建筑物震害特征与机理分析
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参考文献 ：
不同于砌体结构 ， 框架结 构的震 害机理主要表现 为： （ １ ） 框架柱上下端出现塑性铰 ， 是由于框架结构采用 “ 强 柱弱 梁 、 强 剪弱 弯 、 强 节 点强 锚 固” 的设 计 原 则所 导 致的； （ ２ ） 底层形成薄弱层 。出于对建筑物使用功能的 考虑 ， 将其建成下部为商业用房或车库、 上部为住宅等 形式 ， 相对上部其他楼层 ， 底层填充墙较少 ， 甚至没有填 充墙 ， 导致 层 间 侧 移 刚 度 相 差 较 大 ， 因此 ， 在 地震 发 生 时， 建筑物 的侧移主要发生在底层， 使之成为薄 弱层 ； （ ３ ） 短柱破坏 ， 主要是 由于结构布置不合理 以及填充墙 对框架梁、 柱产生约束效应， 限制构件的变形， 形成短柱 而发生破坏 ； （ ４ ） 填充墙破坏 ， 主要与填充墙所用的砌块 材料 、 填充墙的几何形状 、 填充墙与 主体结构 的连接情 况 等 因素有关 。
图 １ 房屋整体或局部倒塌
地抗震设防烈度； 且当地多数房屋年代已久， 没有进行抗 震设计 ， 所 以发生地震 时房 屋破坏 、 倒塌 非常严重 。据初
２ ． １ ． ２ 框架结构震害特征
＊ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ ２ — ０ ３
第一作者简介： 周晓 （ １ ９ ５ ６ 一 ） ， 男（ 汉族） ， 安徽芜湖人， 高级工程师、 国家注册投资咨询工程师， 现主要从事建筑设计管理工作 。
一Hale Waihona Puke 损坏， ６ ５ ０ 多万间房屋倒塌。灾区房屋结构型式主要为砌 体结构、 框架结构和底框砌体？ 昆 合结构， 不同的结构型式 所表现 的抗震性能和破坏程度有 很大的差异 。 ２ ． １ ． １ 砌体 结构震 害特征 ２ ０ 世 纪后半 叶 ， 在 我 国学 校 、 医院、 办 公楼 和住 宅 等建筑物多数采用砌体结构。由于砌体结构材料属 于 脆性材料， 具有很低的抗拉 、 抗剪和抗弯能力 ， 其抗震性 能 明显低于钢 筋混凝 土框架结 构 ， 因此此 次地震 中砌体 结构房屋破坏尤为严重。砌体结构主要震害有 ： （ １ ） 房 屋整体或局部倒塌（ 见图 １ ） ； （ ２ ） 墙体破坏（ 见图 ２ ） ， 墙 体产生水平裂缝或“ ｘ ” 形裂缝 （ 见图３ ） ； （ ３ ） 纵横墙交接
震能力 。 （ ３ ） 适度提高学校 、 医院等公共建筑 的抗震设 防标 准。公共场所人群密集 ， 建筑物一旦发生倒塌后果严重 ， 所以对老的公共建筑应做好鉴定、 修复和加固工作， 对需 要拆除重建及新建的公共建筑应在当地设防标准的基础 上结合各地的实际情况 ， 适当提高其抗震设防标准。 （ ４ ） 适 当提高公 路 、 桥 梁 等基 础设 施 的抗震 设 防标 准。汶川地震发生 在连绵 山区， 地震作用造成 大量道 路、 桥梁破坏 ， 给震后救援工作增加了很大 的难度， 无数 生命都错过 了最佳救治时间。因此基础设施等生命线 工程应适当提高其抗震设防标准。
中图分类号 ： Ｔ Ｕ３ ５ ２ 文 献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ Ｏ １ ３ ） ０ ２ —０ １ ６ ６ —０ ４
１ 概 述
步调查统计结果表 明 ， 汶川地 震 已导致 ２ ３ ０ ０多万 间房屋
地震是一种灾害性 自 然现象 ， 给人类造成惨重 的人 员伤亡和巨大的经济损失。据不完全统计 ： ２ ０ 世纪全 球地震死亡人数约 １ ７ ０ 万人 ， 占各类 自然灾害死亡人数 的５ ４ ， 直接经济损 失达 ４ １ ０ ０亿美元 ， 间接 经济损失 超过万亿美元 。我国是世界上地震多发的国家之一， 有 半 国土为 ７度 以上 的高烈度 地震 区 ， 其 中包 括三 分之
２ 建 筑物震 害特征
地震震害可分为直接震害和间接震 害， 直接震害又 分为工程结构的破坏和地表破坏。工程结构的破坏是 由于地震 动产 生的结构 物 的惯性 力引起 的破坏 ， 属 于动 力作 用 范畴 ， 包括 建筑 物和构筑 物 的破 坏 。
２ ． １ 汶川地震 中建筑 物震 害特 征
１ ６ ６
西部探 矿工程
２ ０ １ ３年第 ２ 期
・
隧道 与建 设 工 程 ・
建筑 物震 害特征 与机 理分 析
周 晓 ， 夏 京
（ 中铁芜湖建筑设计研究院有限公司， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ ） 摘 要： 通过对汶川地震和唐山地震中建筑物的震 害进行调查和分析 ， 结合振动台试验中建筑物表现 出的震 害特征 ， 总结 了建 筑物震 害的特征 和机理 ， 提 出了减 小建 筑物 震 害的建议 ， 为今后 建 筑 物 的加 固和灾后重建提供一些参考。 关键 词 ： 汶川地震 ； 建筑物 震 害； 振 动 台试 验 ； 加 固； 重建
处破坏 ； （ ４ ） 楼（ 屋） 面 凸 出结构 破坏 （ 见图 ４ ） 。
二的百万以上人 口 大城市和 ２ ３ 个省会城市 ， ２ ０ 世纪 ５ Ｏ 年代以来， 我国所有 自然灾害死亡人数 中， 地震灾害死 亡人数所 占的比例最大， 接近一半。为 了抵御地震灾 害、 减少地震震害带来 的损失 ， 分别对汶Ｊ ｒ ｆ 地震和唐山 地震的震害进行了分析 ， 并结合振动台试验成果 ， 得到 了一些 启示 。
２ ０ １ ３ 年第 ２ 期
西部探矿工程
１ ６ ９
是因 为纵横墙 交接 部位 缺乏抗震 构造 措施 ， 且交 接处受
力复杂 ， 容易发生应力集 中； （ ４ ） 在地震作用下， 有些砖 砌的女儿墙 、 走廊护栏等结构遭到破坏 ， 主要是因为这 些结构缺乏抗震构造措施 ， 使其与楼板接触部位抗剪强
度 过低 ， 导致破 坏 。
３ ． ２ 框 架结构 震 害机理 分析
基本设计原则和设计思想， 进行建筑和结构总体布置并 确定 细部构 造 。建筑设 计 方 面应 尽 量 使建 筑 形 体及 其 构件布置规则； 结构设计应具有明确的计算简图和合理 的地震作用传递途径 ， 对薄弱部位应采取措施提高其抗
２ ０ ０ ８ 年 ５月 １ ２日 １ ４时 ２ ８ 分， 四川 省汶 川县 发 生
里氏 ８ ． ０级 特 大 地 震 ， 震 中位 于 汶 川 县 映 秀 镇 （ 北 纬 ３ １ ． ０ 。 ， 东经 １ ０ ３ ． ４ 。 ） ， 这是 新 中国成立 以来破 坏力 最强 、
波及范围最广、 救援难度最大的一次地震 。 汶川地震发生在地壳脆一韧性转换带 ， 震源深度为 １ ４ ｋ ｎ， ｉ 属于浅源地震 ， 危害极大； 其震级巨大， 超过 了当
不同于砌体结构 ， 框架结 构的震 害机理主要表现 为： （ １ ） 框架柱上下端出现塑性铰 ， 是由于框架结构采用 “ 强 柱弱 梁 、 强 剪弱 弯 、 强 节 点强 锚 固” 的设 计 原 则所 导 致的； （ ２ ） 底层形成薄弱层 。出于对建筑物使用功能的 考虑 ， 将其建成下部为商业用房或车库、 上部为住宅等 形式 ， 相对上部其他楼层 ， 底层填充墙较少 ， 甚至没有填 充墙 ， 导致 层 间 侧 移 刚 度 相 差 较 大 ， 因此 ， 在 地震 发 生 时， 建筑物 的侧移主要发生在底层， 使之成为薄 弱层 ； （ ３ ） 短柱破坏 ， 主要是 由于结构布置不合理 以及填充墙 对框架梁、 柱产生约束效应， 限制构件的变形， 形成短柱 而发生破坏 ； （ ４ ） 填充墙破坏 ， 主要与填充墙所用的砌块 材料 、 填充墙的几何形状 、 填充墙与 主体结构 的连接情 况 等 因素有关 。
图 １ 房屋整体或局部倒塌
地抗震设防烈度； 且当地多数房屋年代已久， 没有进行抗 震设计 ， 所 以发生地震 时房 屋破坏 、 倒塌 非常严重 。据初
２ ． １ ． ２ 框架结构震害特征
＊ 收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ － １ ２ — ０ ３
第一作者简介： 周晓 （ １ ９ ５ ６ 一 ） ， 男（ 汉族） ， 安徽芜湖人， 高级工程师、 国家注册投资咨询工程师， 现主要从事建筑设计管理工作 。
一Hale Waihona Puke 损坏， ６ ５ ０ 多万间房屋倒塌。灾区房屋结构型式主要为砌 体结构、 框架结构和底框砌体？ 昆 合结构， 不同的结构型式 所表现 的抗震性能和破坏程度有 很大的差异 。 ２ ． １ ． １ 砌体 结构震 害特征 ２ ０ 世 纪后半 叶 ， 在 我 国学 校 、 医院、 办 公楼 和住 宅 等建筑物多数采用砌体结构。由于砌体结构材料属 于 脆性材料， 具有很低的抗拉 、 抗剪和抗弯能力 ， 其抗震性 能 明显低于钢 筋混凝 土框架结 构 ， 因此此 次地震 中砌体 结构房屋破坏尤为严重。砌体结构主要震害有 ： （ １ ） 房 屋整体或局部倒塌（ 见图 １ ） ； （ ２ ） 墙体破坏（ 见图 ２ ） ， 墙 体产生水平裂缝或“ ｘ ” 形裂缝 （ 见图３ ） ； （ ３ ） 纵横墙交接
震能力 。 （ ３ ） 适度提高学校 、 医院等公共建筑 的抗震设 防标 准。公共场所人群密集 ， 建筑物一旦发生倒塌后果严重 ， 所以对老的公共建筑应做好鉴定、 修复和加固工作， 对需 要拆除重建及新建的公共建筑应在当地设防标准的基础 上结合各地的实际情况 ， 适当提高其抗震设防标准。 （ ４ ） 适 当提高公 路 、 桥 梁 等基 础设 施 的抗震 设 防标 准。汶川地震发生 在连绵 山区， 地震作用造成 大量道 路、 桥梁破坏 ， 给震后救援工作增加了很大 的难度， 无数 生命都错过 了最佳救治时间。因此基础设施等生命线 工程应适当提高其抗震设防标准。
中图分类号 ： Ｔ Ｕ３ ５ ２ 文 献标识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ４ —５ ７ １ ６ （ ２ Ｏ １ ３ ） ０ ２ —０ １ ６ ６ —０ ４
１ 概 述
步调查统计结果表 明 ， 汶川地 震 已导致 ２ ３ ０ ０多万 间房屋
地震是一种灾害性 自 然现象 ， 给人类造成惨重 的人 员伤亡和巨大的经济损失。据不完全统计 ： ２ ０ 世纪全 球地震死亡人数约 １ ７ ０ 万人 ， 占各类 自然灾害死亡人数 的５ ４ ， 直接经济损 失达 ４ １ ０ ０亿美元 ， 间接 经济损失 超过万亿美元 。我国是世界上地震多发的国家之一， 有 半 国土为 ７度 以上 的高烈度 地震 区 ， 其 中包 括三 分之
２ 建 筑物震 害特征
地震震害可分为直接震害和间接震 害， 直接震害又 分为工程结构的破坏和地表破坏。工程结构的破坏是 由于地震 动产 生的结构 物 的惯性 力引起 的破坏 ， 属 于动 力作 用 范畴 ， 包括 建筑 物和构筑 物 的破 坏 。
２ ． １ 汶川地震 中建筑 物震 害特 征
１ ６ ６
西部探 矿工程
２ ０ １ ３年第 ２ 期
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隧道 与建 设 工 程 ・
建筑 物震 害特征 与机 理分 析
周 晓 ， 夏 京
（ 中铁芜湖建筑设计研究院有限公司， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ ） 摘 要： 通过对汶川地震和唐山地震中建筑物的震 害进行调查和分析 ， 结合振动台试验中建筑物表现 出的震 害特征 ， 总结 了建 筑物震 害的特征 和机理 ， 提 出了减 小建 筑物 震 害的建议 ， 为今后 建 筑 物 的加 固和灾后重建提供一些参考。 关键 词 ： 汶川地震 ； 建筑物 震 害； 振 动 台试 验 ； 加 固； 重建
处破坏 ； （ ４ ） 楼（ 屋） 面 凸 出结构 破坏 （ 见图 ４ ） 。
二的百万以上人 口 大城市和 ２ ３ 个省会城市 ， ２ ０ 世纪 ５ Ｏ 年代以来， 我国所有 自然灾害死亡人数 中， 地震灾害死 亡人数所 占的比例最大， 接近一半。为 了抵御地震灾 害、 减少地震震害带来 的损失 ， 分别对汶Ｊ ｒ ｆ 地震和唐山 地震的震害进行了分析 ， 并结合振动台试验成果 ， 得到 了一些 启示 。
２ ０ １ ３ 年第 ２ 期
西部探矿工程
１ ６ ９
是因 为纵横墙 交接 部位 缺乏抗震 构造 措施 ， 且交 接处受
力复杂 ， 容易发生应力集 中； （ ４ ） 在地震作用下， 有些砖 砌的女儿墙 、 走廊护栏等结构遭到破坏 ， 主要是因为这 些结构缺乏抗震构造措施 ， 使其与楼板接触部位抗剪强
度 过低 ， 导致破 坏 。
３ ． ２ 框 架结构 震 害机理 分析
基本设计原则和设计思想， 进行建筑和结构总体布置并 确定 细部构 造 。建筑设 计 方 面应 尽 量 使建 筑 形 体及 其 构件布置规则； 结构设计应具有明确的计算简图和合理 的地震作用传递途径 ， 对薄弱部位应采取措施提高其抗
２ ０ ０ ８ 年 ５月 １ ２日 １ ４时 ２ ８ 分， 四川 省汶 川县 发 生
里氏 ８ ． ０级 特 大 地 震 ， 震 中位 于 汶 川 县 映 秀 镇 （ 北 纬 ３ １ ． ０ 。 ， 东经 １ ０ ３ ． ４ 。 ） ， 这是 新 中国成立 以来破 坏力 最强 、
波及范围最广、 救援难度最大的一次地震 。 汶川地震发生在地壳脆一韧性转换带 ， 震源深度为 １ ４ ｋ ｎ， ｉ 属于浅源地震 ， 危害极大； 其震级巨大， 超过 了当