汶川地震中的建筑破坏及相关问题讨论
5·12汶川地震房屋建筑震害分析与思考
2 地 震 作 用 的破 坏 方式
地震作用的破坏方式主要有地震引起的地面振动 和地质灾害两种。这两种破坏方式都与建筑物所处位 置的地质构造和场地条件密切相关。 地震波在不同地质构造 中传播速度和方式是有差 异的,所 以在地面引起的波动和破坏的程度也是不同 的。 总体来看 , 处于断裂构造或褶皱构造 区域 内的建筑
筑 物 的破 坏 ,尤其 是 山 区的建 筑 物 。在 汶川 特 大地 震 中 ,修 建在 滑坡 地 带或 断 裂带 附 近 的建 筑物 在此 次 地 震 中破 坏 非常严 重 , 甚 至在 一 些地 震低 烈 度 区域 , 因选 址不当, 建 筑物 建设 在 滑坡 地 带 , 而使 一 些建 筑 物被 掩 埋 或 冲毁 。
越周期与建筑物 的自振频率 以及地震波的振动频率相
近 时会 引共振效 应 , 也会加 剧建 筑物 的破 坏 。
坏程度 历史 上罕 见 。此次 地震造 成 大量建 筑物毁 坏 , 引
发了众多滑坡 、 崩塌 、 泥石流等次生灾害 , 造成 巨大 的 人员伤亡和经济损失 。 该地震受灾面积达 4 4 万k m , 涉 及四川、 甘肃和陕西 3 省2 3 7 个市县。 地震波及大半个
作者简介 : 王晓刚( 1 9 7 5 一 ) , 男, 汉族 , 甘肃武都人 , 大学本科 , 工程师 , 主要 从 事 防震 减 灾 、 震 灾 预 防研 究工 作 。 通讯作者 : 马成 ( 1 9 8 3 ~ ) , 男, 汉族 , 陕西 子 洲 人 , 大学 本 科 , 工程师 , 主 要从 事 防震 减 灾 、 震 灾 预 防 研 究 工作 。
建 筑设 计
2 0 1 5 年( 第4 4卷) 第 l 1 期
5 ・ 1 2汶川地震房屋建筑震害分析 与思考
汶川地震中工业建筑震害及分析
汶川地震中工业建筑震害及分析张瀑 鲁兆红(四川省建筑科学研究院,成都610081)提要 汶川地震造成了大量工业建筑的损坏,本文结合对一些典型项目的损毁情况,分析了破坏的原因,并提出了今后高烈度区设计与施工的建议。
关键词 地震 工业厂房一、 概述在汶川地震中,有大量的工业建筑在地震中受到损毁,尤其在高烈度区单层排架及网架结构都出现了较严重的破坏,本文结合单层排架结构及网架的震损现象的调查,对震损产生的原因进行分析,对今后的设计与施工提出了建议。
二、 网架震害(一)项目基本情况及损伤本项目为两层钢筋混凝土结构,底层为现浇混凝土框架,二层为混凝土柱及连梁,屋面为网架结构,为了防水的要求,屋面采用压型钢板配筋并浇注80mm 厚混凝土。
二层结构基本柱网为28m ×12m ,结构总高度20 m ,二层柱高为12 m ,结构总长度156m ,由伸缩缝将结构分为两部分,屋面网架亦由两部分组成,平面简图见图1。
在7~8轴线间,由于工艺的需要,取消了整个开间的楼板及8轴线的梁,建筑物两端设置山墙。
图1平面简图地震中,1~8轴线的网架部分整体坍塌,见图2;8`~14轴线网架部分有个别边缘斜杆出现压曲现象,见图3,并有个别支座螺栓被剪断;在8~8`之间的吊车轨道连接处出现明显错位,达52mm 。
两端山墙在地震中未受到损坏。
图2 垮塌现场 图3 斜杆压曲(二)破坏原因分析在本项目中,相同设计与施工的两部分网架在地震中损毁完全不同,其主要原因归结为:1垮塌区由于7~8轴线的开洞及取消8轴线梁削弱了结构局部刚度,而端山墙实际上加大了1轴线侧的刚度,加剧了1~8轴线的刚度不均匀,使得8轴线柱的顶点位移加大,使得该部位附近的网架支座受力较大,发生支座螺栓被剪断或拔出;2本项目由于采用的是重型屋盖体系,当个别支座出现破坏后使得网架整体受力发生较大变化,使屋面局部倒塌演变为屋面网架的整体坍塌。
3网架结构设计并未纳入结构整体分析中,导致对地震作用下网架的支座受力估计不足,支座螺栓连接不能满足要求。
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。
汶川地震村镇建筑震害浅析及抗震建议
汶川地震村镇建筑震害浅析及抗震建议0引言2008年5月12日14时28分,在四川东部龙门山构造带汶川附近发生的8.0级强烈地震惊动了整个世界.不仅给震中区附近造成灾难性的破坏,而且在四川省和邻近省市大范围造成破坏.在此次地震中,沿地震带大部分地区建筑结构均遭受了不同程度的损坏,其中,村镇建筑遭受到的破坏程度最为严重。
村镇建筑的抗震水平可以反映一个国家的整体抗震能力.发达国家,如美国、日本等非常重视民房的地震安全问题,其村镇建筑普遍具有较强的抗震能力。
在发展中国家,由于农村地区地震造成的人员伤亡巨大,各国政府也已开始重视村镇建筑地震安全问题,如哥斯达黎加、洪都拉斯、印度、伊朗、尼泊尔、哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、阿尔及利亚、摩洛哥等国家在村镇建筑抗震技术研究和村镇建筑抗震加固方面进行了程度不同的探索.然而,受经济发展水平的限制,大部分发展中国家尚未将村镇建筑建设纳入国家规范管理范围,对村镇建筑抗震技术推广应用进展较慢,其抗震能力仍普遍低下.在国内,自唐山地震以来,大陆共发生了几十次破坏性地震,其中绝大多数发生在广大农村和乡镇地区.由于广大农村和乡镇地区经济相对落后,农村民居和村镇公共建筑设施防震能力薄弱,在遭受同等地震烈度的条件下,农村人口伤亡和建筑的倒塌破坏程度远高于城市,越贫穷的地区,受灾越严重.自党的十六届五中全会提出建设社会主义新农村的重大历史任务以来,我国村镇正在进行较大规模的基础设施建设.从2005年统计结果来看,全国有595.8×104户村镇农(居)民新建住宅,占总户数的2.27%,全国村镇房屋竣工建筑面积9.78×108m2,其中住宅6.88×108m2.可以看出,我国村镇住宅面积不断增长,村镇建筑抗震能力成为我国防灾减灾事业中的一个重要问题.本文主要针对汶川地震中四川地区村镇建筑结构的震害特点加以介绍,对作者在灾区调研过程中发现的破坏现象加以分析,给出村镇建筑结构抗震设计相关建议,为以后村镇建筑的抗震设计工作提供参考.1汶川地震概况(1)地震的影响范围此次地震震中位于汉川县映秀镇(东经103.40、北纬31.0“),震级Ms=8.O,震源深度14km。
汶川地震中建筑破坏及相关问题讨论
汶川地震中建筑破坏及相关问题讨论“5.12”汶川地震是我国唐山大地震后的又一次毁灭性大地震。
此次地震具有以下特点:震级强,达到里氏8.0级;震源浅,深度约14km,属于浅源地震;烈度高,极震区达到11度,震中区域大都在9~11度,远远超过7度的设防烈度;持时长,最长持时接近300s,其中较大峰值的持时亦在120s左右;范围广,地震区断裂带总长300km,灾区面积44 万km2,其中,重灾区12.5万km2;次生灾害多,山体滑坡、塌方、滚石、泥石流等次生灾害造成了极大伤害;损失大,此次地震死亡6.92万人,失踪1.74万人,2314.3万间房屋损坏,652.5万间房屋倒塌,直接经济损失1.1万亿人民币。
此次地震发生后,本课程主讲教师刘伯权教授、叶艳霞副教授等奔赴灾区,参与了抗震救灾的调研工作(如图1、2),做出了一定贡献。
图1 刘伯权副校长在汶川灾区调研图2 建工学院师生赴宝鸡灾区核查灾情1 地震成因汶川地震发生在青藏高原东缘龙门山逆冲推覆构造带上,是由于南亚板块(印度板块)向北漂移与亚欧板块(扬子板块为其一部分)碰撞、挤压造成的。
青藏高原的隆起源于南亚板块的挤压,而其边缘与扬子板块的挤压则形成了与四川盆地西部平原巨大高差的龙门山脉断裂带,如图3、4。
两个板块边缘的断层由后山断裂(汶川2茂县断裂)、主中央断裂(映秀—北川断裂)、前山断裂(灌县—安县断裂)三条相互近于平行的北东向断裂组成,沿着龙门山脉的汶川—北川—青川一线分布,呈北偏东的走向一直沿伸到甘肃陇南和陕西汉中,在主断层周边分布着小的支系断层。
图3 汶川地震板块运动图图4 龙门山断裂带示意图2建筑物破坏汶川地震造成2314.3万间房屋损坏,其中652.5万间房屋倒塌。
美国科罗多大学的专家指出:“造成伤亡的是建筑物,而不是地震”。
正是这么多建筑物的损坏、倒塌,大大增加了人员的伤亡。
图5 灾区惨景2.1 木结构汶川地震中木结构房屋震害较轻,主要是由于木结构采用榫卯连接,榫头在榫卯节点处可轻微转动,属于柔性连接;柱根直接放在柱基石上,水平震动时柱根可在柱基石上轻微滑动;厚重的屋盖通过穿斗或斗拱的连接方式与内柱、檐柱体系连成一体,保证了木结构房屋的整体性,其主要震害表现为屋面溜瓦、柱脚位移等,如图6。
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。
地震对建筑工程破坏的因素及防治(全文)
地震对建筑工程破坏的因素及防治1汶川大地震对建筑工程破坏的主要因素地震对建筑工程的破坏,XX认为不能单纯从地震本身的性质去分析,除地震强度外,还取决于场地及地基条件、建筑工程结构等一些综合因素。
1.1首要因素当然是建筑工程所在地区的地震震级及地震烈度这次汶川大地震的震级是8级,震源浅为10km左右,震中区烈度高达11度,造成的破坏很严峻。
但震中区外围的市区仅有7度,损失就相对较小。
此外,一些距震中较远的局部地区,烈度高于7度以上,甚至达9一10度,造成的破坏也相当严峻,原因与当地的地质条件有关。
对于浅源地震,震级为4级及4级以上,震中烈度随震级增大而提高,烈700度大于震级,震级越大,烈度越高。
1.2第二个因素是建筑工程所在地区的场地与地基条件根据有关资料,这次大地震的震中区造成的地表位移达几米。
如果建筑工程正好位于断层上,这样大的位移量,即使非常牢固的建筑工程也会被破坏。
相反,如果建筑工程不在断层上,造成的破坏就相对轻一些。
在某乡镇的同一条街上,位于断层带上的建筑工程全部倒塌,而离断层仅几十米的建筑工程虽然有破坏,却没有倒塌。
这次大地震使饱和砂土或粉土发生液化,形成软土震陷现象,表现在某一些建筑工程的基础地基正好位于饱和砂土或粉土上,地震致使建筑工程沉陷,3一4层变成为底层。
汶川大地震发生的区域位于青藏高原向平原过渡地带,地质构造与自然地理条件十分复杂,地震造成的倒塌、滑坡等次生灾害因而非常严峻。
倒塌、滑坡堵塞了河道,形成许多极具威胁的堰塞湖,而局部地区还因为滑坡而掩埋或砸坏大量的房屋,进一步加剧了灾害损失。
1.3第三个因素是建筑工程结构从汶川大地震对建筑结构的影响来看,主要危害是地震产生的水平剪切运动,同样的地面运动,开间比较大的房间所承担的力就比较大,也相对比较容易破裂和倒塌。
坟川大地震区域的某些学校与医院的建筑结构破坏就说明这一点。
1.4第四个因素是建筑工程的施工质量任何地区的建筑工程是有一定的基本设防烈度,在建筑质量没问题的情况下,如果发生的地震对某个地区造成的烈度在基本设防烈度内,建筑工程应当没有问题,出现问题一般是施工质量的问题,质量不好的建筑工程一般比较容易损毁。
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。
从汶川地震砖混结构教学楼倒塌问题的浅析和对建筑安全的思考-6页文档资料
从汶川地震砖混结构教学楼倒塌问题的浅析和对建筑安全的思考一、教学楼倒塌概况:地震是残酷无情的,当汶川大地震中学校教学楼多有倒塌造成在校师生伤亡惨重的悲剧,在媒体报道后曾一度震区教学楼倒塌便公众舆论的焦点。
地震发生时正是学校刚上课的时间,教室又是人员高度密集的场所,因此、造成相对不小伤亡是必然的。
1、早期建设的简易型教学建筑安全度严重的不足、在使用阶段又缺乏管理和维护。
2、建筑物的防震等级与地震有差异,在设计、施工、验收过程中存在缺陷;3、随着人口数量巨增原有教学面积满足不了要求,教室内学生数量严重超员。
4、不排除缺少足够的建设资金的投入,有偷工减料行为而成“豆腐渣工程”工程。
5、任意对教学楼加层就更是增加了在校师生伤亡惨重的的比例。
但在本世纪初新建设的大都在强震区“普九工程”教学楼,却在震后基本完好。
其成功的原因是严格按规范进行设计的,在施工过程中也进行着质量监督和验收的。
二、砖混教学楼结构存在的安全隐患:虽然多层砖混结构的抗震性能较差,其破坏率较高这在大地震中得到了验证,但由于建造砖混类结构房屋较经济:因此在若干年内它仍是民用房屋的一种主要结构形式。
1砖混结构教学楼在结构形式存在的安全隐患:(1)、我们知道任何整体的物体,构成它的各部分的材料都必需彼此匹配。
如果楼层全部采用现浇楼板结构,而没重视到墙体系统的整体刚(强)度,这就形成楼层与墙体系统刚度存在差异,地震发生时只要有一堵横墙倒塌,随之而来就出现连续性的倒塌。
(2)、现行规范中严格地要求在高危震区里:进行在人较集中建筑设计时无论是建筑平面还是结构形式,都应保证建筑的体形简单以免地震来临时,因复杂的建筑体形在造成结构局部应力集中、而导致结构的破坏或次生灾害的发生。
2、砖混结构教学楼因无圈梁和构造柱体系存在的安全隐患:(1)、78版的规范要求在地震区的砖混结构砌体中,必须有完整圈梁和可靠的构造柱体系。
但因缺乏应有的工程质量监督体系而规范要求的内容却没有得到落实。
汶川地震建筑震害的分析与思考
浙江建筑,第29卷,第3期,2012年3月Zhejiang Construction ,Vol.29,No.3,Mar.2012收稿日期:2011-12-23作者简介:刘颖(1982—),女,辽宁大连人,讲师,从事建筑工程技术研究与教学。
汶川地震建筑震害的分析与思考Analysis and Thinking of Building Damage in Wenchuan Earthquake刘颖,李殿平LIU Ying ,LI Dian-ping(大连海洋大学土木工程系,辽宁大连116300)摘要:通过对汶川地震建筑震害分析,针对地震区划、强柱弱梁、填充墙、楼梯间、多道抗震防线等抗震设计问题,对照《建筑抗震设计规范(GB 50011—2001)》(2008版)所规定的抗震概念设计原则进行讨论,总结经验教训,提出设计中应着重注意的问题和概念设计的重要性。
关键词:建筑震害;抗震概念设计;地震区划;强柱弱梁;多道抗震防线中图分类号:TU312+.3文献标志码:B文章编号:1008-3707(2012)03-0017-042008年5·12汶川大地震给地震区各类不同时期建造的建筑和工程设施造成重大破坏,给人民群众带来了惨重的损失,震后汶川总体俯视图见图1。
震害调查表明,经过抗震设防,特别是在1990年后设计建造的建筑表现出良好的抗震性能,即使在地震区实际烈度高出抗震设防烈度3 4度(地震动强度超出预计的10倍)的情况下,除了极个别建筑物外,绝大多数建筑受到中等至严重破坏,但却没有倒塌,真正意义上达到了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标[1];而按之前设计建造的建筑物多数遭受严重破坏。
因此,认真研究震害特征,总结经验,对于建造更为耐震的建筑结构具有重要意义。
本文通过汶川地震建筑震害分析,对照抗震概念设计的“地震区划”、“强柱弱梁”、“填充墙”、“楼梯间”、“多道防线”等要求得到一些启示和思考。
汶川地震震害调查及对建筑结构安全的反思
汶川地震震害调查及对建筑结构安全的反思汶川地震是2008年中国四川省汶川县发生的一次毁灭性地震,给该地区造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
这次地震对于建筑结构安全提出了重要的反思和教训。
1.结构抗震能力不足:汶川地震暴露了许多建筑结构抗震能力的不足。
许多房屋和公共建筑没有设计和建造符合地震安全标准的结构,无法承受地震引发的巨大震力。
2.建筑质量问题:地震发生后,一些建筑物出现严重破坏并坍塌,暴露出建筑质量问题。
其中包括建筑材料的使用、施工工艺的控制以及质量监督的不健全等。
3.地理环境和规划问题:地震震害的调查也揭示了地理环境和城市规划等因素对建筑结构安全的影响。
一些地理条件,如地震活动带、土壤类型等,应纳入设计和规划的考虑,以提高建筑物的抗震能力。
4.建筑文化和技术水平:一些地方的建筑文化和技术水平对地震的准备和应对能力不足。
在地震前,很多人对地震的认识和准备不够充分,缺乏应急预案和逃生意识。
汶川地震震害调查的结果引起了重大反思和改进措施,对提高建筑结构安全产生了积极影响:1.加强抗震设计和规范:根据地震调查结果,加强建筑结构抗震设计和建设规范的制定,确保建筑物能够在地震中保持稳定,确保人员的生命安全。
2.建设抗震设施:加强对公共建筑、重点基础设施等的抗震设施建设,提高它们的抗震能力和灾害应对能力。
3.加强质量监督和施工管理:加强对建筑材料和施工工艺的质量监督,提高建筑质量水平。
加强施工管理,确保施工符合相关规定和标准。
4.提高地震科普和教育:加强地震科普和教育,提高公众对地震的认知和应对能力,培养逃生和自救的意识。
汶川地震震害调查为中国的建筑结构安全提供了重要经验教训,促使政府、建筑行业以及公众更加重视地震安全,加强建筑抗震能力的提升和灾害应对能力的加强。
“汶川”地震对建筑物的影响及给施工带来的启示
“汶川”地震对建筑物的影响及给施工带来的启示摘要:2008年5月12日14时28分,四川汶川境内发生了里氏8.0级地震,这次特大地震造成了大量房屋的倒塌,给社会带来了巨大的经济损失和大量的人员伤亡。
灾区人民流离失所,痛失家园。
作为建筑施工的从业人员来说,这次地震给我们带来了深刻的教训,需要我们从中总结经验教训,加强施工质量管理,为社会建造更多、更牢固的建筑。
关键词:汶川大地震结构施工构造柱圈梁施工缝2008年5月12日14时28分,四川汶川境内发生了里氏8.0级地震,这次特大地震造成了大量房屋的倒塌,给社会带来了巨大的经济损失和大量的人员伤亡。
灾区人民流离失所,痛失家园。
我公司在第一时间组织了专业抢先队伍,携带抢险大型机械设备赶往地震重灾区北川县城,疏通损毁的道路,积极配合解放军展开救援工作,解救受困群众。
2008年6月16日,我公司组织了房屋建筑施工管理人员到灾区考察建筑物受损情况的调查活动,我有幸作为其中的一员参加了这次有意义的活动。
这次大地震给我们建筑施工现场管理提出了更高的要求,从现场倒塌的房屋来看,真是触目惊心。
这次地震也震醒了我们,使我们懂得了施工现场质量管理的重要性,施工节点的关键性。
作为一名技术人员,要加强职业道德,加强现场质量责任心、责任感,绝对不能个人以经济利益而忽视国家和企业的利益,克服图小利、不讲大利的思想,绝不能放松对班组的工序质量管理,要严格按施工图、施工规范、工艺流程进行管理和施工,以提高企业的经济效益。
通过这次对灾区建筑物的现场观摩,要求我们在今后的施工生产中引起高度重视,及时排查各种隐患,杜绝因地震发生的次生灾害而造成更大的损失,为我们在施工中如何确保安全生产提供借鉴。
在以后的工作中吸取经验,按照设计施工图、施工验收规范和工艺流程施工,严把工程质量关,这次地震中建筑物受损严重的部位,是以后施工质量控制的重中之重。
通过这次到灾区对地震造成建筑物的损害调查给我以后施工质量控制带来颇多启示,现总结如下:一、地震对建筑物造成的破坏破坏形式这次到地震灾区考察了许多受损的建筑物,发现了许多建筑物不同程度地受到破坏,通过仔细观察于总结,主要有以下几种破坏情况。
对汶川地震灾区学校建筑抗震的分析和反思
对汶川地震灾区学校建筑抗震的分析和反思摘要:“5.12”汶川里氏8.0级地震造成了大量建筑物倒塌和不同程度的破坏,其中损坏最严重、人员伤亡最大的部门是中小学学校建筑。
文章结合大家搜集的抗震救灾的相关资料,对汶川地震中重灾区学校建筑进行相应分析和反思,最后对学校建筑今后的防震减灾及学校建筑设计提出思考意见和合理建议。
关键词:汶川地震;学校建筑;震害分析我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带中间,是一个多地震国家,汶川8.0大地震再次证明了我国抗震任务的艰巨性,强烈的地震会导致基础设施及建筑物的破坏和倒塌,同时还会引起山崩、滑坡、地基液化、地裂缝、喷砂、冒水等现象,造成大量的人员伤亡和经济损失。
教学楼区一般人口密度高,流动量大而且频繁,由于各种复杂的因素,由地震灾害以及地震引起的次生灾害的可能性和危害性要比其他类型建筑大的多,此次5.12特大地震中,四川省近7000座学校建筑倒塌,大量校舍坍塌导致学生伤亡达数万人,地震引起的学校建筑倒塌和人员伤亡严重,引起社会各界的广泛关注,如何避免中小学建筑的倒塌及其将地震伤亡减至最低程度,成为土木工程界迫在眉睫的一项任务。
1中小学建筑现状及存在的问题1.1中小学建筑现状由于资金有限以及考虑到使用功能,大多数中小学教学楼都采用砌体结构,多道纵墙,然后外加一外挑走廊的典型教学楼模式。
这种形式教学楼的横墙间距约为7~10 m,纵墙间距为5~7 m,层数多为3~4层。
再加上很多教学楼的施工为了缩短工期,不规范的加大建设速度,更有一些不法分子经不住金钱的诱惑,在建造过程中偷工减料,致使教学楼成为了地震灾害中最严重的建筑群。
1.2中小学建筑存在的问题从结构体系来说,产生震撼的原因主要在于多道横墙和两道纵墙,外加一外挑走廊的教学楼模式以及砖砌体本身存在着不足:①此单边悬挑单跨体存在着缺点:竖向荷载作用下,由于严重不对称结构会出现水平侧移,使屋盖粱的弯矩和剪力向外挑廊侧柱头转移,挑廊侧柱轴力大。
汶川地震灾害特征与建筑物震害原因讨论
A m ns ai , e i 0 9 h a . Is t e o atq a e E gn ei , atq a e A mi s ai h n o g P o i e d iirt n B i g 1 0 2 ,C i ;2 ntu f E r u k n ier g E r u k d n t t n o S a d n r n , t o j n 0 n it h n h ir o f vc
了汶川地震灾害特 征; 论了汶川 地震灾 区建筑物 的破 坏和分 布情况与 汶川地震 发震断裂 的关系 。依据 现行建筑 物的抗震 讨
设 防 要 求 与 建 筑抗 震设 计 规 范 , 建筑 物选 址 、 筑抗 震 设 计 及 建 筑 施 工 等 方 面 , 汶 川 地 震 灾 害 中 的 典 型 建 筑 物 破 坏 案 例 从 建 对 及 其 原 因进 行 分 析 讨论 , 提 出相 应 的 防 御 措施 , 为 建 筑 物 的抗 震设 防 工 程提 供 经 验 与依 据 。 并 可 [ 关键 词 ] 汶 川 地 震 ; 震 设 防 ; 震地 表破 裂 ; 震 设 计 ; 震 结 构 体 系 抗 地 抗 抗 [ 图分 类 号 ] P 1. 中 35 9 [ 献标识码] A 文
局地震工程研究院 , 山东 济 南 2 0 1 ) 5 04
[ 摘
要 ] 汶 川 Ms. 8 0地 震 产 生 了 强 烈 的地 表破 裂 变 形 , 引 发 了大 量 的 山 体 滑 坡 、 石 崩 塌 等 次 生 地 质 灾 害 , 成 了 严 重 并 岩 造
的建 筑 物 破 坏 与 人 员 伤 亡 。在 实 地 调 查 汶 川 地 震 地 表 破 裂 、 震 次 生 地 质 灾 害 以及 大 量 建 筑 物 破 坏 情 况 的基 础 上 , 文 分 析 地 本
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。
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”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
汶川地震中建筑破坏及相关问题讨论“5.12”汶川地震是我国唐山大地震后的又一次毁灭性大地震。
此次地震具有以下特点:震级强,达到里氏8.0级;震源浅,深度约14km,属于浅源地震;烈度高,极震区达到11度,震中区域大都在9~11度,远远超过7度的设防烈度;持时长,最长持时接近300s,其中较大峰值的持时亦在120s左右;范围广,地震区断裂带总长300km,灾区面积44 万km2,其中,重灾区12.5万km2;次生灾害多,山体滑坡、塌方、滚石、泥石流等次生灾害造成了极大伤害;损失大,此次地震死亡6.92万人,失踪1.74万人,2314.3万间房屋损坏,652.5万间房屋倒塌,直接经济损失1.1万亿人民币。
此次地震发生后,本课程主讲教师刘伯权教授、叶艳霞副教授等奔赴灾区,参与了抗震救灾的调研工作(如图1、2),做出了一定贡献。
图1 刘伯权副校长在汶川灾区调研图2 建工学院师生赴宝鸡灾区核查灾情1 地震成因汶川地震发生在青藏高原东缘龙门山逆冲推覆构造带上,是由于南亚板块(印度板块)向北漂移与亚欧板块(扬子板块为其一部分)碰撞、挤压造成的。
青藏高原的隆起源于南亚板块的挤压,而其边缘与扬子板块的挤压则形成了与四川盆地西部平原巨大高差的龙门山脉断裂带,如图3、4。
两个板块边缘的断层由后山断裂(汶川2茂县断裂)、主中央断裂(映秀—北川断裂)、前山断裂(灌县—安县断裂)三条相互近于平行的北东向断裂组成,沿着龙门山脉的汶川—北川—青川一线分布,呈北偏东的走向一直沿伸到甘肃陇南和陕西汉中,在主断层周边分布着小的支系断层。
图3 汶川地震板块运动图图4 龙门山断裂带示意图2建筑物破坏汶川地震造成2314.3万间房屋损坏,其中652.5万间房屋倒塌。
美国科罗多大学的专家指出:“造成伤亡的是建筑物,而不是地震”。
正是这么多建筑物的损坏、倒塌,大大增加了人员的伤亡。
图5 灾区惨景2.1 木结构汶川地震中木结构房屋震害较轻,主要是由于木结构采用榫卯连接,榫头在榫卯节点处可轻微转动,属于柔性连接;柱根直接放在柱基石上,水平震动时柱根可在柱基石上轻微滑动;厚重的屋盖通过穿斗或斗拱的连接方式与内柱、檐柱体系连成一体,保证了木结构房屋的整体性,其主要震害表现为屋面溜瓦、柱脚位移等,如图6。
(a) 基本完好(b) 屋面溜瓦(c) 柱脚位移图6 木结构震害图(姚继涛)但农村砖木、石木、土木结构在此次地震中破坏、倒塌很多,如图7。
结构形式主要有穿斗木构架土坯墙房屋、土坯墙木屋盖房屋、砖墙木屋盖房屋等,主要的震害表现为墙体倒塌、屋架塌落、屋盖塌落等。
倒塌原因主要在于农民自建房既无图纸,也无正规施工,从而使整个结构抗震能力低下。
(a) 土坯墙倒塌(b) 石木结构溜瓦、墙倒塌(徐有邻) (c) 屋盖塌落(徐有邻)图7 砖木、石木、土木结构震害图2.2 砌体结构砌体结构是汶川地震灾区大量存在的结构形式,其破坏形式也多种多样,主要形式如图8。
(a) 墙体下部水平裂缝(b) 管道等过于削弱墙体导致破坏(周铁刚)(c) 墙体严重受损破坏(徐有邻)(d) 窗间墙X形裂缝(姚继涛)(e) 窗下墙X形裂缝(刘伯权) (f) 窗间、窗下均出现X形裂缝(姚继涛)(g) 无圈梁、构造柱房屋破坏(h) L形布置房屋转角碰撞破坏(i) 顶层突出部分破坏(姚继涛)(j) 无构造柱砖垛剪坏(徐有邻) (k) 无圈梁构造柱的楼梯间破坏(l) 高差、刚度突变等部位破坏(姚继涛)(m) 梁下墙无构造柱而压裂及受剪破坏(徐有邻) (n) 局部倒塌、预制板悬挂未掉(叶艳霞) (o) 蜂腰部位坍塌(姚继涛)图8 砌体结构破坏状态地震中砌体结构倒塌存在设计、施工等诸方面的不足。
无可厚非的是震中所在区域抗震设防烈度为7度,而实际地震裂度分布如图9。
图9 汶川地震裂度分布除此之外,还有以下原因:结构布置不合理;圈梁、构造柱设置不足,有些结构干脆就没设置;墙体未设置梁垫、拉结钢筋;预制板之间、板与支座之间没有设置可靠锚固;施工材料问题,如图10。
(a) 有圈梁,无构造柱(b) 板端无灌缝、钢筋无锚固(c) 无拉结筋的砌体栏杆板坠落图10 砌体结构破坏(徐有邻)2.3 底框砖房底框砖房在中小城镇为了满足底部大开间的需要,而占有一定的市场分额。
其主要的震害如图11。
主要是下部框架、上部砖房的刚度转换存在不足。
如图11(a)的下部框架过于柔弱而发生柱铰破坏,而(b)图底层框架坍塌,(c)图上部砖房倒塌。
此外底部抗震墙开裂、柱压碎等破坏也很常见。
(a) 底层框架形成柱铰(徐有邻)(b) 底层框架坍塌(c) 上部砖房倒塌(徐有邻)(d) 底层抗震墙开裂(e) 底层柱压碎 (f) 底层框架外墙X裂缝(姚继涛)图11 底层框架结构破坏2.4框架结构钢筋混凝土框架结构被认为是抗震性能较好的结构类型之一,但在汶川地震中同样发生了较为严重的破坏,如图12。
值得注意的几个问题是:强柱弱梁、墙节点弱构件机制未能实现;薄弱层的不确定,尤其是填充墙的影响;短柱破坏;节点箍筋不足、施工质量差等。
其中的原因值得深思。
(a) 柱端箍筋不足、砼破坏(徐有邻)(b) 柱脚砼破坏(徐有邻)(c) 柱端砼压碎、钢筋外鼓(叶艳霞)(d) 节点破坏(徐有邻)(e) 众多柱端铰破坏(叶艳霞) (f) 楼梯间短柱发生破坏(叶艳霞)(g) 梁段剪切裂缝,填充墙破坏(姚继涛) (h) 仅填充墙开裂(徐有邻)(i) 框架结构整体倒塌图12 框架结构破坏2.5 大跨结构大跨结构主要有工业厂房,体育馆,大礼堂等结构。
其中采用轻钢屋盖的结构抗震性能较好,破坏较轻;而采用大型屋面板的结构由于屋盖较重,破坏较多,如图13。
(a) 屋面板支点处屋架开裂(姚继涛)(b) 剪刀撑端部节点破坏(姚继涛)(c) 轻钢屋架斜撑弯曲,破坏较小(姚继涛)(d) 厂房山墙倒塌(姚继涛) (e) 砖垛立柱破坏,目屋架坠落(徐有邻)(f) 上柱折断、屋架塌落(徐有邻)图13 大跨结构破坏2.6 构筑物烟囱、水塔、航站楼等结构物在地震作用下受力尤为不利,破坏状况如图14。
(a) 机场调度塔轻微损伤(徐有邻) (b) 导航雷达站轻微受损(徐有邻) (c) 烟囱开裂(姚继涛)(d) 水塔底部开裂(姚继涛) (e) 信号发射塔钢构件断裂(姚继涛) (f) 古塔塔顶破坏(姚继涛)图14 构筑物破坏3 震害原因及所需研究的问题3.1 城镇选址问题汶川地震发生在青藏高原东缘与南中国板块交界的龙门山断裂上,属于地震常发地段。
此次地震中,滑坡、崩塌、泥石流、堰塞湖等地震灾害比较严重,由于地震灾区的特殊地理位置和地质灾害,不仅对村镇建筑造成了巨大的破坏,并且给震后的救援工作带来了非常大的困难。
重视城镇的选址,避开非岩质的陡坡,突出的山嘴,高耸的山包;避开活动断层,可能发生滑坡、山崩、地陷的地段;避开饱和砂层、软弱土层、硬软不均的土层;避开靠河流古道两岸的地区。
合理安全的做好村镇的选址,可以很大程度上减轻地震作用下次生灾害带来的损害。
3.2 村镇建筑管理问题汶川地震中倒塌的民居绝大部分为进过正规设计、施工,建筑材料性能较差,建筑抗震能力较低。
这与我国现有的法律法规没有将绝大部分村镇建设活动纳入调整范围有很大关系。
因此首先需完善现有法律法规,尽快出台关于村镇的规划和建设的相关细则;其次,在大力培养建筑专业技术人才的同时,可通过发展标准图集完善村镇抗震建设技术标准,加大对村镇建筑专业技术服务力度;再次,从当地的实际情况出发提高村镇抗震能力,制定相适应的管理措施,推动村镇抗震防灾示范工程建设,将村镇抗震管理纳入村镇建设管理体系;对已建成的村镇建筑进行抗震鉴定和地震安全性评估排查,对存在隐患的村镇房屋进行抗震加固,同时建立新建工程设防的主线地位,实施正规的设计,施工和管理,从而使其达到抗震设防要求;最后,制定各项经济激励政策措施,鼓励村镇民居按规范施工,加强教育培训和宣传。
3.3 结构概念设计问题汶川地震表明:抗震设计中的概念设计对于结构抗震性能具有重要意义,一幢抗展性能优良的建筑除了进行必要的结构计算之外, 更为重要的是概念设计。
对于结构工程师来说, 抗震概念的准确把握要比会用软件要求高得多。
首先,因考虑工程结构的场地条件和场地土的稳定性,选择有利的场地作为建设场地;其次,结构应具有整体性和抗展设防多道防线,体型规则、受力均匀、整体稳定性好、具有足够冗余度;最后,须保证非结构构件,如隔墙、填充墙、围护墙、吊顶等,与结构构件可靠连接,防止其破坏伤人。
3.4 建筑物薄弱层的确定问题汶川地震倒塌建筑很大一部分是由于结构存在薄弱层(如图11a、b、c,图12c、e),比较典型的是框架结构底层无填充墙和维护墙,直接形成薄弱层,但现行设计规范在设计中不考虑填充墙对结构刚度的影响,从而人为造成了设计上不存在而实际存在的“薄弱层”;另外对于存在转换层的结构,如底框结构在转换层处发生破坏。
针对薄弱层结构的研究主要需从以下几个方面进行:(1)对框架结构填充墙的刚度进行研究,分析其对结构抗震性能的影响和对结构抗侧刚度的贡献,建立薄弱层结构刚度计算方法。
(2)研究填充墙与主体结构之间的可靠连接方式,开发节能环保的新型填充墙结构。
(3)对转换层刚度突变问题进行研究,充分考虑各种影响因素,分析地震作用下发生破坏的作用机理,建立合理的刚度计算方法。
3.5 强柱弱梁机制的实现问题汶川地震再次证明现行设计规范无法保证“强柱弱梁”机制的实现,因此需进一步研究如下几个问题:(1)当前仅通过框架梁刚度放大系数来调整楼板对其刚度的贡献存在不足,需综合考虑各种因素的影响,合理调整框架梁刚度。
(2)结构跨度增大使得框架梁截面尺寸很大,从而造成梁自身刚度很大,应研究柱梁刚度比对“强柱弱梁”机制的影响。
(3)对框架梁弯矩调幅系数、柱端弯矩放大系数进行研究,综合考虑各种影响因素,确定更为合理的系数取值。
(4)研究合理的构造措施,延缓柱铰出现的时间,避免人员疏散之前出现倒塌。
3.6地震作用的计算中国规范与国外规范相比,地震作用取值偏低,且依据设防烈度取值,竖向地震作用考虑范围较小,针对此问题需进行以下几个方面的研究:(1)中国规范地震作用的取值依据各地抗震设防烈度来选取地震加速度,而实际地震的烈度与设防烈度差异明显,如何建立考虑场地条件、建筑结构、历史地震等因素的科学合理的设防烈度值得深思。
(2)针对实际地震烈度与设防烈度差异很大的问题,寻求以地震烈度区划为参考,依据建筑物重要性划分合理的安全等级,由安全等级确定设防标准的新的抗震设防体系。
(3)地震震害多次表明竖向地震作用不可忽视,并且美国规范对抗震设计的建筑均考虑竖向地震作用。
因此,针对我国规范,需研究考虑扩大竖向地震作用的计算范围以及合适的简化计算方法、构造措施。