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00 汶川地震对建筑结构的启示


窗间墙及洞口处墙体的破环
三、建筑结构震损特征
2、底框结构房屋破坏的典型特征-底层填充墙
底层填充墙的破坏
三、建筑结构震损特征
2、底框结构房屋破坏的典型特征-抗震墙
钢筋混凝土的剪力墙几乎没有一点损害, 只有老式的砖结构抗震墙才受到了破坏。
三、建筑结构震损特征
2、底框结构房屋破坏的典型特征-底层框架震损
底层框架震损
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-柱的破坏 (1)、柱的破坏。柱顶纵筋压屈、混凝土压碎,柱出现 斜裂缝或交叉的斜裂缝,柱底出现水平裂缝,柱顶的震害 比柱底严重;短柱(柱净高H/b≦4)易发生剪切破坏,角 柱的震害比其他部位的柱严重。
三、建筑结构震损特征
3、框架结构启示
—— 技术层面
一、汶川地震介绍
北京时间5月12日14时28分,四川汶川县(北纬31度,东经103.4
度)发生里氏8.0级地震,震中烈度11度。汶川地震发生地为龙门山 断裂带,是我国大陆内部地震,属于浅源地震,其破坏力度大。
一、汶川地震介绍
汶川地震发生在青藏高原东缘龙门山构造带上,晚新生代以来,龙
汶川地震
对建筑结构的启示
—— 政策规范层面
启示1
• 我国颁布执行的抗震设计规范经受了大震的考验 ,有效的保证了人民的生命财产安全。
凡是严格按照89抗震规范或2001抗震规范的规定进行设 计、施工和使用的各类房屋建筑,在遭遇到比当地设防 烈度高一度的地震作用下均经受了考验,没有出现倒塌 破坏,有效地保护了人民的生命安全,这个经验应充分 肯定。 减轻地震灾害的根本对策是提高各类建设工程的抗震能 力。
1、砌体结构房屋破坏的典型特征-构造柱产生剪切破坏
平面布置不当导致构造柱产生剪切破坏。
三、建筑结构震损特征
2、底框结构房屋破坏的典型特征: 底框砖混结构为“底柔上刚,头重脚轻”的结构体系, 地震时,由于上下结构形式不同,结构刚度沿竖向分布不 均匀,底层框架层一般侧向变形较大,震害比上部结构严 重。震害调查结果表明,底层框架结构房屋震害主要集中 于底层梁、柱及节点,并且柱的震害远大于梁,柱顶震害
Area The Number of surveyed building 42 112 No damage (A) slight damage (B) medium damage (C) 0 46(41%) severe damage (D) 0 3(3%)
Cheng du Mianz hu Dujian g yan Deyan g Mian yang
一般为贯通梯段板厚度、长度为梯段宽度的裂缝。
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-变形缝
(4)、结构的伸缩缝、沉降缝未按抗震缝要求设置,
地震时缝两侧建筑物相互碰撞,造成墙体和檐口局部 破坏,外装饰层崩裂在城区各类建筑中普遍存在。
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-填充墙
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-柱的破坏
柱底的震损:柱底出现局部抹灰层脱落,局部混凝土压 碎,柱纵筋外露。梁柱加腋处下端出现周边贯通的裂缝。
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-节点破坏 (2)、钢筋混凝土框架节点破坏表现为:受拉钢筋屈服, 受压区混凝土压碎,混凝土保护层剥落,梁上交叉斜裂缝
二、建筑结构震损统计
地震主震过后,西南科技大学土木工程与建筑学院
立即组织科研人员进行四川灾区建筑工程结构安全鉴定 与震害调查。
砖混结构统计分析。 框架结构统计分析。
二、建筑结构震损统计
在成都、绵竹、都江堰、德阳、绵阳等地震害调查, 各地区震损程度如下表所示,虽然不能详细及准确的表明 各城市具体建筑震损程度,但说明离震中越近则建筑震损 越大。
式或装配整体式建筑受损最为严重。
二、建筑结构震损统计
2、按建造年代分 上世纪80年代前建造的年限较久的建筑受损比较严重, 按照89规范或者2001规范设计建造的建筑受损较轻。
3、按建筑功能划分
轻钢结构厂房基本未受损,其次为钢筋混凝土公共建 筑和工业建筑,砌体结构住宅、大空间学校和工业建筑受 损最为严重,高耸结构尤其是砌体结构烟囱几乎全部受损。
• 2004年版的抗震设防分类标准中,为保护地震时 自救能力较弱的人群,明确规定人数较多的幼儿 园以及小学教学楼提高抗震设防类别的要求。 • 汶川地震时,虽然倒塌的学校建筑的比例略低于 其他房屋,但伤亡人数的比例明显大于其他房屋 • 2010版, 所有幼儿园以及小学、中学(包括普通中 小学和具有未成年人的职业初中、专科学校等各 类初级、中级学校)的教学用房(包括教室、实验 室、图书室、微机室、语音室、体育馆、礼堂)的 设防类别均应提高; • 强调,学校建筑应按抗震规范概念设计的要求, 采用体系合理、具有多道抗震防线、楼屋盖整体 性强的结构。
门山构造带的逆冲-右旋走滑运动导致了龙门山相对四川盆地的快速隆起
抬升,在不到50km距离内,地形高差达到5km以上,形成深切割的龙门山 高山峡谷区特殊地质地貌条件,也加重了该次地震的震害。 龙门山构造带主要由茂汉-汉川断裂(北东段称平武-青川断裂)、北 川-映秀断裂和彭县-灌县断裂3条主干断裂组成。
37 5(12%) (88%) 29 (26%) 22 (23%) 52 (60%) 89 (35%) 34 (30%) 45 (46%) 22 (26%) 120 (47%)
97
29(30%)
1(1%)
86 256
12(14%) 46(18%)
0 1(0.4%)
二、建筑结构震损统计
统计数据表明了房建筑损坏总体情况是:严重损坏的房
严重,梁端形成塑性铰;柱筋压曲,箍筋外鼓或崩断,柱
端形成塑性铰;钢筋滑移或混凝土压酥,梁筋拔出;产生 斜向对角裂缝或交叉斜裂缝,严重时混凝土成块剥落,箍
筋外鼓或崩断等。
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-节点破坏
节点处的震损
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-楼梯的破坏 (3)、楼梯的破坏
二、建筑结构震损统计
房屋建筑的总体受损情况,按不同的分类原则大致有 以下规律。 1、按结构形式划分 钢结构建筑基本未受损或受损较轻,其次为钢筋混凝 土建筑,其中剪力墙结构或框架-剪力墙结构较框架结构受 损轻,而外廊悬挑的单跨框架、底部框架上部砌体结构震 害较为严重,砌体结构尤其是楼面采用预制板的预制装配
三、建筑结构震损特征
3、框架结构房屋破坏的典型特征-填充墙
填充墙的震损
四、建筑结构震损机理分析
1、砌体结构震害机理分析
(1)地震力传来方向与墙体破坏形式的关系
墙体是砌体结构房屋的主要承重构件,地震时受力比较复杂,会
产生各种形式的裂缝,比如斜裂缝,交叉裂缝和水平裂缝等,严重时 会出现倾斜、错动和倒塌现象。当墙体中垂直荷载和水平地震作用引 起的主拉应力超过砌体的主拉应力强度时,与地震力方向平行的墙体 产生斜裂缝。在地震力反复作用下,则形成交叉裂缝。这种裂缝在外 纵墙的窗间墙较为多见,主要是因为墙体洞口处受到削弱,加之横墙 承重房屋,纵墙上的压应力较小,使得砌体抗拉强度较低的缘故。墙
– 在美国,在2001年的IBC2001及以后的版本,明确规定人数多于250 人的中、小学和日托幼儿建筑,结构的地震作用增加.25%。
– 我国在GBJ11-89抗震规范中,明确规定采用砌体结构的 教学楼,尤其是外廊和单边走廊的砌体房屋,应严格降 低总高度并提高设置构造柱的要求。
– 一些甲级设计单位严格按规范要求设计的学校建筑,在汶 川地震中虽遭遇到高于当地设防烈度一度的地震影响,没 有一栋倒塌,这个经验应充分肯定。
启示5、将村镇私人建房纳入审批管理程序 • 现场震损房屋调查结果显示,地震中私人建 房损失很大,由于选址不当,结构设计不合 理,施工质量不良等原因导致了大量震害。 除了建筑技术方面的原因外,另一重要原因 是,该类房屋的规划设计与施工游离于政府 主管部门的管辖范围之外,现有法律没有将 私人建房的设计与施工纳入政府主管部门的 审查程序。 • 建议政府主管部门加强对私人建房在规划 布局、选址、设计及施工等方面的审查、指 导和管理工作。
启示2
• 重视抗震概念设计和构造措施
– 建筑抗震概念设计指根据地震灾害和工程经验等所形 成的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的过程。 – 为保证建筑在强烈地震下的安全,建筑应按抗震规范 概念设计的要求,采用体系合理、具有多道抗震防线 、楼屋盖整体性强的结构。
启示3
• 特别加强对未成年人在地震突发事件中的保 护
二、建筑结构震损统计
4、按建筑布置划分 平面及竖向布置规则、刚度变化均匀的建筑震害较轻, 平面布置不规则、竖向刚度变化大、体型复杂的建筑震害
较重。尤其是突出屋面的阁楼、楼梯间、设备间、女儿墙
受鞭梢效应影响破坏严重。
三、建筑结构震损特征
1、砌体结构房屋破坏的典型特征-斜裂缝
与地震力方向平行的墙体常产生斜裂缝。
(5)、填充墙的破坏。
框架填充墙大多在山墙、窗间墙、门洞口的边角部位 产生斜裂缝或交叉裂缝,或沿窗口上下标高产生水平裂缝。
在此次震害调查中,端墙有时发生填充墙的倒塌,而且以空
心砌块最为严重。山墙砌块在中下部压碎居多,在中部沿 交叉裂缝方向空心砖压碎。建筑角部受力复杂,在强震中
出现不同程度的破坏,轻者裂缝,重者局部墙体压碎。
体水平裂缝大部分出现在外纵墙的窗口上下截面处,且沿房屋纵向中
段较重,两端较轻,尤其是顶层空旷的房屋外纵墙更易出现此种裂缝。
四、建筑结构震损机理分析
1、砌体结构震害机理分析
(2)洞口削弱程度对墙体受震的影响
屋类型主要是抗震设防标准较低的砌体结构、厂房等建筑,
这类建筑未设置钢筋混凝土圈梁和构造柱。中等损坏的房屋 多为砌体结构、框架结构等建筑,损坏部分以非承重的围护 结构居多,损坏的隔墙多数是因为没有与主体结构很好地拉 结,大部分无结构安全隐患,损坏的隔墙拆除后重新砌筑修复 即可继续使用。轻微损坏或几乎没有损伤的建筑主要为框架 结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、钢结构等近年来按照 89规范和2001规范新建的房屋建筑。
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