建筑震害与设计对策(一)

1、映秀镇处于映秀镇处于龙龙门门 山中央主断山中央主断裂带裂带之之 上，是上，是此次地震的震此次地震的震 中位置，其地中位置，其地震影响震影响 烈度高烈度高达达11度度，区域，区域范围内的房屋范围内的房屋建筑遭建筑遭 受毁灭受毁灭性破坏。性破坏。汶川地震，山体滑坡形成唐 家山堰塞湖 选择有利地段 对于危险地段，强调“严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑”。地段地段类别类别地质、地形、地貌地质、地形、地貌有利地段稳定基岩，坚硬土、开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故

2、河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位 避让主断裂带,最小避让距离:建造烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁8专门研究200m100m9专门研究400m200m 液化判别和处理: 6度乙类建筑：按照7度要求判别处理 考虑孤山效应 宁夏海源地 震，位于渭河谷地的姚庄，烈度为7度；而相距仅两公里的牛家山庄，因位于高出百米的突出的黄土梁上， 烈度竟高达9度。 1966年云南东川地震，位于河谷较平坦地带的新村，烈度为8度；而邻近一个孤立山包顶部的矽肺病疗养院，从其

3、严重破坏程度来评定，烈度不 低于9度。 海城地震，在大石桥盘龙山高差58m的两个测点上收到的强余震加速度记录表明，孤突地形上的 地面最大加速度，比坡脚平地上的加速度平均大了 1.84倍。 2008年汶川地震中，陕西省宁强县高台小学，由于位于近20米高的孤立的土台之上，地震时其破坏程度明显大于附近 的平坦地带。 抗规4.1.8条： 建造于“条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段的建筑结构，地震作用应乘以增大系数1.11.6”。该增大系数的取值，与突出地形的高度、平均坡降角度以及建筑场地至台地边缘的距离有关，参见抗震规范4.1.8条的条文说明。倒塌示意倒

4、塌示意结构体系简图结构体系简图国家抗规（2008局部修订版）： 高层建筑不应采用单跨框架结构，多层建筑不宜采用单跨框架结构。 建议：乙类多层，不应采用单跨框架 如：教学楼等，可加外廊柱 高烈度区多层单跨，可加设剪力墙， 形成二道防线； 低烈度区多层丙类可采用单跨，但应 有相应的措施。框架结构 单道防线 由于冗余度不足，容易形成连续倒塌机制，由于冗余度不足，容易形成连续倒塌机制，从而导致结构整体倾覆倒塌从而导致结构整体倾覆倒塌抗规3.5.3条：宜有多道抗震防线 汶川汶川8.0级大地震中，具有抗震墙的钢筋混凝土级大地震中，具有抗震墙的钢筋混凝土结构房屋无一例倒塌，绝大部分结构主体基本完好结构房屋无

5、一例倒塌，绝大部分结构主体基本完好或轻微损坏，小部分中等程度破坏。填充墙等非结或轻微损坏，小部分中等程度破坏。填充墙等非结构构件破坏较为普遍。构构件破坏较为普遍。 平面不规则控制指标：平面不规则控制指标： 平面平面美洲银行和中央银行对比： 1972年12月23日尼加拉瓜马那瓜地震(6.2级)，在马那瓜，一幢18层的美洲银行大厦，地震时只受轻微损坏，稍加修理便恢复使用；另一幢15层的中央银行大厦，地震时遭严重破坏，震后拆除。 竖向不规则控制指标：竖向不规则控制指标： 避免楼层侧向刚度突变：避免楼层侧向刚度突变： 不宜不宜70（上层）（上层） 不宜不宜 80（上三层平均值）（上三层平均值） 避免楼

6、层承载力有突变：避免楼层承载力有突变： 不宜不宜80（上层）（上层） 不应不应65（上层）（上层）A级高层级高层 不应不应75（上层）（上层）B级高层级高层 立面收进或外挑：立面收进或外挑： 一侧收进：不宜一侧收进：不宜25 二侧收进之和：不宜二侧收进之和：不宜25 裙房高度裙房高度0.20H时，按立面收进处理时，按立面收进处理 一侧外挑：不宜一侧外挑：不宜0.1B，且不宜，且不宜4m 二侧外挑之和：不宜二侧外挑之和：不宜0.1B，且不宜，且不宜4m5、结构顶部刚度减小、结构顶部刚度减小 造成鞭梢效应造成鞭梢效应 带有突出屋面小房间的房屋结构，由于小房间（包括电梯机房、水箱间、女儿墙、烟囱等）

7、的质量和刚度突然变小，地震时产生鞭端效应而使其地震反应急剧增大；震害也表明，突出屋面的小房间在地震中破坏较为严重。因此，严格地说，对带有突出屋面小房间的房屋结构，底部剪力法已不再适用，应采用振型分解反应谱法或其他更精确的计算方法确定其水平地震作用。考到到程实实中带有突出屋面小房间的房屋结构构量量大，为了简化计算，抗震规范规定，对于这类结构，仍可采用底部剪力法计算其水平地震作用，但在计算时，将突出屋面的小房间也作为一个质点，并将计算所得的该质点的水平地震作用乘以增大系构予以调整，此增大部分不往下传递，但与该突出部分相连的构件在设计时应考这种增大影响。 6、连廊破坏、塌落、连廊破坏、塌落某机械厂第

8、一总装车间二层 钢连廊与墙体 连接处墙体破 坏（支座破坏）。7、防震缝宽度不足、防震缝宽度不足规范第3.4.5、3.4.6条： “体形复杂,平立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当部位设置防震缝” 正确理解本条规定应该是：建筑平、立面布置应尽可能规则，尽量避免采用防震缝；如果必须留的话，宽度应该留够。 实际到程中，往往碰到稍微不规则的结构就留缝，留的缝又不够宽；还有是在施到中，浇捣混凝土后的抗震缝两侧的模板没有拆除，或留下许多杂物堵塞，结果等于没留，地震时必然撞坏。 8、9度设防的框架结构： 当防震缝两侧结构高度、刚度、层高相差较大： 既有建筑物加固改造中发现防震缝宽度不足： 可在缝两侧

9、结构尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙。每一侧抗撞墙的构量不应少于两道，分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距。框架和抗撞墙的内力应按考和不考抗撞墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架边柱，应全高加密箍筋，并注意防止因此引起结构单元过大的偏心扭矩。 嘉义县番路乡黎明小学U U型平面教学楼完好1998年瑞里地震(PGA=0.67g)、1999年921集集地震(PGA=0.63g)、1999年10月22日嘉义地震(PGA=0.60g)中保持完好。8、悬挑结构，竖向地震引起震害、悬挑结构，竖向地震引起震害地震作用分项系数地 震 作 用EhEv仅计算水平地震作用1.30

10、.0仅计算竖向地震作用0.01.3同时计算水平与竖向地震作用(水平地震为主)1.30.5同时计算水平与竖向地震作用(竖向地震为主)0.51.39、楼梯间的问题、楼梯间的问题 汶川地震中，作为逃生通道的楼梯间破坏比较严重，造成人员伤亡。主要原因是： 砌体结构中：楼梯间的整体性不足，地震中楼梯间的墙体破坏或倒塌造成楼梯段支座失效，进而导致整个楼梯间的破坏； 钢筋混凝土框架结构中：由于支撑效应使楼梯板承受较大的轴向力，地震时楼梯段处于交替的拉弯和压弯受力状态，当楼梯段的拉应力达到或超过混凝土材料的量限抗拉强度时，就会发生受拉破坏。而楼梯间的平台梁，则由于上下梯段的剪刀作用，产生剪切、扭转破坏。抗规3

11、.6.63.6.6条： 计算模型的建立、必要的简化计算与处理，应符合结构的实际工作状况；计算中应考虑楼梯构件的影响。 楼梯间受力情况比较复杂，楼梯的梯板等构件具有斜撑的受力状态，对结构的刚度及扭转作用有较为明显的影响。故在结构计算时应将楼梯构件（梯段板、梯段板边梁、休息平台梁板、小梯柱等）加入计算模型进行整体计算，计入其对整体结构及其相邻结构构件的影响。同时对楼梯构件本身应进行抗震承载力验算，应按加入楼梯构件后的整体计算模型考虑其地震作用效应。 10、细部构造不当，延性不足、细部构造不当，延性不足 柱端破坏（强梁弱柱）柱端破坏（强梁弱柱） 短柱破坏短柱破坏 节点破坏（弱节点强构件）节点破坏（弱

12、节点强构件） 连梁破坏连梁破坏11、填充墙问题、填充墙问题 填充墙倒塌（拉结措施不到位）填充墙倒塌（拉结措施不到位） 影响主体结构影响主体结构 有利影响有利影响 耗能构件耗能构件 不利影响不利影响 形成薄弱层、薄弱部位形成薄弱层、薄弱部位 形成短柱形成短柱1、梁柱节点破坏隔板隔板1/2厚厚隔板加厚隔板加厚美国和日本：梁柱节点构造主要差别 1 美国习惯采用到字形柱，日本主要采用箱形柱。2 美国在梁翼缘对应位置的柱加劲肋厚度按传递设计内力的需要确定，一般为梁翼缘厚度之半, 并认为节点域弱一点，有利于调整地震内力；而日本取梁翼缘厚度加一个等级，认为在这里多用一点钢材是值得的。3 两国梁端腹板焊缝通过

13、孔形状不同，它与焊接是否方便以及受力性能有一定关系。4 美国对梁腹板与连接板的连接的抗剪用焊缝加强，日本规定腹板螺栓不少于23列，用增加螺栓构量来加强；以上构造差异特别是前三项，与破坏情况有明显关系。北岭地震节点破坏模式：下翼缘焊缝根部裂缝多向柱段范围扩展 美国在调查的1000多幢中破坏100多幢。破坏的特点是梁下翼缘裂缝占8095，上翼缘裂缝1520；裂缝起源于焊缝的占9099，起源于母材的只占110；不少裂缝向柱子扩展，严重的将柱裂穿，有的向梁扩展，有的沿连接螺栓线扩展。北岭地震节点破坏模式 节点破坏原因 1、焊缝金属冲击韧性低。2 、焊缝存在缺陷，特别是下翼缘梁端现场焊缝中部，因腹板妨碍焊接和检查，出现不连续。3 、梁翼缘端部全熔透坡口焊的衬板边缘形成人到缝，在弯矩作用下扩大。4 、梁端焊缝通过孔边缘出现应力集中，引发裂缝，向平材扩展。5 、裂缝主要出现在下翼缘，是因为梁上翼缘有楼板加强，且上翼缘焊缝无腹板妨碍施焊。阪神地震节点破坏模式 ：裂缝从扇形角部向梁段内发展2、框架柱主要破坏形式 翼缘屈曲翼缘屈曲 拼接处裂缝