5_12汶川地震高烈度区结构震害调查分析

5 12汶川地震高烈度区结构震害调查分析

郑 鑫1,2

, 陶夏新

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(1 哈尔滨工业大学土木工程学院, 哈尔滨 150090; 2 黑龙江八一农垦大学工程学院, 大庆 163319)

摘 要 结合现场调查结果,介绍并分析了汶川地震震中区附近建筑物震害现象。得到以下主要结论:一些按照国家现行(GB50011-2001) 建筑抗震设计规范 规定设计的建筑物的破坏低于预估破坏,真正做到了 大震不倒 。框架结构的破坏主要集中于梁柱结点区及构件上,整体倒塌的较少,砌体结构的破坏主要是倒塌、局部倒塌、墙体开裂。

关键词 汶川地震;高烈度区;震害调查;框架 中图分类号 TU312 3 文献标识码 B

文章编号 1001-6864(2009)06-0044-03

INVESTIGATION OF SEISMIC HA ZARD OF STRUCTURES IN HIGH

INTENSITY REGION IN 5 12W ENC HUAN EARTHQUAKE

ZHENG Xin 1,2

, TAO Xia -xin

1

(1.School of Civil Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China;2.School of

Engineering,Heilongjiang August First Land Reclamation University,Heilongjiang Daqing 163319,China) Abstract :C ombined with the investigation results,the hazard of building around the epicenter region in Wenchuan Earthquake is introduced.Some conclusions are got:Some buildings designed conforming to the C ode for seismic design of buildings (GB50011-2001)is better than what are anticipated.They did not collapse in severe earthquake.For the fla me structure buildings,joints of bea m and column and members fai-l

ure are prevalent,and only fe w building totally collapses.For the masonry buildings,total collapse,local collapse and crack of wall are the main failure modes.

Key words :Wenchuan earthquake;high intensity region;investigation of seismic hazard;frame

[基金项目] 国家自然科学基金重点项目(50538030)

2008年5月12日14时28分04秒,我国四川省汶川县发生了里氏8 0级特大地震。震中位于北纬31 0 ,东经103 4 ,震源深度14km 。2008年8月29日,中国地震局公布了此次地震的烈度分布图,如图1所示。其中 度区面积约2419km 2,以四川省汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心呈长条状分布,其中映秀 度区沿汶川-都江堰-彭州方向分布,长轴约66km,短轴约20km,北川 度区沿安县-北川-平武方向分布,长轴约82k m,短轴约15k m 。

为了对震中高烈度区土木工程震害和工程地质震害现象做深入了解,于2008年8月随同中国地震局组织的联合考察团赴四川灾区进行现场考察。调查的主要地区为映秀 度区,如图1所示。在考察过程中,详细调查记录与初步分析了高烈度区建筑结构震害。1 一些建筑物的表现超出预期

在对震中区土木工程调查的过程中,我们发现无论烈度大小,建筑物距断层远近,在绝大部分房屋均严重毁损甚至倒塌的地区,仍有一些房屋基本完好或震害轻微。

在国家现行(GB 50011-2001) 建筑抗震设计规范 中,北川、安县、绵竹、汶川及都江堰等地的抗震设防烈度为7

图1 汶川8 0级地震烈度分布图

图2 虹口乡高原村村民住宅度,设计基本地震加速度值为0 10g 。在此次地震中上述大

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低 温 建 筑 技 术2009年第6期(

图3

虹口乡高原村一售楼处

图4 白鹿镇中学教学楼

部分地区的实际烈度超出了设防烈度,甚至有些地区达到了11度。按照以往的经验,似乎所有的地面建筑都应该倒塌,但实质上不但没有出现这种现象,甚至在高烈度区还有很多建筑物基本完好或震害轻微。如图2所示为虹口乡高原村于2007年交付使用的村民住宅,距断层不足30m,但这批建筑基本完好;图3所示为虹口乡高原村一售楼处,周围建筑破坏严重,但这一钢结构建筑基本完好,甚至玻璃都保持完好;图4所示为白鹿镇中学教学楼,距断层不足20m,虽墙体破坏严重,但屹立不倒。

产生这些奇迹的原因可归纳为以下几点: 这些房屋结构受力合理,因此同样情况下震害较轻; 这些房屋的抗震措施完善,整体性较好,具有较高的抗震能力; 避开断层10m 以上的建筑物,采取有效的抗震措施后,可以避免产生倒塌或严重破坏。

2 框架结构的主要破坏形式

框架结构在地震中出现倒塌现象的不多见,但在高烈度区框架局部的破坏比较严重,主要表现在:梁端破坏,如图5所示;柱头、柱脚破坏如图6、图7;梁柱结点的破坏较严重;还发现个别出现梁端剪切破坏现象,如图8所示。

整体来看,高烈度区框架结构破坏程度远远低于砖混结构的破坏。严格按照抗震规范设计、确保施工质量的框架结

构房屋能够满足地震区的抗震设防要求。

图5 梁端破坏

3 砌体结构的主要破坏形式

本次地震对砖混结构的房屋破坏十分严重,破坏方式也不尽相同。在高烈度区,砌体结构房屋倒塌较多,如图9所

示;没有倒塌的,大部分房屋的墙体破坏严重,主要是发生严

图6 柱脚破坏 图7 柱头破坏

图8 梁端剪切破坏

重的X 形裂缝,如图10所示;存在薄弱层的房屋,薄弱层往往成为最先破坏和倒塌的地方,图11所示一在建房屋二层完全倒塌。

图9 砌体结构住宅倒塌图10 住宅墙体X 形裂缝图11 一在建房屋二层倒塌后的情形

这种砌体结构破坏严重的情况比比皆是。出现这种现象的原因很多,除了高烈度区强烈的水平地震动外,本次地震的竖向地震动分量达到了1 1g ,这也是造成砌体结构破坏严重的主要原因。

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