汶川地震建筑震害的分析与思考
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《汶川地震震害调查及对建筑结构安全的反思》读后感一《汶川地震震害调查及对建筑结构安全的反思》读后感(一)今天在火车上看了徐有邻大师的上作,虽然总体上看的页数不多,但是还是收获颇丰的,简要总结如下。
这本书最大的特点是通俗易懂,用这个词来形容一本专业性很强的书也许不妥,但确实是这样。
抗震设计理论是庞杂而又枯燥难懂的,但是徐大师此书配了大量图片,论述直截了当,没有很晦涩和抽象的理论叙述,基本上都是从个人观点经过梳理之后直接形成文字,此乃大亮点之一。
书中内容是从作者在汶川地震发生后赶赴第一现场每天的手记整理而来的,因此内容很真实。
震害状况一章中论述了农居房屋、砖混房屋、底框房屋、框架房屋、古建筑、高耸结构几个方面,从每种结构的特点着重论述了几种破坏形态,着实令人深思。
农居房屋是农村特有的产物,大多随意而建,没有任何规范而言。
早期的农居有土坯房、“干打垒”、木屋架、砖砌房等类型,所有这些类型中也只有最后砖砌房最接近规范设计,但是农民盖房的淡漠意识,图省钱,这些房屋大多没有构造柱和圈梁,砖混房屋缺乏构造柱和圈梁的“围箍”作用,就如同堆积木一般,地震来临,轰然倒下,造成人员伤亡。
砖混房屋是汶川地震中倒塌最多的建筑形式。
县城中有很多这样的房子,虽然也在关键部位设置了构造柱,也有圈梁,但是大量预制空心板塌落,造成大量人员伤亡。
最根本的原因是板端构造没按规范设置,胡子筋随意设置,板缝无拉结,板端孔无豆石混凝土浇灌,这些导致预制板就是搁置在梁或墙上,在地震来临,墙体失效倒塌之后,沉重的预制板轰然断裂、塌落,这样的照片在汶川地震中频频可见。
底框结构是抗震不利的一种结构形式,上重下轻,上刚下柔,地震来临时,底部若不能抵抗足够的`地震剪力,将被“拦腰砍断”,然后上边二层变一层,三层变二层。
这对底部往往是大开间、商业集中、人多这些状况造成的损失可想而知。
底框结构底部抗震墙的设置是重中之重,现实中有很多为了过分强调大空间,图省钱,少设抗震墙或不设,甚至还减小柱子截面,这些都是极其危险的行为。
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。
汶川地震建筑震害启示抗震概念设计一、本文概述本文旨在深入探讨2008年汶川地震中建筑震害的教训,并从抗震概念设计的角度提出改进措施。
汶川地震是中国历史上一次极为严重的自然灾害,其破坏力之大、影响范围之广,使得大量建筑物遭受了不同程度的损坏。
这一事件不仅带来了巨大的经济损失,更对人们的生命安全造成了严重威胁。
因此,从汶川地震的建筑震害中汲取教训,对抗震概念设计进行深入研究,对于提高我国建筑结构的抗震性能、保障人民生命财产安全具有重要意义。
本文首先回顾了汶川地震的基本情况,包括地震的震级、烈度以及受灾地区的情况。
接着,分析了地震中建筑物破坏的主要原因,包括建筑结构设计的不足、材料性能的不稳定、施工质量的问题等。
在此基础上,文章重点探讨了抗震概念设计在减少建筑震害中的作用,包括合理的结构选型、优化的材料选择、科学的施工方法等。
文章提出了改进抗震概念设计的建议,以期为我国未来的建筑抗震设计提供参考。
通过本文的研究,我们期望能够更深入地理解抗震概念设计在减少建筑震害中的重要性,为我国的建筑抗震设计提供有益的启示和建议。
我们也期望通过不断的实践和研究,不断提高我国建筑结构的抗震性能,为人民的生命财产安全提供更加坚实的保障。
二、汶川地震建筑震害回顾2008年5月12日,四川省汶川县发生的0级大地震,给中国人民带来了巨大的灾难和损失。
在地震中,大量建筑物遭受了不同程度的震害,其中不乏一些按照现行抗震规范设计的建筑物。
这一事实使得我们必须深入反思和重新审视我们的抗震设计理念和方法。
汶川地震震中所在的映秀镇,大量建筑物遭受了毁灭性的破坏,其中包括一些被认为是按照抗震规范进行设计的建筑。
许多建筑物在地震中出现了严重的倒塌、开裂和变形等现象,给人们的生命和财产安全带来了严重威胁。
震害调查表明,汶川地震中的建筑震害主要表现为以下几个方面:一是建筑物的整体倒塌,这主要是由于结构体系不合理、构件连接不牢固等原因造成的;二是建筑物的局部破坏,如墙体开裂、楼板垮塌等,这主要是由于材料性能不足、构造措施不当等因素引起的;三是建筑物的震后功能失效,如水电设施损坏、电梯停运等,这主要是由于设备设施抗震能力不足导致的。
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。
汶川地震后砌体结构房屋震害调查分析汶川地震是中国历史上发生在2024年5月12日的一次7.9级大地震,造成巨大的人员伤亡和财产损失。
在这次地震中,砌体结构房屋是最常见的建筑类型之一,因此对砌体结构房屋的震害进行调查和分析可以提供重要的经验教训。
首先,砌体结构房屋在地震中的震害主要集中在墙体破坏和倒塌上。
地震的强烈震动会对房屋墙体施加巨大的水平和垂直力,导致墙体出现裂缝、倾斜和崩塌。
砌体结构的墙体通常由砖和砂浆构成,其抗震性能弱于钢筋混凝土结构。
因此,砌体结构房屋通常更容易受到地震的破坏。
其次,砌体结构房屋的主要破坏模式是墙体顶部的悬挑和支持结构的倒塌。
在地震中,墙体顶部的悬挑部分通常会因为自重和水平地震力的作用而受到巨大的拉力,导致其产生裂缝和破坏。
同时,支持结构的倒塌也常常会导致整个房屋的倒塌,增加人员伤亡的风险。
此外,砌体结构房屋的震害程度还与墙体的构造和质量有关。
地震中,墙体的质量和连接方式对其抗震性能起到重要的作用。
砌体结构房屋中,如果墙体的砌筑质量不好,砂浆的强度和粘结性不足,墙体容易出现裂缝和崩塌。
同样,墙体与结构之间的连接方式如果不稳固,也容易导致房屋的震害。
最后,砌体结构房屋的地震加固措施可以有效减少震害。
在对汶川地震后的砌体结构房屋进行调查分析时,可以观察到采取了一些地震加固措施的房屋在震害程度上表现较好。
例如,增加墙体的厚度、设置钢筋混凝土柱和梁、加固墙体连接部位等措施都可以有效提高砌体结构房屋的抗震性能。
这些加固措施的应用可以为今后类似地震灾害的抗震设计和建设提供重要的参考。
总结起来,汶川地震后砌体结构房屋的震害调查分析表明,墙体破坏和倒塌是主要的破坏模式,结构质量和连接方式的不稳定也是重要因素。
然而,采取适当的加固措施可以有效降低砌体结构房屋的震害程度。
这些调查和分析结果对于今后的抗震设计和建设具有重要的借鉴意义。
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。
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。
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。
1关于地震区划汶川、成都、绵阳、德阳等地区的地震基本设防烈度为6度或7度,但在汶川地震中重灾区实际发生的地震烈度达8 11度(见图2);世界各国发生图1震后汶川总体俯视图的重大破坏性地震,其地震烈度也往往超过设防烈度。
我们是否可寄希望于进行“准确”的区划,使未来发生的地震动等于或不超过设防地震动呢?答案是否定的。
强地震动发生具有极大的不确定性,与地震短临预报目前不能实现相同,作为长期地震预报的地震区划也不能给出确定的准确结果。
目前世界各国进行地震区划的主要方法是统计分析方法,给出的是对未来发生的地震动的概率估计。
基于概率的地震危险性分析方法[2]是以一系列假定的和有限的历史资料为基础,在潜在震源区的划分、地震活动性估计、震源破裂方式和地震动衰减关系等环节中均存在极大不确定性,显然不能给出准确的确定结果;而且,由于强烈地震的罕遇特性,其结果的正确性实际是不可验证的。
试想,未来50年内以10%的超越概率发生的地震动乃是475年一遇的地震动,如果要验证这种概率分析结果的正确性,至少需要几千年的时间;对于二三千年一遇的罕遇地震,其统计验证更是匪夷所思。
细究地震区划的问题,我们不得不承认,概率方法严格讲仅适用于处理大样本不确定问题,但破坏性地震资料远不满足大样本统计的条件。
再者,地震危险性分析给出的地震发生的统计估计,充其量只属先验概率的范畴,如何根据当前的地震活动,确定未来一段时间内的地震发生概率(后验概率),在理论和实践上均无可遵循的依据。
地震区划也有根据地震地质构造进行判断的确定性方法,这种方法假定:曾经发生过地震的构造可能重复发生相同强度的地震;地质条件相同的发生过地震的构造亦具有相同的地震活动性。
显然,这种方法同样面临地震地质资料并不充分的困难,且往往给出没有时限的、难以防御的最大地震的估计。
归根结底,人类目前对于地球内部运动和地震的发生只有很少的知识,这些知识远不足以进行准确的地震区划。
而且,在地震中大量脆性结构相对破坏严重,正如文献[3]得到的结论:我国规范由于对所有结构采用了统一的性能系数q(q≈3),其结果是使脆性结构抗震可靠度偏小,延性结构抗震可靠度偏大,很难做到不同类型结构抗震可靠度的统一,因此应适当提高脆性结构可靠度水平。
图2汶川地震烈度及居民地分布图2强柱弱梁汶川地震中,大多数框架结构的主体结构震害一般较轻,主体结构基本完好,只是局部损伤或填充墙破坏比较严重[4]。
另外,震害还显示,框架结构底层柱顶产生裂缝,框架柱、梁出现斜裂缝[5]。
地震中常见的是框架结构的柱端出铰,即塑性铰均出现在底层框架柱柱顶,与之相连接的框架梁没有任何损坏,见图3、图4。
这些震害表明,现行设计规范中要求的“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等设计理念没有实现,原因是:由于框架梁跨度过大使得其截面尺寸增大,框架梁的砌体或填充墙的刚度增强等使框架梁或屋盖的实际刚度增大。
另外,规范对框架柱轴压比限值过高等,使得框架柱的截面尺寸偏小所致。
在框架结构震害中,很少看到“强柱弱梁”型破坏[6]。
汶川地震实际出现的一般是柱端首先发生弯曲破坏而形成塑性铰,巨大的轴向压力容易使混凝土压溃而发生剥离脱落,严重削弱柱端的抗剪能力,而柱端出铰并不会减少柱端受到的地震剪力。
因而很容易引起剪切破坏。
由此可见,提出可行的配筋构造技术,如连续箍筋技术、防止柱端混凝土强度严重退化,可以充分保证“强剪弱弯”。
81浙江建筑2012年第29卷3楼梯构件在框架结构中的震害框架结构(包括设置在框剪结构)中的楼梯构件在地震中破坏数量相当多,具体破坏形式包括:(1)板式楼梯的梯板在板底中部出现裂缝,大量混凝土块在裂缝处脱落,破坏严重的是上下贯穿的整体裂缝,下部钢筋弯曲,这类破坏出现量最大,说明梯板在地震作用中起到了K型支撑构件的作用,梯板在反复拉、压过程中破坏[7]。
(2)梁式楼梯的破坏类似板式楼梯,梁在跨中处发生整体性断裂,即使楼梯布置在结构主体外也出现严重震害[8]。
(3)为支撑层间休息平台,在框架梁上设置的梯柱在根部和顶部出现裂缝,这主要是梯板水平位移过大,梯柱截面抗剪能力不足造成的。
(4)层间休息平台的梯梁在梯板间发生剪切破坏[9],这是因为梯梁承担梯板传递上下楼层剪力差,梯梁抗剪能力不足所造成,见图5。
图5楼梯的破坏(5)层间休息平台板在梯梁破坏处至框架柱间出现斜裂缝,说明上下楼梯传递剪力能力差。
还有一种设计方法是将层间休息平台与框架柱完全脱开,休息平台完全由梯柱支撑在框架梁上,这样做的目的是希望层间休息平台不对框架柱形成短柱破坏效应。
本文认为休息平台作为K型支撑水平构件,起到类似耗能的作用,才会造成上述破坏。
将楼梯构件与框架柱脱离设计,可以减少楼梯构件抗震耗能作用,就会减少逃生构件破坏的几率。
4填充墙汶川地震震害显示,填充墙破坏比较严重,见图6。
刚度较大的填充墙会加大地震作用,填充墙布置不当还造成了框架主体结构的严重破坏。
填充墙与主体结构之间的连接构造应采取强连接还是弱连接?强连接,有利的一面在于能够起到耗能的作用,不利的一面是目前还不清楚这两种刚度之间的关系及对结构抗震性能的影响程度。
墙体刚度较大时可能对主体结构造成破坏,自身破坏也严重。
如果采用弱连接,可以减小填充墙对主体结构及构件的影响,但自身稳定所需的连接构造比较复杂,会增加施工费用和施工难度。
填充墙的破坏主要有以下几个因素:图6填充墙的严重破坏(管道布置太多)(1)影响结构的刚度变化,造成填充墙的破坏[10]。
无论填充墙采用的是实心黏土砖、空心黏土砖、实心或空心的轻质砌块或轻质隔断墙板等材料,填充墙在构造上与框架联系在一起共同作用时,或多或少地改变了整个框架体系的抗侧向作用的能力。
同时,由于填充墙的加入,有可能产生较大的扭转,使一个本来均匀规整的框架结构刚度中心偏移,从而使结构在地震作用下发生偏移。
汶川地震中,大多数框架结构的主体结构震害一般较轻,主要破坏发生在围护结构和填充墙,这与模型试验分析第三阶段极限状态的结果出入较大,甚至没有看到框架梁柱形成明显的塑性铰时,大量底层和弧形的填充墙体均已倒塌。
因此,除了加强填充墙与主体结构的拉结措施外,还应考虑底层填充墙和弧形填充墙与结构构件在同一水准下的抗震设计。
(2)填充墙造成框架柱的附加作用,使框架结构出现“柱铰”现象[11]。
同一结构层内,由于填充墙的分布方式不同(填充墙作为横墙、纵墙的区别,框架柱之间有无填充墙的区别等),使得水平91第3期刘颖等:汶川地震建筑震害的分析与思考地震剪力的分配也发生变化,造成同一层内框架柱的水平受力不同而出现“柱铰”破坏现象。
汶川地震中几乎没有看到框架结构出现“强柱弱梁”的“梁铰”机制。
相反,基本都是出现“柱铰”机制。
造成这种不利破坏的原因是多方面的,其中属于结构系统方面考虑不周的原因有两点:一是没有将填充墙纳入整个结构系统加以统一考虑,因为填充墙可增加结构的层刚度,也会增加框架梁的抗弯刚度和受弯承载力;二是楼板对框架梁的刚度和承载力贡献没有充分考虑。
一般在设计中,只针对裸框架结构进行分析计算,缺乏对整个结构系统抗震性能的判断。
(3)结构层间刚度的不均匀、结构布置过于复杂而造成的破坏。
不同结构层内,填充墙的数量或布置方式的差异,形成了上下层填充墙不连续;或由于结构布置过于复杂,形成错层结构布置,可能导致相邻层间的刚度突变,这对结构的抗震十分不利。
(4)开洞的填充墙可能对框架柱造成“短柱”效应[12]。
填充墙的布置使得框架柱的计算高度减少,形成“短柱”,在水平力作用下,容易提前发生塑性铰破坏,见图7。
图7开洞填充墙的破坏5多道抗震防线这是抗震设计中非常重要的一个基本概念,结构必须有多道抗震防线,即要有一定数量的冗余度。
单跨框架两根柱子一根梁,是最简单的结构形式。
用于教学楼可以两边通风采光,加个悬挑外廊可以让孩子们进行户外活动,所以常见于中小学教室[13]。
但是这种结构形式没有多道防线,一根柱子破坏,框架马上倒塌。
汶川地区中小学很多这种教学楼在地震中破坏严重,甚至全部倒塌,可能与此有关,见图8、图9;而有些教学楼的外廊改悬挑为柱子支承,单跨框架变为双跨,情况就好得多。
砌体结构的构造柱、圈梁除作为砌体的约束构件以提高墙体延性之外,也可视为第二道防线,在“大震”作用下,砌体墙可能严重破坏,但是由于构造柱和圈梁的存在,结构不会倒塌[14]。
由于意识到多道防线的重要性,日本的许多学校建筑普遍采用设置钢或钢筋混凝土支撑的方式,这样做并不会影响教室采光和建筑外观[6]。
6结语一幢抗震性能优良的建筑除了进行必要的结构计算之外,还应有更为重要的概念设计。
汶川地震震害分析结果表明,只要严格按照规范设计,保障施工质量,房屋建筑就能达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准抗震设防目标。