汶川地震建筑震害调查分析

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1、汶川地震建筑震害调查分析特邀专家简介：叶列平清华大学教授，博士生导师。国际土木工程FRP复合材料学会理事，中国建筑学会抗震防灾分会常务理事等。主要从事混凝土结构基本理论、钢骨混凝土结构、高强混凝土结构、预应力混凝土结构、建筑结构抗震与减震分析理论和设计方法、纤维增强复合材料及工程应用、混凝土结构加固技术和计算理论等的研究。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

2、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

3、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

4、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。连续箍筋技术可以防止柱端混凝土强度严重退化。底层侧移扩大，并导致倒塌，这个前面介绍过了。这柱端出现塑性铰，未实现强柱弱梁的屈服机制，要实现强柱弱梁，最起码要看上去就像强柱弱梁，还有一个是施工阶段的裸框架，承重墙还没有进来，可以看到填充墙的重要性。下面重点讨论一下没有实现强柱弱梁屈服机制的原因和改进的建议，为什么要实现强柱弱梁屈服机制，这是地震是整个的，必须在结构上有一个整体的方案，所以在美国，讲到抗震的时候，

5、有一句话，做结构方案的时候，必须考虑整个结构抗震，不能说，按照一般构件考虑，所以这种整体结构可以耗散大量的地震能量，而且是一个稳定有序的机制，日本的一个抗震规定中，也给出了整体性屈服机制。我们国家对这块研究是不够的，有关屈服机制，今年的六月份专门有一个文章讨论结构的抗震问题，我们既然要讨论强柱弱梁的屈服机制，首先看看我们国家的抗震规范关于强柱弱梁的屈服机制的规定，这是一个公式。如果满足这些条件的话，用这个公式还是可以做的，但是我们实际上可能没有达到这些条件。影响强柱弱梁屈服机制的原因，有很多，看起来很简单，其实很复杂，前面有专家也说了，填充墙是一个很重要的因素，第二是楼板的因素，

6、还有框架梁宽度和荷载过大使梁截面尺寸增大等等。填充墙的问题前面已经讨论了很多，填充墙等非结构构件的影响，首先是可以作为结构的第一道抗震防线，首先破坏并能耗散地震能量，所以就要允许它开裂和破坏，这个里面顺便说一下，这次地震当中，我们看到了很多的破坏。我们还要想清楚一个事，那就是，哪些破坏是在我们预定的范围之内的，哪些是超出了我们预测的范围之外的，如果是以内的就是可以接受的，第二是填充墙会影响框架结构的内力分布，三是可能造成结构实际抗侧刚度分布不均匀，这个例子前面已经讲过了。这个也不多说了，已经放了很多照片了。这些原因就会改变整个结构的整体受力机制，使得整体结构难以形成强柱弱梁的屈服

7、机制，这个原因加剧了结构的地震破坏。抗规也有规定，但是这些规定没有可操作性，怎么做没有给。而且实际工程中，填充墙的类型很多，布置复杂，与框架主体结构的连接构造也多种多样，具体如何考虑十分复杂。这个里面我想处理填充墙的问题，关键还得清楚填充墙的结构功能和设计目标。可分两个方面，一个是填充墙的目标，是参与到结构受力，还是不参与。如果是参与结构受力就可以作为第一道抗震防线，就应该跟周边的框架可靠的连接形成组合墙，并应沿结构竖向连续布置；如果不参与结构受力，目标很明确，那么就跟周边的框架