5 12汶川地震高烈度区结构震害调查分析郑 鑫1,2, 陶夏新1(1 哈尔滨工业大学土木工程学院, 哈尔滨 150090; 2 黑龙江八一农垦大学工程学院, 大庆 163319)摘 要 结合现场调查结果,介绍并分析了汶川地震震中区附近建筑物震害现象。
得到以下主要结论:一些按照国家现行(GB50011-2001) 建筑抗震设计规范 规定设计的建筑物的破坏低于预估破坏,真正做到了 大震不倒 。
框架结构的破坏主要集中于梁柱结点区及构件上,整体倒塌的较少,砌体结构的破坏主要是倒塌、局部倒塌、墙体开裂。
关键词 汶川地震;高烈度区;震害调查;框架 中图分类号 TU312 3 文献标识码 B文章编号 1001-6864(2009)06-0044-03INVESTIGATION OF SEISMIC HA ZARD OF STRUCTURES IN HIGHINTENSITY REGION IN 5 12W ENC HUAN EARTHQUAKEZHENG Xin 1,2, TAO Xia -xin1(1.School of Civil Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China;2.School ofEngineering,Heilongjiang August First Land Reclamation University,Heilongjiang Daqing 163319,China) Abstract :C ombined with the investigation results,the hazard of building around the epicenter region in Wenchuan Earthquake is introduced.Some conclusions are got:Some buildings designed conforming to the C ode for seismic design of buildings (GB50011-2001)is better than what are anticipated.They did not collapse in severe earthquake.For the fla me structure buildings,joints of bea m and column and members fai-lure are prevalent,and only fe w building totally collapses.For the masonry buildings,total collapse,local collapse and crack of wall are the main failure modes.Key words :Wenchuan earthquake;high intensity region;investigation of seismic hazard;frame[基金项目] 国家自然科学基金重点项目(50538030)2008年5月12日14时28分04秒,我国四川省汶川县发生了里氏8 0级特大地震。
震中位于北纬31 0 ,东经103 4 ,震源深度14km 。
2008年8月29日,中国地震局公布了此次地震的烈度分布图,如图1所示。
其中 度区面积约2419km 2,以四川省汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心呈长条状分布,其中映秀 度区沿汶川-都江堰-彭州方向分布,长轴约66km,短轴约20km,北川 度区沿安县-北川-平武方向分布,长轴约82k m,短轴约15k m 。
为了对震中高烈度区土木工程震害和工程地质震害现象做深入了解,于2008年8月随同中国地震局组织的联合考察团赴四川灾区进行现场考察。
调查的主要地区为映秀 度区,如图1所示。
在考察过程中,详细调查记录与初步分析了高烈度区建筑结构震害。
1 一些建筑物的表现超出预期在对震中区土木工程调查的过程中,我们发现无论烈度大小,建筑物距断层远近,在绝大部分房屋均严重毁损甚至倒塌的地区,仍有一些房屋基本完好或震害轻微。
在国家现行(GB 50011-2001) 建筑抗震设计规范 中,北川、安县、绵竹、汶川及都江堰等地的抗震设防烈度为7图1 汶川8 0级地震烈度分布图图2 虹口乡高原村村民住宅度,设计基本地震加速度值为0 10g 。
在此次地震中上述大44低 温 建 筑 技 术2009年第6期(图3虹口乡高原村一售楼处图4 白鹿镇中学教学楼部分地区的实际烈度超出了设防烈度,甚至有些地区达到了11度。
按照以往的经验,似乎所有的地面建筑都应该倒塌,但实质上不但没有出现这种现象,甚至在高烈度区还有很多建筑物基本完好或震害轻微。
如图2所示为虹口乡高原村于2007年交付使用的村民住宅,距断层不足30m,但这批建筑基本完好;图3所示为虹口乡高原村一售楼处,周围建筑破坏严重,但这一钢结构建筑基本完好,甚至玻璃都保持完好;图4所示为白鹿镇中学教学楼,距断层不足20m,虽墙体破坏严重,但屹立不倒。
产生这些奇迹的原因可归纳为以下几点: 这些房屋结构受力合理,因此同样情况下震害较轻; 这些房屋的抗震措施完善,整体性较好,具有较高的抗震能力; 避开断层10m 以上的建筑物,采取有效的抗震措施后,可以避免产生倒塌或严重破坏。
2 框架结构的主要破坏形式框架结构在地震中出现倒塌现象的不多见,但在高烈度区框架局部的破坏比较严重,主要表现在:梁端破坏,如图5所示;柱头、柱脚破坏如图6、图7;梁柱结点的破坏较严重;还发现个别出现梁端剪切破坏现象,如图8所示。
整体来看,高烈度区框架结构破坏程度远远低于砖混结构的破坏。
严格按照抗震规范设计、确保施工质量的框架结构房屋能够满足地震区的抗震设防要求。
图5 梁端破坏3 砌体结构的主要破坏形式本次地震对砖混结构的房屋破坏十分严重,破坏方式也不尽相同。
在高烈度区,砌体结构房屋倒塌较多,如图9所示;没有倒塌的,大部分房屋的墙体破坏严重,主要是发生严图6 柱脚破坏 图7 柱头破坏图8 梁端剪切破坏重的X 形裂缝,如图10所示;存在薄弱层的房屋,薄弱层往往成为最先破坏和倒塌的地方,图11所示一在建房屋二层完全倒塌。
图9 砌体结构住宅倒塌图10 住宅墙体X 形裂缝图11 一在建房屋二层倒塌后的情形这种砌体结构破坏严重的情况比比皆是。
出现这种现象的原因很多,除了高烈度区强烈的水平地震动外,本次地震的竖向地震动分量达到了1 1g ,这也是造成砌体结构破坏严重的主要原因。
45郑 鑫等:5 12汶川地震高烈度区结构震害调查分析4 结语(1) 一些按照国家现行(GB50011-2001) 建筑抗震设计规范 规定设计的建筑物的破坏低于预估破坏,真正做到了 大震不倒 。
(2) 框架结构房屋的破坏主要集中于梁柱结点区及构件上,整体倒塌的较少。
(3) 高烈度区砌体结构房屋的破坏主要是倒塌、局部倒塌、墙体产生交叉斜裂缝。
综合以上,在进行房屋抗震设计时,首先要考虑结构的整体性能,进行概念设计。
框架结构设计需要加强结点,同时按照强柱弱梁的概念进行设计。
砌体结构要在适当部位加设构造柱,并使其与圈梁一起形成一个空间体系,尽量避免或减少裂缝的产生。
此外,在可能的情况下,要尽量采用240mm 厚的墙体,其抗震性能比120mm 厚的墙体好很多。
参考文献[1] GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S][2] 郭继武 建筑抗震设计[M] 北京:高等教育出版社,1995 [3] GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S][收稿日期] 2009-05-19[作者简介] 郑 鑫(1974-),男,博士研究生,讲师,现从事岩土地震工程的研究工作。
(编辑 李卉玉)天然橡胶隔震支座温度相关性有限元模拟李 慧1, 寇巍巍2, 杜永峰1,2(1 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心, 兰州 730050; 2 兰州理工大学防震减灾研究所, 兰州 730050)摘 要 采用大型有限元分析软件ANS YS 对天然橡胶隔震支座的温度特性进行了模拟,模拟主要包括: 常温条件下相关性能试验的模拟; 恒定温度条件下相关性能试验的模拟,并与其他人的试验结果进行了对比分析。
研究表明:在一定温度范围内,有限元模拟结果与试验结果吻合的较好。
因此,可采用有限元分析橡胶支座的温度相关性。
关键词 天然橡胶隔震支座;温度;有限元分析;模拟 中图分类号 TU352 1 文献标识码 B文章编号 1001-6864(2009)06-0046-03F EA SIMULATION OF TEMPERATURE PROPERTIESOF NATURAL RUBBER BEAR INGSLI Hui 1, KOU We-i wei 2, DU Yong -feng1,2(1 Western Engineering Research Center of Disaster Mitigation in Civil Engineering,Ministry of Education,Lanzhou 730050, China; 2 Institute of Earthquake Protection and Disaster Mitigation,Lanzhou Universityof Technology, Lanzhou 730050, China)Abstract :Finite element analysis is performed on the temperature properties of natural rubber bearings,including the simulation of rela tive properties at normal temperature and at constant temperature A comparison is made between the simulation and experiment result The c omparison shows that the result of FEA simulation and experiment are coincident in a certain te mperature range Therefore,FEA can be used to analyse rubber bearings properties of temperatureKey words :lead rubber bearings;temperature;FEA;simulation0 引言隔震橡胶支座涉及的温度相关性能主要包括: 外界温度下隔震支座各种力学性能的稳定性和变化范围; 建筑物使用寿命间的力学性能可靠性,包含期限60年的老化和徐变两方面性能; 自然火灾或地震带来火灾对隔震支座力学性能的影响。