汶川地震典型框架结构震害分析及防倒塌措施研究
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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,我的主要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,⼀⽅⾯是什么房屋是不能⽤的,有危险的,不能进去的,还有⼀类是可以⽤的房⼦,让⼤家临时可以⽤,这只是应急评估,这是我们当时在现场的情况,我们去了以后,是在⼴元市和青⼭县的路上,这个路上不时有⼭体滑坡,这个是地震灾区主要的⼀些县城,这是县城的分布图,红⾊的地⽅是我⾃⼰去过的地⽅,从这个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。
第⼆个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⼀个归纳,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围起来了,这些照⽚看到,有的房⼦还是可以⽤的,这个是新城区,这个是⽼城区,实际上这些房⼦到⾥⾯看的话,就⽐较惨了,有的已经破坏的⾮常严重了,这个是办公楼两层都倒塌了,上⾯还可以⽤,这个房⼦中有些⼈还是可以逃出来的,这个是滚⽯砸向房屋,这个是⼭体滑坡引起的,还有⼀些更惨的照⽚,第⼆个是未设防的旧房屋倒塌和破坏严重,但是按照国家规范和标准正常设计施⼯和正常使⽤的房屋都具有很好的抗震能⼒,这个是青川县城,是5⽉18号我们拍的,这个是没有设防的房屋,这个是新规范的房屋,对⽐⾮常明显,这是⼀些⽼房⼦和新房⼦的对⽐,这是⼀个青川县城的⼀个2001年按照规范设计和建筑的,他也没有什么⼤的破坏,这是在青川县城⾥⾯的⼩学建筑,没有⼀个校舍倒塌,基本没有⼤的破坏,也是按照新规范设计的,另外是青川中学,也是没有任何⼤的破坏,只是⼀些⼩的裂缝。
浅淡对四川震灾的建筑震害分析与对策研究摘要:研究分析了四川汶川地震后房屋破坏的原因,提出相应的对策,供同行参考。
关键词:框架结构震害分析监理质量控制对策2008年5月12日14时28分,在四川汶川发生的里氏八级特大地震,持续时间仅仅5分钟,1500万间建筑物瞬间倒塌,69226人活活被压死,17923人失踪,直接经济损失达1500亿元,震惊全世界。
震后笔者受单位派遣汶川赈灾,同时对现场倒塌建筑物的破坏情况进行全面仔细的考察和分析,得出以下结论:地震破坏集中在对结构体系布置不当、建筑抗震措施和抗震构造措施不当、施工质量偷工减料、不按抗震规范、设计图纸施工等等问题上。
所以,作为工程建设监理单位,除了在生产程序、影响因素和施工阶段三个方面严把质量关外,还应该重点把握房屋建筑抗震设计概念、节点构造,尽量将施工图的疑点、难点解决在施工之前。
现场破坏的建筑物大多为多层或高层钢筋混凝土框架结构,笔者作为监理工程师,谈谈对框架结构破坏成因和抗震对策研究及监理要点,供同行参考。
一、框架结构平面刚度分布不均、不对称,竖向刚度突变产生的震害案例:某街底部框架结构商住楼,平面形状凹凸复杂。
地震后,底层多数钢筋混凝土柱顶端产生水平裂缝,混凝土局部压碎,外纵墙在窗口产生交叉裂缝,凹转角墙角错缝达5cm。
原因分析:建筑平面形状复杂,结构平面刚度不对称,凹转角墙角由于地震引起扭转造成破坏;底部框架结构竖向刚度突变,刚度变小的楼层产生较大变形。
监理质量控制对策:临街商住楼因使用要求,建筑平面布置不规则,往往在底层设置铺面等大宽度门洞,房屋的顶层设置大会议室、舞厅等空旷房间,楼梯间许多都设置在房屋的尽端和转角处,建筑物沿竖向突然变化,导致结构竖向刚度突变。
这类“上刚下柔”的房屋,抗震性能较同高度的多层砖混结构还低。
由于我国国情限制,此类房屋依然普遍兴建。
监理这类房子时,应建议在薄弱位置采取加强措施(设置构造柱和圈梁,其截面尺寸、竖向钢筋及箍筋、连接措施等要符合抗震规范规定;或对薄弱部位进行专门研究处理)。
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。
工程抗震与加固改造2009年10月度。
由此可见,部分地区的实际地震烈度已达到本地区设防水准的罕遇地震,部分地区则大大超过当地设防水准的罕遇地震。
从各地的震害看,经过抗震设计的房屋基本上经受住了地震考验。
在中低影响烈度区,如德阳市、绵阳市和广元市,影响烈度虽然已达到设计的罕遇地震,但建筑物基本完好或轻微破坏。
而高影响烈度区,影响烈度达到或超过设计罕遇地震的地区,如都江堰市,有一些建筑倒塌或严重破坏,倒塌建筑分散,没有出现集中大面积倒塌的现象。
在震中区的北川县和映秀镇,地震影响烈度高达11度,全部倒塌和部分倒塌的建筑数量较多,但仍可看倒数量不少的未倒塌房屋,这些房屋为研究特大地震时房屋的抗倒塌,提供了很好的案例。
在倒塌和严重破坏的结构中,钢筋混凝土框架结构一直是被认为抗震性能较好,因此其破坏倒塌的原因受到结构工程师的格外关注。
本文通过框架结构震害介绍和分析,探讨汶川地震中钢筋混凝土框架产生倒塌和破坏的原因以及解决办法,以期对设计人员有所帮助。
2框架结构震害震区的框架结构用于商业建筑、办公楼、学校教学楼和住宅,总体看框架结构表现良好,特别是高层框架发生倒塌破坏的很少。
如都江堰国堰宾馆为12层框架结构(图1),地震中结构只是柱头和梁端上有些裂缝,填充墙部分损坏,而它抵御的是8~9度的实际地震烈度。
3。
6层的低层框架的表现不如高层框架,出现了多种破坏类形。
图1都江堰国堰宾馆Fig.1GuoyanHotelinDujialigyan2.1框架结构整体倒塌图2为都江堰市完全倒塌的3层框架,调查发现,框架柱截面较小,梁截面较大,同时梁中的配筋明显比柱中配筋大得多(图3)。
图4为底部1—2层倒塌的5层框架结构,该建筑临街,底层层高较高,作为商业用房,比较空旷,2层以上为居民住宅。
图5为6层单跨框架,2~5层近一半倒塌,这种结构形式在2001年颁布的高规中已明文规定不宜采用。
图2完全倒塌的3层框架Fig.2IntegralCollapseofthreestoryframe图3倒塌框架梁柱节点Fig.3Thejointofcolumnandbeamofthecollapseframe2.2框架结构产生薄弱层破坏这是本次地震中框架破坏数量较多一种形式。
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。
从汶川地震看框架结构设计中抗震设防要点通过2015年度工程类继续教育培训,老师生动的讲述了汶川地震震后一些特殊典型破坏的案例,使我对建筑结构抗震设计有了更直观和深刻的认识和了解!下面简单谈谈我对本次继续教育的认识和收获!2008年5月12日,我国四川省汶川县发生8.0级特大地震,震中烈度11度,当地建筑遭受严重破坏并造成巨大的人员伤亡和财产损失。
震后,大量的科研工作者及一线设计人员多次深入地震灾区,开展震害调查及震后修复工作。
并结合地震灾害情况,对我国现行的建筑抗震设计规范进行了完善,为日后的工程设计提供更可靠的安全保障。
从本次震害的整体情况来看,经过抗震设防,特别是在1990年后设计建造的建筑整体表现良好,即使在极震区实际烈度高出抗震设防烈度3度~4度(地震动强度超出预计的10倍)的情况下,仍有较多建筑虽受到中等至严重破坏,但未倒塌,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框架结构典型震害实例1)柱的破坏。
柱是框架结构的竖向主受力构件,柱的破坏将直接导致整个结构的破坏。
设计中对柱进行必要加强,使梁柱结构形成强柱弱梁,是结构设计中必须重视的一个基本概念。
从震害情况来看,抗震设计要求钢筋混凝土结构的“梁铰机制”没有出现,而是出现了大量的“柱铰”。
显然因楼梯平台使该框架柱形成短柱,且箍筋不足,在复杂的地震力作用下,最终使柱受剪破坏。
2)梁的破坏。
梁是结构水平承力构件,板上的荷载通过梁传递给柱,一旦梁破坏,楼板将遭到破坏而退出工作。
调查发现,地震对楼梯间的破坏相对较重。
楼梯间作为地震疏散的通道,一旦发生破坏,人员疏散几乎不能实现。
楼梯间在地震时,受力比较复杂,作为设计人员,必须清楚楼梯间在地震中的重要性,适当加强楼梯间的构造措施。
新版规范也对楼梯间构造要求进一步加强。
3)节点破坏。
经过对震害的分析发现,在框架结构的破坏形式中,节点的破坏是非常严重的。
4)良好设计的房屋。
震害调查结果显示,即使在强震区,只要严格按照抗震设计标准进行设计,保证抗震构造措施,确保施工质量的框架结构房屋完全能够满足地震区的抗震设防要求。
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析耿栋合肥工业大学土木与水利工程学院,研2012级15班,2012110857摘要:本文结合5.12汶川大地震,介绍了钢筋混凝土框架结构在地震中的震害情况,从房屋整体垮塌、房屋整体严重歪斜、房屋部分楼层垮塌、房屋部分集中垮塌四个方面介绍了框架结构整体震害现象, 从框架柱、梁、填充墙等破坏介绍了框架结构构件震害现象。
并从结构平立面布置、结构体系和结构构件等方面初步分析了钢筋混土框架结构破坏的主要原因。
最后对如何加强框架结构的抗震构造措施提出了建议。
关键词:汶川地震;钢筋混凝土框架结构;震害情况;震害分析;抗震措施1.框架结构震害情况调查四川地震区中的多层和高层房屋建筑大多数采用钢筋混凝土结构,框架结构应用居多。
震害表明,多层和高层钢筋混凝土房屋具有足够的强度,良好的延性和较强的整体性,经过合理的抗震设计,采用此类结构是可以保证安全的。
此次调查的德阳、绵竹、什邡、都江堰等重灾区的框架结构和框架-剪力墙结构的主体结构震害较轻,未见主体结构整体坍塌。
但填充墙体和围护结构的震害比较严重。
特别是框架结构,填充墙体开裂严重。
通过增设构造梁、柱,加强维护墙体与主体结构的连接,可以有效减轻非结构构件的震害。
钢筋混凝土框架结构具有较好的抗震性能,在地震时遭受到的破坏比砌体结构的震害轻得多。
但如果设计不当、缺乏合理有效的抗震措施或施工质量不良,多层和高层钢筋混凝土框架结构建筑也会产生一定程度的震害,部分结构构件会发生严重的破坏。
其主要表现在以下几个方面。
1.1框架结构整体破坏1.1.1 房屋整体垮塌型填充墙普遍倒塌,房屋的柱子几乎全部折断或压断,因柱子破坏导致房屋整体倾倒,楼屋盖叠落在一起,房屋全都一塌到底,整栋房屋彻底倒塌。
下图所示为位于断层附近的北川县城曲山镇某钢筋混凝土框架结构的破坏形态就属于这种类型。
框架结构的柱子几乎全部折断,房屋整体失稳,几乎完全倒平。
1.1.2 房屋整体严重歪斜型填充墙普遍损毁,房屋部分底层或下层数层失稳倒塌,柱子毁坏,而顶层或上层严重破坏,顶层或上部楼层框架落下并有局部倒塌,呈整体倾斜状态。
“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告(2009-4-23)编者按:“5·12”汶川特大地震造成大量的人员伤亡,经济损失惨重。
灾害发生后,房屋质量受到社会各界广泛关注。
值此汶川地震一周年之际,本报受“5·12”汶川地震房屋震害研究专家组委托,权威发布《“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告》。
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,地震造成了重大人员伤亡和巨额经济损失。
地震发生后,在国家住房和严重的城乡建设部等有关部委的支持下,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,持续时间达两个多月,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,掌握了较为丰富的房屋震害第一手资料。
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和抗震设防措施提供科学依据。
四川省建设厅、四川省地震局组织成立了“5·12”汶川地震房屋震害研究专家组,在已掌握的资料基础上,针对本次地震中房屋建筑的震害情况,进行了较深入的分析研究,得出了如下结论并提出以下建议。
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部的龙门山断裂带上,是该断裂带发生的千年不遇的特大地震。
8级地震释放的能量是7级地震的32倍。
据有关资料介绍,在四川卧龙地区获取的峰值加速度记录达0.9g(地震烈度达到10度),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(地震烈度为9度)的区域达到350平方公里,震中烈度高达到11度。