地震工程学报告

1、从汶川地震看建筑结构抗震相关知识地震工程学学习报告姓姓 名：名：XXXXXX学学 号：号：XXXXXX课课 程：地震工程学程：地震工程学老老 师：师：XXXXXX目目 录录01 地震的发生给人类社会带来的危害地震的发生给人类社会带来的危害03如何提高混凝土短柱的的抗震性能如何提高混凝土短柱的的抗震性能02从汶川地震看钢筋混凝土框架结构抗震问题从汶川地震看钢筋混凝土框架结构抗震问题01地震的发生给人类社会带来的危害地震的发生给人类社会带来的危害房屋倒塌 01 地震的发生给人类带来的危害地震的发生给人类带来的危害桥梁断落铁轨变形水坝开裂地面开裂地面开裂山体滑坡山体滑坡海啸的发生海啸的发生火灾的发生

2、火灾的发生02从汶川地震看钢筋混凝土框架结构从汶川地震看钢筋混凝土框架结构抗震问题抗震问题 02 从汶川地震看钢筋混凝土框架结构抗震问题从汶川地震看钢筋混凝土框架结构抗震问题2.1单跨框架 单夸框架单夸框架两根柱子一排梁，是最简单的结构形式，用于教学楼可以两边通风采光，加个外悬外悬挑挑可以让孩子们户外活动，很多中小学教学楼采用这种形式，但是这种结构没有多道防线没有多道防线，一根柱子破坏，框架马上倒塌。汶川地区很多这种教学楼，地震中破坏严重，甚至全部倒塌。 单跨框架单跨框架都江堰某中学教学楼都江堰某中学教学楼 1. 柱子截面太小柱子截面太小 业主业主和设计师设计师总是要求柱子截面越小越好，钢筋可

3、以多加，截面却是没有商量。从唐山唐山等历次强震中柱子破坏情况来看，柱子截面过小，轴压比过大是一个主要原因，汶川地震汶川地震同样如此，倒塌框架的废墟中我们同样可以发现折断的细细的柱子细细的柱子，框架柱截面太小直接的结果是柱头压碎柱头压碎和底层柱压塌底层柱压塌、上部楼层坠落上部楼层坠落。2.2框架结构破坏原因分析汉旺东汽多层框架柱头压碎汉旺东汽多层框架柱头压碎有些框架柱不仅截面小，而且只有有些框架柱不仅截面小，而且只有4 4根细钢筋，加上几道又细又稀的根细钢筋，加上几道又细又稀的箍筋。这种箍筋。这种弱柱弱柱是不可能抵抗巨大的地震水平力的。是不可能抵抗巨大的地震水平力的。柱子截面小，且只有柱子截面小

4、，且只有4 4根细钢筋。根细钢筋。2.2框架结构破坏原因分析l 在烈度超过在烈度超过9 9度度的极震区，纯框架结构已经无能为力，侧向位移已大于1/150，临近倾倒，有些框架梁跨度大，竖向荷载也大，其截面尺寸远大于柱，配筋也很强。强柱弱梁强柱弱梁这一抗震理念基本难以实现。结果就是梁破坏较轻梁破坏较轻，而柱子全部毁坏而柱子全部毁坏，楼楼面平行坠落面平行坠落。梁大柱小梁大柱小，梁强柱弱梁强柱弱，导致梁存柱亡梁存柱亡，应适当加大柱子断面尺寸，提高其侧向刚度，要加强柱的配筋，提高其抵抗能力。2.2框架结构破坏原因分析汶川漩口中学框架严重变形汶川漩口中学框架严重变形两层框架大侧移两层框架大侧移防震缝防震缝

5、问题已经老生常谈，大家都知道缝宽不能太小缝宽不能太小。但往往由于业主的美观要求，设计师不得不照办，结构也就将就而行，汶川地震中汶川地震中缝两侧相互碰撞相互碰撞的案例不少，说明今后设计中要重视这个问题，留足缝的宽度留足缝的宽度。2.2框架结构破坏原因分析03如何提高混凝土短柱的的抗震性能如何提高混凝土短柱的的抗震性能 钢筋混凝土短柱的钢筋混凝土短柱的刚度大刚度大,变形能力变形能力和和耗能性能差耗能性能差,短柱发生破坏时一般短柱发生破坏时一般是是剪切破坏剪切破坏或或粘结破坏粘结破坏,而这些破坏都是延性很差的而这些破坏都是延性很差的脆性破坏脆性破坏,破坏过程短破坏过程短暂突然暂突然,耗能能力较差。历

6、次大地震的震害调查都说明耗能能力较差。历次大地震的震害调查都说明短柱破坏短柱破坏是造成钢筋是造成钢筋混凝土框架结构破坏甚至倒塌的一个重要因素混凝土框架结构破坏甚至倒塌的一个重要因素,后果是灾难性的后果是灾难性的。因此。因此,改改善钢筋混凝土短柱的构造形式善钢筋混凝土短柱的构造形式,提高其抗震性能是非常重要的提高其抗震性能是非常重要的。 03 如何提高混凝土短柱的的抗震性能如何提高混凝土短柱的的抗震性能 3.1短柱的破坏形态短柱的破坏形态 短柱的破坏形态短柱的破坏形态 短柱破坏形式短柱破坏形式一般分为剪切破坏剪切破坏和粘结破坏粘结破坏。破坏时斜向交叉裂缝贯通斜向交叉裂缝贯通,柱的强柱的强度急剧下

7、降度急剧下降,发生沿斜截面滑发生沿斜截面滑移、混凝土严重剥落移、混凝土严重剥落等脆性脆性破坏破坏。因此,当建筑物遭遇该地区设防烈度或高于该地区设防烈度的地震作用时,容易形成薄弱环节薄弱环节而造成结构破坏甚至倒塌。 （1 1）采用分体柱技术）采用分体柱技术 分体柱技术分体柱技术就是采用隔板隔板(石膏板、纤维板或竹胶板石膏板、纤维板或竹胶板等)将短柱短柱分为2或4个柱肢柱肢,并分别配筋 ,从而削弱短柱的抗弯强削弱短柱的抗弯强度度,使抗弯强度使抗弯强度相应于或低于相应于或低于抗剪强度抗剪强度。这样,在地震作用时,柱子将首先达到抗弯强度抗弯强度,呈现延性的破坏形态延性的破坏形态。3.23.2提高混凝土

8、短柱抗震性能的具体措施提高混凝土短柱抗震性能的具体措施.普通柱的配筋形式普通柱的配筋形式分体柱的配筋形式分体柱的配筋形式 分体柱技术分体柱技术 研究结果表明,分体柱分体柱虽然使构件的抗弯承载力抗弯承载力有所降低,但抗剪承载力基本不变抗剪承载力基本不变,且构件的变形能力变形能力和延性延性均得到显著提高,其破坏形态由剪切型剪切型转化为弯曲型弯曲型,改善了短柱尤其是剪跨比 1.5的超短柱的抗震性能。分体柱技术分体柱技术对改善短柱的抗震性能有着良好的效果。 （2 2）采用型钢混凝土短柱）采用型钢混凝土短柱 型钢混凝土柱型钢混凝土柱由型钢型钢和外包混凝土外包混凝土组成,型钢型钢通常采用由钢板焊接拼制钢板

9、焊接拼制或轧制轧制而成,其型钢截面通常采用矩形截面矩形截面和十字形截面十字形截面等。3.23.2提高混凝土短柱抗震性能的具体措施提高混凝土短柱抗震性能的具体措施.型钢混凝土型钢混凝土 型钢混凝土型钢混凝土可充分发挥钢钢和混凝土混凝土两种材料的优点,与钢筋混凝土结构相比,由于配置了型钢,使柱的竖向和水平承使柱的竖向和水平承载力大大提高载力大大提高, ,从而有效减小了柱的截面尺寸从而有效减小了柱的截面尺寸;型钢翼缘型钢翼缘与箍箍筋筋对混凝土有很好的约束作用约束作用,使混凝土的延性提高,加上型钢本身良好的塑性,使短柱改善了延性使短柱改善了延性, ,提高了耗能能力提高了耗能能力 。采用型钢混凝土短柱

10、（3 3）采用钢纤维混凝土）采用钢纤维混凝土 通过在普通混凝土中掺入钢纤维钢纤维,使得混凝土中的钢纤维与混凝土共同承担荷载共同承担荷载,使混凝土的材料特性向着钢材靠拢 。钢纤钢纤维混凝土维混凝土具有较高的抗拉强度抗拉强度、抗疲劳抗疲劳、高韧性高韧性等性能,从而大大大改善了混凝土柱的延性大改善了混凝土柱的延性, ,提高了承载力提高了承载力, ,有效地改善了短柱的抗有效地改善了短柱的抗震性能。震性能。3.23.2提高混凝土短柱抗震性能的具体措施提高混凝土短柱抗震性能的具体措施. （4 4）加强对混凝土的约束作用）加强对混凝土的约束作用 增强混凝土约束作用增强混凝土约束作用的措施主要有增强箍筋约束力

11、增强箍筋约束力，国内外试验均表明,加强箍筋对混凝土的约束,可提高柱子的极限变形角,增强其抗剪承载力,这也符合高层建筑框架柱应满足剪压比限值和“强剪弱弯强剪弱弯”的要求。3.23.2提高混凝土短柱抗震性能的具体措施提高混凝土短柱抗震性能的具体措施.2 fyAss1 fyAss12sdcors(a)(b)(c)约束混凝土受力状约束混凝土受力状态态混凝土三向受力状混凝土三向受力状态态 钢管混凝土钢管混凝土 钢管混凝土钢管混凝土是由 混凝土混凝土填入薄壁圆形薄壁圆形或方形钢管内方形钢管内而形成的组合构件,由于钢管内混凝土受到钢管的侧向约束侧向约束使得混凝土处于三向三向受压受压状态,从而使混凝土的抗压强度抗压强度和极限压应变极限压应变得到提高,显著改善了显著改善了短柱的延性。短柱的延性。 （5 5）碳纤维布约束混凝土柱）碳纤维布约束混凝土柱 这种方法是用碳纤维布碳纤