从汶川地震看结构抗震设计.doc

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1、从汶川地震看结构抗震设计的一些问题中国建筑科学研究院赵西安(北京)提要：从汶川大地震的建筑震害中可以总结不少经验教训。其中包括结构的合理选型和合理布置；加强混合结构的整体性；框架结构的多道设防；框架梁柱和节点抗震设计等关键词：汶川地震地震震害抗震设计1概述2008年5月12日14时28分，四川省汶川发生里氏8.0级强烈地震，这是建国以来波及面最广，损失最大的一次地震。位于震中附近的汶川、汉旺、青川、青川、北川等北川地区，烈度估计达到10~11度；绵竹、绵阳达到8~9度；远至成都、西安都有震害,西安都产生震害。震中地区房屋成片倒塌，剩

2、下尚存的建筑也受到严重破坏。残酷的现实让我们反思：为什么三十年前唐山大地震的震害又一次发生，为什么相同的教训又一次重演？唐山地震后我们总结了不少关键性的经验教训，对相关的设计规范进行了修订。照理说设计中的大问题不应该再失误了，可是三十年过去，历史又再次重现，在新的汶川地震中还是看到唐山地震的老问题。看来重新认识这些常规问题还是十分必要。22砖混结构2.1圈梁和构造柱地震前的唐山大量采用没有任何抗震措施的粘土砖和天然石砌体结构,这种松散的堆积墙体地震中大都飞散、倒塌，剩下来还存在的房子也严重破坏。此后一直强调采用构造梁柱提高砖混结构整

3、体性，防止产生严重震害。但汶川地震中还是发现大量不设构造梁柱的砖混建筑（图1~图2）。图1汶川，没有构造梁柱的砖图2汶川，无圈梁的砖墙墙倒塌角部破坏构造梁柱还要有足够的截面尺寸和配筋，否则地震时很容易破断，丧失拉结、约束砖墙的功能（图3）。图3圈梁和构造柱拉断2.2加强纵横墙拉结除了圈梁对所有墙体起拉结作用外，纵横墙交会处的构造措施非常重要。横墙应设马牙茬，还要设置拉结钢筋。拉结钢筋宜每六皮砖一道，至少两根6毫米钢筋，伸入砖缝长度不少于400毫米。不设凹凸马牙接茬，横墙根本拉不住纵墙，地震时纵墙向外倒塌（图4）。图4横墙没有拉住纵墙

4、，纵墙向外倒塌图5横墙拉结不良,外墙倒落图6框架柱与山墙拉结不好震害调查表明：横墙、柱子设置拉筋伸入纵墙或山墙是有效的连结方式，如果有这样的措施，图5、图6的震害大概可以避免。2.3尽量避免纵墙承重在住宅楼中预制板搭在外纵墙上，是常见的做法，但这不是好的作法。纵墙是砖混结构中的薄弱环节，如上所述，它非常容易倒塌。唐山地震已有深刻的教训，这此次汶川地震中又再次出现。为了设置教室、会议室等大空间，往往以混凝土大梁代替横墙，梁端搁在纵墙上。这种单摆浮搁的支承方式加上纵墙常常震裂震散，很容易导致楼面坠落。震区一些学校教学楼一垮到底，恐怕与采

5、用纵墙抬梁的结构体系有关。早在唐山地震后我们就总结过这个教训，提出了大梁应设混凝土柱支承的措施。与此相似，采用单柱内框架也要特别慎重从事，因为一条腿独立，解决不了两头垮塌的问题。纵墙搁大梁纵墙搁预制板图7当年唐山地震纵墙表现不佳2.4底框多层住宅汶川地震中底框表现各有不同，取决于底层框架刚度降低是否在允许范围内，还取决于合理进行配筋使底框有足够的抗剪承载力和位移能力。有些底框倒塌，使原先的二层变底层；但也有不少底框表现良好，经受了地震的冲击（图8）。图8汶川,底框完好,二层压碎图9汶川,尚存建筑底层框架完好无损3预制板问题3.1问题

6、出在那里三十二年前，唐山的预制板在地震中从天而降，伤人无数，一时骂声四起，称之为“棺材板”、“夺命板”，有些设计人员甚至发誓从此以后再也不用空心板。但是，震害调查发现，预制板伤人是表象，实质问题是砖墙倒塌飞散，墙之不存，板将焉附？震后进行振动台试验和反复加载试验表明，那怕板只进墙一厘米，甚至只搭上半块板，也不特殊拉结，只要墙不倒，板就下不来。所以，要保证板不伤人，出路是用构造梁柱箍住砖墙，保证墙不倒塌。其实只要墙飞掉了，现浇板也一样压下来，而且重叠在一起，拉不开，掀不起，救人更困难（图10）。图10墙飞了，几层现浇板贴在一起更图11

7、汶川，板的一端墙没了就掉没法救人（唐山地震）下来，另一端有墙就挂着。汶川同样是这样，震害说明：不管是预制板还是现浇板，砸人是板，凶手是墙；墙在板在，墙倒板完。许多事例说明了“墙不倒，板不掉”的规律（图11~图15）。图12墙在，预制板就在图13墙裂了，板也下不来图14墙这么薄，预制板还是好好的图15墙倒了，那就什么也别说了3.2要加强楼面的整体性虽然问题在墙上，但还是要加强楼面的整体性和楼板与墙的拉结，多一道设防总好一些。预制板要拉开板缝，放入6毫米的钢筋，用好混凝土灌缝，绝不能填建筑垃圾充数；板端要有足够的拉筋伸入墙内，不能嫌费事

8、把“胡子筋”剪掉或打弯。3.3用这样的板是谁的过错在汶川震区废墟中,我们还看到一些预制板的断口处,钢筋就像铁丝,稀稀拉拉没几根;有些板的断口连钢筋都很难找出(图16、图17)。这到底是设计图上就这么画的，还是施工时偷梁换柱？图16断口