分析汶川房屋震害_提高抗震设计水平

1、5.12汶川地震发生后,举国悲痛,世界震惊。按照中核集团、核电公司总部和国防科技局的工作安排,我分公司组成了有核化工、土木建筑、岩土工程、技术经济等专业技术人员的"汶川地震应急查险"技术服务队,克服交通紧张的困难,5.15日由分公司总经理吴忠俭带队,第一批应急救援人员自己驾车奔赴821厂参与应急查险工作。稍后又先后派出四批,三十人次前往821厂、绵阳、江油、平武等地参与应急查险、恢复重建调查评估和恢复重建规划设计等工作。在灾区工作期间,先后调查了821、839、903及其江油基地等各类住宅约30万m2,十余类公共建筑(学校、医院、邮局、银行、影剧院等8.8万m2,各个时期建

2、造的工业建构筑物约16万m2;还察看了一些村镇建筑。拍摄了几百张照片,获得了宝贵的第一手资料。笔者分析整理了现场记录照片,查阅了有关设计文件、图纸和文献,撰写此文,供有关土木建筑设计人员、建设行政管理和防震减灾管理人员参考。并和同行交流,不妥之处,敬请指正。1调查震区概况广元、青川、绵阳、江油、平武五地(以下简称五地,位于"汶川地震"地震带的附近,青川、平武在重灾区,广元、绵阳、江油离重灾区稍远,约100公里。五地多为山区。各个不同的年代"抗震设防烈度"变化见表1。表1各年代青川等地“设防烈度”表从表1可以看出以下几点:1在5.12汶川大地震前,广元、绵

3、阳等五地都处于“低烈度区”或称“6度不设防区”。2三十年来,抗震设防的标准呈不断提高的趋势。这和我国的经济实力不断提高,人的生命财产受重视的程度不断提高密切相关。3地震工程界对地震的认识需要不断完善2震害综述及其原因分析2.1调查的主要对象根据国家国防科技局、中核集团的工作安排,我们主要调查了821、839、903等科研、生产厂房,建构筑物及其配套的基础设施(供水、供气等;为科研生产、试验等服务的各类公共建筑,如中小学校、医院、商店、体育、邮政等公共服务设施;各个时期建造的各种类型的住宅等,察看了“三堆镇”的民用建筑。2.2震害综述2.2.1科研、生产厂房、建构筑物震害。主体结构基本没有受到实

4、质性的震害,属于“中震可修”分析汶川房屋震害,提高抗震设计水平郑州分公司汪建峰王庆伟摘要介绍了作者参与5.12汶川地震后房屋应急查险、恢复重建调查评估的经验、感受。整理了三十年来,广元、绵阳等地的“设防烈度”。对特定的工业建构筑物、住宅、各类公共建筑的震害作了综述。将河南省的房屋抗震设计状况和广元、平武作了对比,提出了防震减灾工作建议。可供土建技术人员和建设行政管理部门、防震减灾相关管理部门制定防震减灾规划参考。关键词:汶川地震设防烈度房屋震害防震减灾年代广元青川平武江油绵阳1977年地震基本烈度<6666<61990地震烈度区划图677662001地震烈度区划图60.05g70.

5、10g70.15g70.10g60.05g2008.6.11国家标准化管理委员会修改70.10g70.15g80.20g70.15g70.10g·民用工程·57··第72期范畴。没有发现倒塌案例。破坏的部位或构件:围护墙体、填充墙体,女儿墙、封山封边墙、突出物、悬挑构件等。破坏的形式:主要为墙体交叉剪切裂缝,缝宽1mm5mm,长度1m5m不等。墙体鼓闪;封山墙、封边墙、女儿墙塌落较多。钢筋混凝土框架结构的加气混凝土砌块填充墙面层开裂、脱落较多,成为通害。2.2.2公共建筑震害。主体结构基本没有受到实质性的震害,属于"中震可修"或&qu

6、ot;大震不倒"。没有发现倒塌案例。主要部位是平面、立面不规则,标新立异处。学校(如八二一技校教学楼、宿舍楼等、医院破坏较重。破坏较严重的是1970年代建造的砖木结构或"砖混"结构房屋。主要形式,一是钢木屋架、木檩条、粘土瓦坡屋面的塌落,二是砖墙的交叉剪切破坏。有些破坏严重的房屋,失去了维修的价值,需要拆除重建。2.2.3住宅震害。住宅的破坏和建造的年代、结构形式密切相关。简述如下:上世纪七十年代的住宅,多为三四层、砖木结构,钢木屋架、木檩条、红粘土瓦坡屋面。破坏形式“红瓦坡屋面”的红瓦脱落,檩条坍塌,悬挑构件折断,楼梯间、非承重隔墙开裂。这类住宅多数已经接近“危

7、房”,失去了维修的价值。八十年代住宅,多为五六层"砖混"结构,预制钢筋混凝土楼板,隔层设置了钢筋混凝土圈梁,没有构造柱。破坏的主要构件是非承重120厚隔墙,悬挑构件。这类住宅,主体是安全的,修理后可以继续使用。九十年代以后住宅,多为五七层"砖混"结构,预制钢筋混凝土楼板,隔层设置了钢筋混凝土圈梁,设置了钢砼构造柱。这类住宅基本没有破坏。2.2.4村镇建筑震害。多为13层砖木结构或砖混结构,木檩条、木条板,小青瓦坡屋面。破坏的主要部位是屋面坍塌,突出屋面的局部坍塌,无连接的非承重墙体坍塌。2.3原因分析根据2008.6.11日国家质检总局和国家标准委员会批

8、准的GB18306-2001中国地震动参数区划图国家标准第1号修改单,广元、绵阳等五地的抗震设防烈度都提高了。据粗略估计,五地实际遭遇的地震烈度,比“设防烈度”高1.01.5度,但我们所调查的建构筑物主体多数都没有倒塌。其主要原因有二:1有正规的设计以839工程为例说明这个问题。839工程,又叫"西南科学城"。据"九院布局调整改造工程专题史料"记载:关于抗震设防问题,经与八三九工程部协调对各所科研主楼按提高一度(即7度设防,其它建筑按6度设防。当时,按照1977年的地震基本烈度表,绵阳地区的基本烈度<6度。出于对工程重要性的考虑,根据地震工程界对1

9、976年唐山大地震震害的深入研究成果,在839工程中采取以上的抗震设防标准进行设计,汶川大地震的实践证明是恰当的。上述的科研主楼包括:一所101子项(包括101a、101b、101c,二所201子项,三所309子项等。综合分析这些科研楼的结构设计方案,主要特点如下:1“地耐力”都比较高,达28t/m2;2采用了整体性较好的基础形式;3现浇钢筋混凝土框架;4240mm厚预制预应力空心楼屋面板(CG430,在楼屋面板上整浇一层50mm或70mm,细石钢筋混凝土。现场调查表明,这些建筑的主体结构都没有受到实质性的震害,保证了人员、设备设施的安全。只需要对填充墙等进行适当维修即可继续使用。2施工监督到

10、位,施工质量较好。上世纪七八十年代,我国还没有“工程建设监理”制度,但核工业系统单位在搞基本建设时,都组建一个专业比较齐全的基建班子。以839为例,六个研究所,大大小小约九十个子项,每一个子项都有一位施工现场管理人员。所调查的绝大部分子项的建筑材料、施工质量都是挺好的。2.4分析破坏案例,可以得到这样的结论:没有正规设计的破坏严重,如村镇建筑、七十年代建设的住宅;施工质量差的破坏严重;平面、立面、质量、刚度不规则的破坏严重;横墙少的破坏严重,如学校。3河南省(郑州市的抗震、防震情况3.1按照1990年的“中国地震烈度区划图”,我省只有三门峡、新乡、卫辉、淇县、汤阴、范县等几个区县为8度区,其余

11、是6、7度的低烈度区。其中6度区约占70%。汪建峰、王庆伟:分析汶川房屋震害,提高抗震设计水平58··核工程研究与设计2008年10月郑州市在上世纪“80年代中期”之前,抗震设防还是6度区;此后,由于是省会城市(人口超过百万,一部分重要建筑,如广播电视、通讯、粮食、六层以上的住宅等,按照7度设防。1990之后划为7度区,近震;2001年后划为7度,0.15g,第一组。对比本文表1广元、平武的"设防烈度"的变迁可以看出,郑州市和"平武"有相似之处。这是很值得制定防震减灾规划时关注的。工业与民用建筑抗震设计规范TJ11-78,于1978年

12、10月批准,1979年8月1日实行。该规范“第3条,注”规定“基本烈度六度地区的工业与民用建筑一般不设防,但应尽可能考虑本规范第4条第四、六、八款的要求”。四、六、八款的要求即“规则性、牢固连接、对施工质量提出要求”。在设计实践中,这条“注”往往被忽略,而仅仅记住了“六度不设防”。所以可以说,郑州市在1990年之前建造的相当多一部分房屋是没有采取抗震措施的。特别值得一提的是,许许多多的村镇建筑、包括“城中村”,多数没有进行“正规设计”,没有采取适当的抗震措施。当遭遇“当地设防烈度的地震时,其震害将是严重的”。3.2我省的“豫鲁冀交界”地区,是中国地震局判定的“地震重点监视防御区(2006202

13、0”。该区域呈西南东北走向,长约300km,宽约100km.在防震减灾规划,包括地震监测、既有房屋及其它基础设施的鉴定加固,新建基础设施的规划、新建建筑的抗震设计审批、应急预案、资金投入、宣传教育、应急演练等方面,对该区宜给予倾斜。4结论与建议4.1房屋震害分析表明,就目前的技术水平,按照标准规范进行设计、施工,完全可以确保房屋在遭遇"设防烈度"或略高于"设防烈度"的地震时不倒塌,保证生命财产安全。4.2建设行政管理部门、土建设计人员一定要按照法律法规、技术标准进行管理、设计。汶川震害表明,即便是在“六度不设防”的七十年代建造的房屋,只要是满足了“TJ11-78”总则所提出的“规则性、牢固连接、对施工质量提出要求”这三条要求的房屋,几乎没有倒塌的案例。说明全面理解规范的立规原则、按照规范进行设计、确保施工质量的重要性。4.3建议组织地震、岩土、土建等技术专家对“豫鲁冀交界”地区的重要建构筑物、桥梁、水库水坝等进行鉴定。制定规划分期分批、多渠道筹措资金对不符合抗震设防要求的重要设施,人员集中的公共服务设施,如学校、医院、大型商场、体育场馆等进行加固。4.4组织培训