浅析建筑物防震减灾

浅析建筑物防震减灾

摘要：阐述了地震的概念、特点和分类，介绍了地震的发生机理。以汶川地震为例，将地震对建筑物造成的危害分为非结构构件破坏和结构构件破坏，并且提出了建筑物的防震抗震的措施要从政策保障和建筑物本身两方面考虑。

关键词：地震，地震带，发生机理，建筑物震害，防震措施

0引言

由于地震具有波及范围广、无法准确预告、对建筑物危害大、可诱发火山等次生灾害等特点，使得地震成为对人类危害最大的自然灾害之一。特别的，5. 12汶川里氏8级大地震造成了十余万人死亡，上百万人流离失所，也使国家蒙受了惨痛的代价，目前国内外各地质专家、地球物理学家都认为此次地震发生的因素较多，但尚未完全阐明。但是刘丹撰文提到：造成人员伤亡的不是地震，而建筑物的不抗震是更大级别的地震。由此提高建筑的防震抗震水平，是避免造成伤亡的最重要途径。

1．1地震成因

1.1.1地震的概念

地震是地球内部结构发生急剧变化，产生的震波，从而在一定范围内引起地面振动的现象。地球在运动和发展中产生的能量(如转速变化、地幔对流) 使地壳和地幔上层岩层产生了很大的应力集中，日积月累，当应力集中超过某处岩石强度极限时，岩石遭到破坏，产生错动，将积累的应变能转化为波动能，形成构造地震。

1.1.2地震的分类

地震按其发生原因不同可分为五类：1）构造地震。也称“断层地震”。根据板块理论全球分为6大板块，大板块内部包含若干小板块，板块内部稳定，边界在内部岩浆的作用下比较活跃，多火山地震，其成因是由于地壳或岩石圈，少数发生在地壳以下的岩石圈上地幔部位) 发生断层而引起。

2）火山地震。由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。

3）塌陷地震。由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震，往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。

4）人工地震。地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面震动称为人工地震。

5）诱发地震。由于人类的生产活动触发某些断层活动，引起的地震称诱发地震。主要有水库地震，深井抽水和注水诱发地震，核试验引发地震，采矿活动、灌溉等也能诱发地震，其中以水库地震最为常见。

值得一提的是，现今世界范围内所有地震90%以上是板块不稳定引起的构造地震。

1.1.2我国地震特点（汶川地区）

从世界范围看，全球地震活动大致划分三个地震带，即环太平洋地震带、地中海喜马拉雅地震带、海岭地震带。中国地震主要分布在5个区域和2 3条地震带；汶川地处我国一个

大地震带——南北地震带，该地震带从我国的宁夏经甘肃东部、四川西部直至云南，是一条纵贯中国大陆、大致南北方向的地震密集带。同时，汶川地理位置又正好位于龙门山地震带，历史上松潘地区曾经发生七次7级以上的地震，主要是岷江旁边。1933年就发生了一次大的地震，还有1976年松潘7.4级地震，这个地方在历史上就是多震区。

1.1.3汶川地震形成机理分析

中科院地质与地球物理研究所研究员、青藏高原研究专家王二七对此次汶川地震成因分析说，汶川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。印度洋板块向北运动，挤压亚欧板块、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时，也同时向东运动，挤压四川盆地。四川盆地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动性不强，但是可能是处在应力的蓄积过程中，蓄积到了一定程度，地壳就会破裂从而发生地震。陈志明认为，这次汶川里氏8.1级大地震的发生，可能涉及两种成因:首要的原因即印度洋海底的较快扩张，使印度板块以北偏东的方向对青藏板块碰撞与推挤。2001年11、12月在东昆仑山，发生的8.1级特大地震，就是这种应力被阻挡而向东转移的最好例证。此外，由于这次地震发生正处于茶坪山—龙门山的山前与山后大断裂带，特别其后缘即松甘微板块(或地块)所在是4km～5km的大高原，因此引发叠加的第二成因即“板块追尾”伴随着后缘松甘块体向成都平原的重力滑动。于是，在“板块追尾”的基础上，叠加了微壳块的重力滑动，从而引发“宽带状”、“迎冲式”的冲断地震，出现罕见的地震烈度大、中小余震不断和灾害波及面很广的基本征。需要说明的是，笔者所指地壳块(或地壳微板块)的重力滑动，与目前有些学者对汶川地震解析的“大陆碰撞—高原隆起”引发地幔物质向东运动有不同之处:即后者指岩石圈底层的上地幔物质向东流动，而我们指中、上地壳的向东重力滑动。对印度板块与亚洲碰撞后青藏高原上地幔的运动学目前仍然知之甚小，基本上处于推测阶段。据板块层块观和亚板块造貌构造特征分析，一种推测是，大陆碰撞后高原壳下的上地幔，除一部分通过岩浆冷“囊”的快速拆离而沉没于软流圈外，其他主要通过推挤北方亚板块的上地幔而向北方散扩。综合多位专家的观点。首先，汶川地震属于构造地震，由于汶川位于亚欧板块与印度洋板块交界处，地质构造复杂。在印度洋板块挤压亚欧板块的时候，引起了此地区一连串的地址构造连锁反应，造成了汶川地震的发生。但是，由于此地区地形复杂，目前人类科技对地质构造认识还不够清晰，对于汶川地震准确的发生机理还没有确切的答案。

2.地震对建筑物的危害

汶川地震中，通过对四川省不同地区 5 个工程项目的认真勘查，发现在汶川地震中，震害从结构受力的方面来看可分为两类：非结构构件和结构构件的震害。

2.1非结构构件震害

在汶川地震中非结构受力构件震害较为普遍，而且种类较多，受损程度视具体位置各异。按照构件种类划分，主要有以下几种：

2.1.1填充墙震害

各项工程的填充墙体均有不同程度的开裂，其中以框架结构墙体开裂最为严重。墙体开裂的主要部位和形式有：窗间墙X 型贯通型裂缝、填充墙顶部与框架梁底交接处有水平贯通裂缝、混凝土梁支座处临近填充墙体有放射状斜裂缝、沿剪力墙或框架柱高度方向与填充墙交接处有竖向贯通裂缝、门窗洞口及预埋消火栓、电气柜等墙体边角部位有斜裂缝。

2.1.2内、外墙装修面层震害

主要形式有：高层住宅入户大堂的外墙面砖局部脱落；楼底层顶部外墙表面出现贯通斜裂缝，致使面砖整体脱落。厨卫面瓷砖在门窗洞口角部斜裂缝。室内填充墙内在管线埋设位置局部抹灰面层掉落，由于填充墙开裂引起粉刷面层裂缝和掉灰。

2.1.3变形缝震害

主要形式有：两栋塔楼之间抗震缝在外立面上的填充材料沿高度方向通高脱落；其基础与侧向支撑杆锚固端跨越变形缝两侧，致使变形缝两侧墙体错位开裂；变形缝之间建筑垃圾堆积，地震发生时，堆积物成为荷载传递路径，导致两侧相邻钢筋混凝土剪力墙开裂，甚至破坏。

2.2结构构件震害

在汶川地震中，结构构件的破坏也很严重，构件类型主要有：梁、柱和剪力墙等，主要震害有以下几种：

2.2.1楼板震害情况。

主要表现形式有：楼层梁板交接处底部，沿梁长度方向出现通长水平和放射状斜裂缝。屋面挑板板底存在裂缝情况，但据考证，该裂缝在地震前已有，为温度应力引起的，并不影响结构的安全。

2.2.2承重梁震害。

主要表现形式：尚未竣工的工程的框架梁底部和侧面有细微斜裂缝。

2.2.3承重墙柱震害情况。

局部开裂、掉落，甚至有露出剪力墙内钢筋情况。刚施工的剪力墙，表面砂浆面层大块脱落，一般破坏部位常出现在施工缝或混凝土浇捣不密实处。柱的破坏多发生在梁、柱和填充墙体的交接处，框架柱局部混凝土脱落，有甚者在某框架结构出屋面小塔楼梁柱节点的梁底以下200～300mm 范围，柱内混凝土全部压碎掉落，内部仅留被压屈的呈灯笼状纵筋。

2.2.4楼梯间震害情况。

汶川地震中还首次发现，楼梯梯板存在两侧和底部贯通的U 型裂缝，板底钢筋局部被拉断，位于楼梯间四周的梁柱，以及填充墙的破坏情况较其它部位严重。

2.2.5装饰性构架震害情况。

配合景观的装饰柱顶部有面砖，砌块开裂、脱落，地震调查中发现高达10m左右的独立柱，没有采取任何侧向支撑措施，独立柱顶部也没有和上部梁板拉结，完全采用砌块砌筑，