2 地 震 表 现 对 结 构 设 计 的 启 示 5.1 按 不 同 抗 震 设 计 规 范 进 行 设 计 的 房 屋 在 地 震 中 表 现 差 异 较 大 我 国 抗 震 规 范 已 发 行 过 78 版 89 版 02 版, 从 这 次 震 害 表 现 来 看, 不 同 时 期 的 建 筑 物 抗 震 能 力 有 较 大 差 异, 在 平 原 城 市 建 筑 物 中, 发 生 倒 塌 的 房 屋 多 建 于 上 个 世 纪 七 八 十 年 代, 这 些 房 屋 未 采 用 或 较 少 采 用 抗 震 措 施, 新 建 建 筑 物 发 生 倒 塌 的 情 况 较 少, 破 坏 程 度 也 低 于 早 期 建 筑 物, 甚 至 在 同 一 个 街 道 会 出 现 早 期 住 宅 楼 破 坏 严 重, 而 新 建 住 宅 楼 基 本 未 发 生 破 坏 的 现 象, 这 说 明 随 着 抗 震 措 施 的 逐 步 完 善, 结 构 设 计 能 很 好 地 执 行 相 关 要 求 的 情 况 下, 对 建 筑 物 在 地 震 中 的 抗 震 能 力 有 很 大 提 高 本 次 都 江 堰 市 区 地 震 等 级 在 7~9 度 之 间, 许 多 建 筑 经 受 高 于 结 构 设 防 水 平 地 震 力 度, 属 于 大 震 作 用 范 围, 设 计 中 合 理 及 严 格 执 行 抗 震 设 计 要 求 及 构 造 措 施, 是 很 多 建 筑 未 出 现 较 大 破 坏 或 倒 塌 的 重 要 原 因 对 于 那 些 存 在 严 重 质 量 问 题 的 建 筑 物 不 符 合 上 述 分 析 5.2 不 同 结 构 形 式 在 地 震 中 表 现 差 异 较 大 由 于 剪 力 墙 结 构 在 震 中 地 区 很 少 采 用, 因 此 本 次 调 查 未 获 得 相 关 震 害 资 料 地 震 区 高 层 建 筑 较 多 采 用 框 架 - 剪 力 墙 结 构, 本 次 震 害 常 见 表 现 为 剪 力 墙 连 梁 X 型 剪 切 破 坏, 符 合 结 构 抗 震 设 计 预 期 考 察 该 类 结 构 中 的 框 架 梁 柱, 基 本 上 未 出 现 节 点 破 坏 柱 体 破 坏, 仅 发 现 少 量 梁 柱 出 现 裂 缝 现 象, 但 未 出 现 塑 性 铰 情 况, 说 明 在 地 震 中 剪 力 墙 是 主 要 抗 震 构 件, 吸 收 地 震 能 量 较 大, 加 强 剪 力 墙 部 分 的 设 计 是 该 类 结 构 设 计 重 点 剪 力 墙 设 置 数 量 及 布 置 格 局 对 于 建 筑 材 料 的 保 护 也 有 很 大 影 响, 本 次 地 震 中 建 筑 物 水 平 晃 动 严 重, 楼 层 位 移 很 大, 可 能 在 地 震 中 超 过 规 范 允 许 值, 致 使 建 筑 墙 体 变 形 过 大 造 成 墙 体 破 坏, 这 些 墙 体 破 坏 形 式 有 X 型 裂 缝, 已 无 法 继 续 使 用, 地 震 后 需 进 行 整 体 更 换 纯 框 架 结 构 的 震 害 表 现 于 框 剪 结 构 类 似, 抗 震 性 能 良 好 图 5.1 八 层 框 剪 结 构 建 筑 中, 第 五 层 房 间 内 小 隔 墙 顶 部 ( 距 地 面 2.0 米 ) 在 地 震 中 晃 动 留 下 的 痕 迹, 摆 动 幅 度 接 近 200mm

图 5.2 框 剪 结 构 中 柱 间 纵 向 建 筑 墙 体 破 坏 表 现 图 5.3 框 剪 结 构 中 柱 间 横 向 建 筑 墙 体 破 坏 表 现

图 5.4 框 剪 结 构 中 楼 梯 间 处 建 筑 墙 体 破 坏 表 现 图 5.4 框 剪 结 构 中 端 墙 建 筑 墙 体 破 坏, 框 架 梁 出 现 竖 向 裂 缝, 框 架 角 柱 出 现 横 裂 缝 纯 框 架 结 构 的 震 害 表 现 与 框 剪 结 构 类 似, 抗 震 性 能 良 好, 有 部 分 梁 柱 节 点 处 发 生 压 屈 破 坏 情 况

图 5.5 框 架 结 构 中 柱 体 在 一 层 梁 下 出 现 压 屈 破 坏 图 5.6 框 架 结 构 边 柱 出 现 剪 切 破 坏

图 5.7 建 筑 外 窗 下 建 筑 墙 体 对 框 架 柱 的 冲 击 砌 体 结 构 在 地 震 中 的 表 现 差 异 性 较 大, 但 总 体 上 有 如 下 印 象 :1) 底 框 结 构 破 坏 倒 塌 情 况 较 多 ;2) 采 用 预 制 楼 板 的 结 构 破 坏 情 况 较 多 ;3) 在 倒 塌 破 坏 构 件 中, 存 在 很 多 抗 震 构 造 不 合 理 情 况 ;4) 砌 体 材 料 中, 存 在 砌 块 强 度 不 足 砂 浆 强 度 不 足 及 填 充 不 饱 满 的 情 况 ;5) 是 否 设 置 构 造 柱 和 圈 梁 对 砌 体 结 构 抗 震 起 至 关 重 要 的 作 用 ; 图 5.8 采 用 预 制 楼 板 的 砌 体 结 构, 右 侧 部 分 在 地 震 中 倒 塌, 墙 上 挂 着 预 制 板

图 5.9 砌 块 间 砂 浆 强 度 不 足, 已 成 粉 末 状, 丧 失 抗 剪 能 力 图 5.10 圈 梁 箍 筋 间 距 超 过 200mm, 圈 梁 失 去 抗 震 作 用

图 5.11 很 多 砌 体 墙 不 按 要 求 砌 筑, 该 窗 间 墙 由 两 层 墙 体 组 成, 缺 少 连 接, 地 震 中 外 侧 墙 皮 被 震 落 图 5.12 砂 浆 砌 筑 不 饱 满, 墙 体 在 地 震 中 未 起 到 足 够 抗 剪 作 用, 全 部 依 靠 构 造 柱 能 力

图 5.13 构 造 柱 在 根 部 主 筋 采 用 单 面 不 连 续 点 焊 连 接 5.3 对 采 用 预 制 构 件 建 筑 物 震 害 看 法 本 次 地 震 中 倒 塌 房 屋 数 量 较 多, 除 地 震 等 级 超 过 结 构 设 防 烈 度 因 素 外, 采 用 预 制 构 件 的 建 倒 塌 筑 比 例 较 高, 根 据 现 场 看 到 的 情 况 分 析, 可 以 得 出 以 下 几 点 看 法 : 1) 预 制 楼 板 主 筋 不 符 合 制 作 要 求 预 制 板 应 采 用 预 应 力 钢 丝 作 为 受 力 主 筋, 通 过 先 张 法 制 成 预 应 力 楼 板, 采 用 预 应 力 筋 可 以 有 效 减 少 楼 板 出 现 裂 缝 从 许 多 倒 塌 现 场 看 到, 这 些 预 制 板 主 筋 采 用 非 预 应 力 钢 筋, 并 且 钢 筋 直 径 较 小, 可 能 采 用 冷 加 工 拉 长 处 理 过 : 根 据 一 些 学 校 的 学 生 反 映, 在 地 震 前 楼 板 就 有 非 板 缝 间 裂 缝 出 现, 说 明 这 种 预 制 板 达 不 到 结 构 设 计 使 用 要 求 ; 图 5.14 折 断 的 预 制 楼 板, 板 中 的 主 要 受 力 钢 筋 为 非 预 应 力 钢 筋 2) 主 体 结 构 未 按 抗 震 规 范 要 求 设 置 构 造 柱 圈 梁 等 重 要 构 件 如 图 5.15 某 倒 塌 小 学 教 舍, 地 上 三 层 教 学 用 房 未 设 置 构 造 柱, 在 地 震 中 迅 速 地 整 体 倒 塌 在 残 留 的 楼 体 上 可 以 看 到 楼 层 处 设 有 圈 梁 构 件, 但 由 于 竖 向 构 件 破 坏 较 快, 圈 梁 也 未 起 到 相 应 作 用

图 5.15 砌 体 结 构 未 设 置 构 造 柱 3) 柱 梁 板 的 连 接 抗 震 构 造 措 施 设 置 不 合 理 如 很 多 预 制 楼 板 掉 落 是 因 为 板 端 钢 筋 未 按 正 确 的 构 造 措 施 进 行 施 工, 图 5.16 是 当 地 典 型 的 连 接 方 式, 预 制 板 主 筋 垂 直 板 面 放 置 在 墙 体 上, 板 钢 筋 未 有 效 锚 固 于 板 缝 间 浇 筑 混 凝 土 中, 这 样 做 的 结 果 是 每 块 预 制 板 都 像 积 木 一 样 放 置 在 竖 向 构 件 上, 竖 向 地 震 时 楼 板 跳 起 直 接 离 开 支 撑 体 脱 落 又 比 如 某 倒 塌 框 架 楼 采 用 预 制 柱 板 梁 体 系, 图 5.17 可 以 看 出, 框 架 柱 梁 箍 筋 很 细, 现 场 感 觉 直 径 达 不 到 4mm, 节 点 处 箍 筋 间 距 达 不 到 抗 震 加 密 要 求, 不 能 有 效 保 护 混 凝 土, 在 外 侧 混 凝 土 全 部 震 落 ; 梁 柱 主 筋 直 径 不 小, 但 仔 细 观 察 梁 主 筋 锚 固 方 式 存 在 锚 固 长 度 不 足 和 钢 筋 焊 接 现 象 图 5.16 预 制 楼 板 主 筋 未 进 行 锚 固

图 5.17 预 制 框 架 楼 中 梁 柱 节 点 配 筋 情 况 4) 某 些 预 制 构 件 在 使 用 中 受 到 人 为 破 坏 如 图 5.18~5.21, 某 倒 塌 教 学 楼 进 行 了 抗 震 措 施 设 计, 但 构 件 上 有 电 钻 孔, 造 成 结 构 承 载 能 力 和 抗 震 性 能 下 降 图 5.18 教 学 楼 设 置 了 构 造 柱, 地 震 中 楼 体 底 部 有 整 体 剪 切 破 坏 迹 象, 构 造 柱 上 也 设 置 墙 体 拉 结 筋, 拉 结 长 度 大 约 为 700mm;

图 5.19 教 学 楼 设 置 了 圈 梁, 圈 梁 箍 筋 间 距 大 约 为 200mm, 符 合 抗 震 规 范 要 求 ; 图 5.20 大 开 间 预 制 进 深 梁 支 座 处 未 见 连 接 构 造

图 5.21 进 深 梁 体 上 有 电 钻 孔, 预 制 板 与 二 次 浇 筑 层 间 没 有 连 接 5.4 屋 面 突 出 建 筑 物 震 害 情 况 建 筑 设 计 中 经 常 有 突 出 构 件 设 计, 这 些 构 件 在 地 震 中 容 易 产 生 鞭 稍 效 应, 结 构 人 员 应 对 类 似 设 计 予 以 重 视, 这 些 突 出 屋 面 的 构 件 地 震 效 应 与 地 震 等 级 构 件 所 处 主 体 位 置 结 构 主 体 自 振 周 期 等 有 关 系, 设 计 中 应 对 这 些 构 件 地 震 力 进 行 相 应 放 大 图 5.22 三 层 框 架 楼 上 设 三 层 造 型 建 筑, 地 震 中 框 架 柱 全 部 剪 断

图 5.23 十 四 层 框 架 剪 力 墙 楼 上 设 无 线 发 射 钢 塔 架, 地 震 中 整 体 弯 折 图 5.24 六 层 砌 体 结 构 上 加 建 一 层, 地 震 中 两 侧 墙 体 脱 落 5.5 框 架 结 构 中 楼 体 破 坏 情 况 楼 体 在 结 构 整 体 设 计 时, 一 般 是 不 考 虑 梯 板 及 中 间 休 息 平 台 对 主 体 的 影 响, 楼 梯 及 楼 梯 柱 单 独 计 算, 在 这 次 地 震 中, 楼 梯 破 坏 情 况 较 多, 说 明 楼 梯 是 框 架 结 构 抗 震 的 重 要 组 成 部 分,

楼 梯 破 坏 间 接 保 护 了 框 架 主 体 图 5.25 框 架 楼 端 部 楼 梯 间, 上 部 楼 梯 拉 裂 多 处 承 担 拉 力 说 明 拉 力 和 压 力 交 替 出 现, 下 部 楼 梯 顶 裂 柱 体 图 5.26 框 架 楼 外 部 悬 挑 梁 式 楼 梯, 楼 板 及 梯 梁 均 破 坏

图 5.27 梯 柱 与 梯 梁 相 交 节 点 发 生 破 坏, 箍 筋 间 距 不 能 满 足 抗 震 构 件 要 求 图 5.28 楼 层 中 部 休 息 平 台 被 拉 裂, 梯 梁 在 中 部 发 生 剪 切 破 坏 6 震 害 调 查 小 结 1) 抗 震 设 计 是 结 构 设 计 工 作 的 重 要 环 节 ; 2) 选 择 优 秀 的 结 构 形 式 可 以 有 效 减 少 地 震 灾 害 对 使 用 者 的 影 响 ; 3) 合 理 运 用 抗 震 构 造 措 施 是 达 到 结 构 大 震 不 倒 目 标 的 重 要 手 段 ; 4) 应 加 强 结 构 施 工 质 量 管 理, 确 保 建 筑 物 符 合 结 构 设 计 预 想 ; 5) 应 重 新 认 识 建 筑 墙 体 和 楼 梯 对 框 架 类 结 构 的 抗 震 性 能 的 影 响 ;