方向基本垂直的墙体,尤其是房屋的纵墙,则会因出平面的弯曲破坏造成大面积的墙体甩落。
受垂直方向地震力的作用,墙体会因受拉出现水平裂缝。
而在扭转地震力的作用下,房屋的端部、尤其是墙角处易于产生严重的震害。
从结构特征方面考察可以发现:在受力复杂、约束减弱、附属结构等部位,往往是震害易于发生的地方。
通过对汶川及其近年来地震后房屋建筑的破坏现象的调查分析,得出多层砌体房屋的震害规律如下:房屋的层数越多、高度越高,破坏越严重;不同烈度时的破坏部位变化不大,破坏程度有显著差别;墙体承载能力不足产生的X型裂缝或单向斜裂缝;内外墙交接处的破坏:7度时开始有破坏,8度时普遍和严重,9度时可能甩出;墙体转角部位应力集中容易产生破坏,尤其是房屋的四角,兼受扭转等复合应力,特别容易产生破坏,甚至引起倒塌;圈梁未设置或设置不当时,地震时随外墙倒塌而脱落;汶川地震中砌体结构中的构造柱发生压屈、剪切破坏。
有效抑制了墙体开裂,防止结构的倒塌;木屋盖整体性差,地震时木屋架易塌落,顶层墙体破坏严重;预制空心板间如无可靠连接,楼屋盖整体性差,地震破坏严重;山墙开洞较多,削弱墙体强度,地震后破坏严重;楼梯间易发生破坏;屋面局部突出的破坏,如女儿墙偏高,无任何拉结措施,或拉结措施不当,地震时易开裂或闪落;结构体系、布局不合理易引起震害;体系不规则加重地震破坏。
3.结论
本文基于汶川地震砌体房屋的震害现象,结合砌体结构抗震基本理论,在设
计中应该注意的问题,对砌体结构房屋震害现象,砌体结构房屋的破坏类型和产生原因进行了深入分析,提出现有结构的抗震问题以及解决的方法。
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【参考文献】
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注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。