汶川512地震震害及抗震设计思考

昆明市建筑设计研究院有限责任公司秦云2009.5.20汶川5.12地震震害及抗震设计思考汇报提纲一、地震作用与抗震设计的基本要求二、地震情况介绍三、震害情况四、汶川地震的思考五、常见结构抗震设计示例及建议六、抗震加固示例一、地震作用与抗震设计的基本要求地震反应1、是地震作用下建筑物的惯性力，大小取决于：（1）地震震级；（2）场地特征；（3）结构动力特性；2、特点：动力特性、反复性、短暂性和随机性。3、一次地震有一个震级，震级以地震时释放的能量大小确定，震级相差一级释放的能量相差32倍左右。地震设防基本烈度1、地区抗震设防基本烈度：是由国家根据地震历史记录和地质调查研究确定的。2、地震影响：采用设计基本地震加速度和设计特征周期。（1）设计基本地震加速度值为50年设计基准期超越概率10％的地震加速度的设计值。（2）设计特征周期：89抗震规范根据设计近、远震和场地类别确定，新规范（2001版）改称设计近、远震为设计地震分组，具体分为第一、二、三组。地震破坏烈度1、地震发生后地震波及范围内各地区遭受破坏的程度度量。一般来讲，5级以上的地震才会造成震害。（1）准确的需要经过震害调查，根据建、构筑物遭受损坏或破坏的情况确定。（2）理论经验公式：一般地，可以用下面三个关系式近似估计地震震级和地震震中烈度的关系：I1=1.3M；（1）I2=1.5M-1；（2）I3=(M-1.5)/0.58。（3）式中：地震震级：M；地震烈度：I1、I2、I3

震级烈度关系图地震对建筑物的作用特点

1、不确定性、不可预知性

1）1995年前，日本一直认为东海会发生地震，但1995年1月17日，毫无准备的大阪、神户地震，损失1000多亿美元，死亡8000多人。

2）按6度设防的唐山，震级达7.8级，中心地震破坏烈度达到10度；

3）按6、7度设防的汶川周边地区，震级8级，最高烈度达11度。

4）即使是同一地点的两次地震，其特性都是不同的。2、短时间的动力作用1）一般地震的持续时间约为1分钟（60秒）。汶川地震为约100秒。2）持续时间最长的地震是1964年3月发生的美国阿拉斯加地震，约7分钟。3）20世纪，地震造成的死亡人数超过200万，但地震持续时间的总和不超过1小时。4）地震是在短时间内造成巨大灾害的一种自然力量，地震过程中，结构的加速度方向（惯性力方向）、大小是不断变化的，惯性力的大小与地震动的特性、建筑结构本身的特性和承载力等有关。3、有选择的破坏作用1）地震动是由不同周期的振动组成的，其传播过程比较复杂；2）地震动的主要规律为：（1）短周期的振动衰减快，传播距离短；长周期的振动衰减慢，传播距离远。（2）硬土中长周期的振动衰减快、短周期振动成分多；软土中短周期的振动衰减快，长周期的成分多。（3）除层数较低的砌体结构及多低层短肢剪力墙结构外，建筑结构一般均为长周期结构，在软土中的地震效应较大。地震反应谱曲线规范反应谱曲线地震影响系数及场地特征周期竖向地震力1、8、9度抗震设防时，竖向地震作用的影响比较明显，设计水平长悬臂构件和大跨度结构考虑竖向地震作用时，竖向地震作用的标准值分别取该结构或构件重力荷载代表之的10％、20％，设计基本地震加速度为0.30g时，取15％。2、长悬臂的长度可取大于2m；大跨度的跨度为等于或大于24m。3、上述取值的确定假设水平和竖向地震加速度的比值为1：0.65,结构竖向振动时，为刚性体。例如8度时：0.16（水平地震影响系数）x0.65约等于1.0。4、7度时，竖向地震效应为5％，在工程误差允许值5％以内，忽略。钢筋混凝土结构破坏的典型破坏1、扭转引起破坏：结构平面布置严重不对称，“刚度中心”严重偏离质量中心，结构扭转刚度差。2、“软弱层”或“薄弱层”破坏：结构某一层的抗侧刚度或层间水平承载力突然变小，地震作用下，该层的塑性变形过大甚至超过结构的变形能力，或该层的承载力不足，引起结构严重破坏、楼层塌落或倒塌。3、建筑整体倾斜破坏：砂土液化，地基基础局部或整体失去承载力。4、鞭梢效应破坏:结构顶部收进过多，抗侧刚度急剧减小，地震中出现鞭梢效应。5、碰撞破坏：相邻结构单元相邻太近，缝宽不足。6、相邻建筑之间的连廊塌落：7、框架柱破坏：短柱剪切破坏、梁柱核芯区剪切破坏、承载力不足柱折断破坏、箍筋不足引起纵筋压曲、混凝土压碎。8、剪力墙破坏:连梁剪切破坏，墙肢出现剪切裂缝或水平裂缝。结构抗震的基本原则

1、合理选择结构体系（砌体底框、框架、框剪、剪力墙、筒中筒、型钢混凝土结构、钢结构）

2、平面布置力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角处设置楼电梯间；不宜在端头布置楼电梯间，以免削弱结构的抗扭刚度。

3、竖向体型尽量避免外挑，内收不宜过多过急，力求刚度均匀渐变，避免应力集中。

4、结构的承载力、变形能力和刚度要连续均匀分布，适应结构的地震反应要求。

5、高层建筑突出屋面的塔楼，必须有足够的承载力和延性，以适应高振型产生的鞭梢效应。

6、在设计和构造上，实现多道设防。（框架结构采用强柱弱梁，实现梁铰机制；框架结构：连梁——墙肢——框架；剪力墙结构：连梁——空间整体性形成高次超静定）。

7、合理设置防震缝。（考虑沉降倾斜影响、正偏差、较规范适当加大）

8、节点的承载力和刚度要与构件的承载力与刚度相适应。坚持强节点弱构件的原则，从构造上采取措施防止反复荷载作用下承载力和刚度过早退化。（例如框架中柱要求柱钢筋直径不大于柱截面高度的二十分之一、直段锚固长度不小于0.45LaE等)。装配式框架和大板结构必须加强节点的连接结构（剪力墙板柱体系的适用高度比纯框架结构低）。

9、保证结构有足够刚度，限制顶点和层间位移。

10、构件设计采取措施，防止脆性破坏，保证结构有足够的延性。（脆性破坏指剪切、锚固和压碎等突然而无事先预兆的破坏形式。）坚持强剪弱弯、强锚固弱配筋的原则。

11、保证地基基础的承载力、刚度和足够的抗滑移、抗转动能力，防止结构产生过大的差异沉降和倾斜。

12、减轻结构自重，最大限度的降低地震作用。抗震设计基本要求1、三水准设防要求（1）多遇地震作用下，结构处于弹性，用弹性反应谱进行地震作用计算，按承载力要求进行截面设计，并控制结构弹性变形符合要求。（低1.55度）（2）在基本烈度的地震作用下，允许结构达到或者超过屈服极限（钢筋混凝土结构会产生裂缝），产生弹塑性变形，依靠结构的塑性耗能能力，使结构保持稳定、得以保存下来，经修复还可以使用。结构抗震设计应按变形要求进行。（3）在预先估计到的罕遇地震作用下，结构进入弹塑性大变形状态，部分产生破坏，但应防止结构倒塌，避免危及生命安全。考虑防倒塌设计。(高1.0度）二阶段抗震设计1、第一阶段对构件截面承载力验算和第二阶段对弹塑性变形验算，并与概念设计和构造措施相结合，实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求。2、第一阶段：按多遇地震计算地震作用，进行结构分析、地震内力计算，考虑各种分项系数。荷载组合值系数进行其它荷载与地震作用产生内力的组合，进行截面配筋计算和结构弹性位移控制，并采取相应的构造措施保证结构的延性，使之具有与第二水准（设防烈度）相应的变形能力，从而实现“小震不坏”和“中震可修”。（所有建筑均应进行）第二阶段设计

1、对地震时抗震能力较低、容易破坏或倒塌的多高层建筑结构以及抗震要求较高的建筑结构（如甲类建筑），要进行易损部位（薄弱层）的塑性变形验算，并采取措施提高薄弱层的承载力或增加变形能力，使薄弱层的塑性水平位移不超过允许的变为。

2、该阶段主要针对甲类建筑和特别不规则的结构。

建筑结构的抗震能力

1、建筑结构是否具有耐震能力，主要取决于结构所能吸收和消耗的地震能量，结构抗震能力由承载力和变形能力两者共同决定。

2、结构的延性μ=Δp/Δy(结构或构件允许最大变形与屈服变形的比值，可以是线位移、转角或层间位移延性），多高层钢筋混凝土结构的延性要求为μ=4~8。

3、地震作用下，结构屈服后，可以利用塑性变形来吸收能量。增加结构的延性，不仅能削减地震反应，而且提高了结构抵御强烈地震的能力。结构或构件延性的确定与保证1、结构或构件的延性通过试验测定。2、通过采取一系列的构造措施来实现。在结构设计中必须严格执行规范、规程中有关的构造要求。从保证延性的重要性而言，抗震结构的构造措施比计算更重要。3、为保证结构的延性，构件要有足够的截面尺寸，柱的轴压比、梁和剪力墙的剪压比、构件截面配筋率要适宜，应遵守规范、规程的规定要求。减小地震作用的途径1、结构自振周期应与地震动卓越周期错开，避免共振造成灾害。（1）地震动卓越周期又称地震动主导周期，是根据地震是某一地区地面运动记录计算处的反应谱的主峰值位置所对应的周期，是震源特性、传播介质和该地区场地条件的综合反应，并随场地覆盖土层增厚变软而加长。

（2）卓越周期：（计算土层厚度不大于20m）单一土层T0=4H/Vs

多土层T0=Σ4Hi/Vsi2、减轻结构自重3、在满足结构弹性变形要求的前提下，降低结构的刚度。4、注意结构布置和刚度的均匀性、对称性和质量分布的均匀性，避免结构质量中心与结构刚度中心的偏心，提高结构的抗扭刚度，减小结构扭转效应。5、结构刚度沿竖向均匀渐变、逐渐减小。防倒塌设计原则

1、尽可能布置多道抗震防线，采用具有联肢的墙、壁式框架的剪力墙结构，框架——剪力墙结构，筒中筒等多重抗侧力结构体系。高层建筑避免采用纯框架结构。

2、结构的承载力、刚度要适应地震作用下的动力要求，并应均匀连续分布。在一般静力设计中，任何结构部位的超强设计都不会影响结构的安全性，但在抗震设计中，某一部分结构的超强，就可能导致结构其它部位的相对薄弱。

3、合理控制结构的非弹性部位（塑性铰区），掌握结构的屈服过程及最后形成的屈服机制。采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏、钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏。为保证混凝土与钢筋共同工作，必须使钢筋具有足够的锚固长度和混凝土保护层厚度，在设计中，无论柱还是梁的纵向钢筋，还是墙的分布钢筋和楼板钢筋，直径均宜细不宜粗，间距宜密不宜稀。

4、对于重要的、特别不规则的结构，进行弹塑性时程分析，甚至进行性能化设计，保证结构的抗震性能。重要节点在试验研究或者数值模拟研究基础上，进行专门的设计及构造处理。结构抗震概念设计的基本原则1、结构的简单性：（1）传力路径简单。直接、明确；（2）计算模型、内力和位移分析以及限值薄弱部位出现易于把握；（3）对结构抗震性能的估计比较可靠。2、结构的规则和均匀性（1）沿建筑竖向，造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载能力和传力路径的突变，避免应力和变形集中导致结构过早破坏。（2）建筑平面比较规则，平面内结构布置比较均匀，地震惯性力可以比较短和直接的途径传递，质量分布与刚度分布协调，限值或减小质量与刚度之间的偏心。建筑平面规则、结构均匀布置，可以有效防止薄弱的子结构过早破坏，使地震作用在各个子结构之间重分布，发挥整个结构耗散地震能量的作用。3、结构的刚度和抗震能力（1）结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。（2）虽可选择结构刚度，减少地震作用，但应注意控制结构变形引起的不利效应（P——△效应）。（3）结构应具备足够的抗扭刚度（现行计算未考虑地震扭转分量，扭转振动更容易导致结构破坏）4、结构的整体性（1）楼盖对结构的整体性起着非常重要的作用。楼盖体系最重要的作用是提供足够的面内刚度和抗力，并与竖向子结构有效连接，当结构空旷或平面凹凸不规则，或楼盖开大洞时更应注意。（2）设计不能误认为，在多遇地震作用下，考虑了楼板平面内弹性变形影响后，就可以消弱楼盖体系。（3）基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。保证结构抗震能力的具体措施

1、场地选择。

2、材料：材料强度、延性、可焊性、耐久性。

3、结构强度及刚度设计计算。

4、抗震措施。4.1.7

场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：

1

对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：

1)抗震设防烈度小于8度；

2)非全新世活动断裂；

3)抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。

2

对不符合本条1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜小于表4.1.7对发震断裂最小避让距离的规定。

发震断裂的最小避让距离(m)

烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁专门研究300m200m—

专门研究500m300m—

当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定，但不宜大于1.6。二、地震情况介绍地球每年发生约500多万次地震，也就是说每天要发生上万次地震。不过绝大多数太小或者离我们太远，人们感觉不到。真正能对人类造成严重危害的地震，全世界每年大约有一二十次。通常所说的地震是指构造地震。当岩石圈某处岩层发生突然破裂、错动时，便把长期积累起来的能量在瞬间急剧释放出来，巨大的能量以地震波的形式由该处向四面八方传播出去，直到地球表面，引起地表的震动，造成地震。地震在中国中国是一个地震多发的国家，从公元前2300年至公元2000年，有记录的四级以上的震震中分布图如下：中国上世纪的三个地震大灾难时期二十世纪我们国家地震大灾难有三个时期：

1）解放前，1920年宁夏地震，死24万人；1927年甘肃地震，死20万人

2）解放以后，唐山地震处于极左年代，死24万人

3）现经济腾飞、和平盛世时期，但汶川地震还是死将近九万人。上一个世纪，中国由于地震死忘的人数占全世界60%。历史上汶川周边地震及震源深度示意图地震成因

汶川强震属于板块内的地震，因印度洋板块和欧亚大陆板块推挤，断层破裂所引起。中国和美国国家地质调查局测到主震为里氏7.8级地震震中在川滇地震带（龙门山断裂带），平均每十年发生一次里氏7.0级以上的地震。汶川地震属长周期地震波，传递较远，而且在地表下传，地质较硬，能量无法被吸收，因此，地震波传递到了一千九百公里外的台湾。汶川地震的震源机理20080530_149ef71a4ecda6fa029bmRuO463myioT.gif20080530_40a6795da024bca40bbabgSb9CPLU8GE.gif20080530_f50cf23e1dca02383492tm6EVNOmdvFC.gif震前四川抗震设防烈度示意图地震破坏烈度理论计算汶川地震烈度计算:

震级：里氏8.0级,即

M=8.0

震中(10Km以内)烈度：

I=0.24+1.29M=10.56度

烈度随震中距(R)的增大而衰减：I=0.92+1.63M-3.49LogR

距震中25Km处的烈度:

约9度

距震中50Km处的烈度:

约8度

距震中100Km处的烈度:

约7度

距震中200Km处的烈度:

约6度

200Km以外，低于6度

当然，震害呈带状分布还与板块的走向有关，如北川青川距汶川分别100km,230Km以上，可震害却与9度10度时相仿.美国5月17日公布的烈度图（属推算）烈度分布关于地震烈度图的说明1、汶川8.0级地震发生后，中国地震局组织专家赴四川、甘肃、陕西、重庆、云南、宁夏等省（自治区、直辖市）开展了现场调查，调查面积达50万平方公里，调查点4150个，在实地调查基础上，编绘了汶川8.0级地震烈度分布图。

2、烈度图的公布较晚，在去年9月初才正式公布，地震波等相关数据已经过认真确认，但还需报总参批准后方可公布。

据调查统计，此次地震最大烈度达11度。中国地震烈度值划分为1～12度:3度，门窗轻微作响；6度，房屋出现损坏，个别砖瓦掉落，墙体微裂缝；9度，房屋严重破坏，局部倒塌，修复困难；10度，房屋大部分倒塌，不堪修复；11度，房屋毁灭；12度，山河改观。

汶川8.0级地震6度区以上面积合计440442平方公里，其中：

11度区：面积约2419平方公里（0.55%)，以四川省汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心呈长条状分布，其中映秀Ⅺ度区沿汶川－都江堰－彭州方向分布，长轴约66公里，短轴约20公里，北川Ⅺ度区沿安县－北川－平武方向分布，长轴约82公里，短轴约15公里。

10度区：面积约3144平方公里(0.71%)，呈北东向狭长展布，长轴约224公里，短轴约28公里，东北端达四川省青川县，西南端达汶川县。

9度区：面积约为7738平方公里(1.76%)，呈北东向狭长展布，长轴约318公里，短轴约45公里。东北端达到甘肃省陇南市武都区和陕西省宁强县的交界地带，西南端达到四川省汶川县。

8度区：面积约27786平方公里(6.3%)，呈北东向不规则椭圆形状展布，东南方向受地形影响不规则衰减，长轴约413公里，短轴约115公里，西南端至四川省宝兴县与芦山县，东北端达到陕西省略阳县和宁强县。

7度区：面积约84449平方公里(19.17%)，呈北东向不规则椭圆形状展布，东南向受地形影响有不规则衰减，西南端较东北端紧窄，长轴约566公里，短轴约267公里，西南端至四川省天全县，东北端达到甘肃省两当县和陕西省凤县，最东部为陕西省南郑县，最西为四川省小金县，最北为甘肃省天水市麦积区，最南端为四川省雅安市雨城区。

6度区：面积约314906平方公里(71.50%)，呈北东向不均匀椭圆形展布，长轴约936公里，短轴约596公里，西南端为四川省九龙县、冕宁县和喜得县，东北端为甘肃省镇原县与庆阳市，最东部为陕西省镇安县、最西边为四川省道孚县、最北部达到宁夏回族自治区固原县，最南为四川省雷波县。

补充说明（一）本次地震的震中烈度达Ⅺ度，以汶川县映秀镇和北川县县城为两个中心。

（二）11度以上地区破坏极其严重，其分布区域紧靠发震断层，沿断层走向成长条形状；10度和11度边界受龙门山前山断裂错动的影响，在绵竹市和什坊市山区向盆地方向突出，都江堰市区也略有突出。

（三）在山前盆地边缘的过渡带，烈度向东衰减很快，而西侧则衰减相对较缓。

（四）烈度分布南北也不对称，8度区和7度区范围向四周扩大，且相同烈度的区域在北部比南部大，进入甘肃省和陕西省境内，显示出断层破裂向北东方向传播，最大余震发生在断层北部。

（五）6度区在四川盆地和丘陵地区分布范围很广，一直延续到重庆市西部和云南省昭通市北端，在四川省西部面积相对要小。

（六）此次地震有多个烈度异常区，其中汉源为位于6度区的8度异常区，其余均为高于所在区一度的异常区，包括：康县（9度异常区）、中江（8度异常区）、通江（7度异常区）、洪雅（7度异常区）、宝鸡－岐山－眉县（7度异常区）、西安（6度异常区）。*地震具有偶然性和极大的超设防烈度可能性,烈度异常区的原因值得认真研究。地震中什邡市八角台记录的地震波八角台强地震波的特点八角台得到的强震记录说明：1）东西向峰值加速度约为0.55g2）南北向峰值加速度值为0.59g3)竖向峰值加速度值为0.63g

水平加速度值基本达到了9度半的水平，竖向加速度超过了水平加速度。（设计规范给出的竖向地震加速度和水平向加速度的比值为0.65)汶川地震造成的损失1、经济损失：

考虑城市、农村房屋破坏，室内室外财产、交通系统、通讯系统、电力系统等方面，总的损失是6920亿，其中四川是6177亿，占四川年GDP的58.8%，相当于全国GDP的2.5%，加上间接损失，要在一万一千多亿。2、人员损失：

到去年8月12号，死亡6.926万人，受伤37万，失踪1.7万。至今年5月底，最终死亡人数为约8.7万人。三、震害情况

1、汶川县映秀镇震后航拍整体情况

2、基础设施

成都至九寨沟公路沿线被震毁的都江堰至汶川公路大桥彻底震毁的彭州小鱼洞大桥3、砌体结构北川职教中心,门窗处是最容易发生破坏的地方之一，图中的窗过梁也有点太薄了,好在其上还有圈梁。北川中学5层余3层不同长度墙体的破坏模式不同有构造柱和圈梁，未跨塌大梁下无梁垫或圈梁大砌块墙体破坏砖混的学校宿舍楼，二层窗间墙X型剪切破坏纵横外墙转角处砖被拉断，该处未设构造柱，

也未配置拉结钢筋都江堰市，砖混，典型的砖墙X形剪切裂缝都江堰，金叶宾馆，无箍筋，更谈不上加密红白镇旅馆，端墙中的混凝土柱作用明显钢筋之间有红砖梁平县文化镇小学校舍毛坝乡乡政府办公楼，廊柱只是装饰，素混凝土柱断裂砌块灰缝强度不足，沿齿缝破坏汶川，楼房虽已严重倾斜，但生存空间仍在，如此高的烈度，或许也算是成功的抗震设计汶川县映秀镇宿舍楼汶川银杏小学校严重破坏的窗间墙，其上圈梁起到墙梁作用，

未局部倒塌地震破坏的偶然性很大，所以需要考虑很多的构造措施，其重要性不比电算差，建筑在破坏处有凹槽房屋在地震中倾斜

砖柱厂房柱抗弯破坏青川县凉水九年制小学老崇州电信局，质量较好无构造柱及圈梁的四层砌体结构（180墙或120墙），老百姓说灰都没掉。4、底框结构底部框支层破坏底框过渡层破坏底层侧移过大约束构件的节点先破坏北川县城内某建筑，底层太弱破坏，保护了上部5、钢筋混凝土结构

底层柱上端破坏柱子破坏都江堰框架商场80年代的框架结构（6°设防）框架柱顶破坏框架结构的抗震能力相对于砖混还是有提高的。

底部的破坏较上部严重得多什邡蓥峰化工厂1什邡蓥峰化工厂2主体没遭受大的破坏，只是局部的填充墙破坏，按新版规范设计。框架梁破坏剪力墙连梁破坏1剪力墙连梁破坏2合格的建筑挽救了不少人的生命。5、古建筑古建空斗墙破坏空斗墙破坏绵竹中学古建完好木结构廊子6、构筑物烟囱破坏空水池倒塌砖石拱桥对拱脚的位移非常敏感都江堰奎光塔震前、震后阆中白塔震前、震后四川安县文星塔震前、震后笔塔震前、震后（中共盐亭县委机关内）7、民居120墙承重瓦未坐浆砖木民居8、楼梯破坏9、钢结构

表现优异的广告牌（龙门山镇）完好的门式刚架（龙门山镇，建筑物破坏严重区域）某加油站支承柱倒塌加油站支承柱倒塌源于柱脚连接太弱东汽某厂房屋盖倒塌让人莫名其妙的网架支座（龙门山镇，未破坏）1让人莫名其妙的网架支座（龙门山镇，未破坏）2汶川公安局办公楼及上部钢塔表现优异的玻璃幕墙（桁架支承式，只有1块玻璃破碎；龙门山镇）10、非结构构件框架结构中填充墙参与地震作用120厚围墙

基本都倒塌绵竹广济镇政府女儿墙全部掉落外贴120砖维护墙外闪出屋面楼梯间墙体破坏11、图纸与设计

崇州市存在安全隐患的教学楼四川标准化中学教学楼平面图成都标准化中学单层食堂内柱采用砖柱早期商铺大开口一侧采用砖柱，无纵墙大梁下壁柱为砖柱大梁下无梁垫或圈梁大梁下无梁垫或圈梁3120厚砖墙承重底框抗侧力构件布置严重不均匀的底框设计6度设防某蔬菜市场底层6度设防某蔬菜市场上部各层6度设防某底框建筑底层6度设防某底框建筑上部各层西藏驻成都中心8°区按6°设防的标准厂房基本完好抗侧力构件布置严重不均匀的底框设计立于板面上的构造柱整体锚固强度不足抗侧窗间墙刚度严重不均1抗侧窗间墙刚度严重不均2抗侧窗间墙刚度严重不均3有构造柱墙体裂而未倒1有构造柱墙体裂而未倒2什邡市有构造柱及圈梁墙体裂而未倒塌什邡市有构造柱及圈梁墙体严重开裂而未倒塌2无拉结的预制楼板四、汶川地震的思考

汶川地震的教训，有一些是唐山地震的重复。唐山地震有很多教训，今天还是那些教训。汶川地震的教训1、要承认目前地震预报的不确定性；2、要提高建筑结构的抗震安全标准；3、学校、医院、电信、指挥、银行和对抗震有重要意义的工厂等设防水准不足，导致人员伤亡、设备损坏，城市瘫痪，4、农村乡镇房屋抗震性能差，要足够关注；5，研究烈度分布上出现的异常区，6、采用成熟有效的新技术，隔震减震技术，建造强地震中不倒的房屋。根据汶川地震灾区的建、构筑物表现及所确定的烈度值，我国的地震烈度划分及相应的破坏描述不准确，有待改进。例如，本次地震烈度10度区内，仍然有一定量的建、构筑物基本完好或者破坏轻微。事实上，地震造成的破坏程度，也与建、构筑物的抗震能力有关，而建筑物的抗震能力与建筑材料、设计、施工建造质量和建筑物本身的固有特性等主客观因素有关，所以采用传统的烈度划分和描述方法不具有唯一性，缺少科学性。

不能。在美国，无论是地质调查局还是加州理工学院或者任何其他科学家都没有预报过一次大地震。在可预见的未来他们不知道如何预报，并且也不打算知道。不过，借助科学数据，科学家可以计算出未来将发生地震的可能性。比如，科学家预测在未来30年内，旧金山湾区发生一次重大地震的概率为67%，而南加利福尼亚的概率是60%。

美国地质调查局(USGS)致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性，而不是把精力放在研究短期预报。

中国地震工程联合会主席谢礼立院士建议：可以搞研究，但不能搞地震预报！

1、人类能够预报地震吗？预防为主不是预报为主，

防震减灾要靠土木工程方法

自邢台地震以来，寄望于地震预报是我们在防震减灾工作上的一个最大失误，是方向性错误，要加强地震预报研究，但是地震预报工作远远没有达到成熟的水平，要严格控制地震预报特别是短期预报的作用。目前防震减灾要靠土木工程方法，主要是做好场地选择、场地安全性评价、抗震设计、合理施工、正确使用、及时维护和加固等工作。目前，要严格控制地震预报特别是短临预报的作用。美国是致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性（美国加州曾花20年时间，对全州不符合抗震安全标准的所有中小学校舍进行了加固），而不是把精力放在研究短期预报上[1]。防震减灾要靠土木工程方法，提高生命线工程、建构筑物的抗震能力。主要是做好场地选择、场地安全性评价、抗震设计、合理施工、正确使用、维护和及时加固等工作。事实上，建、构筑物及其内集中的物资设备，包括了社会的大多数物质财富，即使预报准确人员得到疏散，但建、构筑物倒塌破坏也会带来巨大的财产损失。特别是在广大的农村地区，房屋可以说集中了农民三十年改革开放进程中的绝大多数成果。故防震减灾的目的不应只是避免人员伤亡，同时也要避免大的财产损失和资源浪费。2、地震灾害是土木工程灾害据统计，在世界上130次巨大的地震灾害中，90%—95%的伤亡是由于建筑物倒塌造成的。因此，建筑物能否抗御大地震的袭击，是能否把地震灾害损失降到最低的关键所在。《中华人民共和国防震减灾法》中明确规定，建设工程必须按照抗震设防要求和防震设计规范进行抗震设计，并按照抗震设计进行施工。

本次地震，地质灾害导致的人员死亡约为6000人，占总死亡人数的10％左右，其余几乎均为建、构筑物倒塌所致。

土木工程灾害的机制是：不当的选址，不当的知识，不当的设计、不当的施工，不当的材料，不当的使用导致土木工程不能抵御不了可能发生的荷载作用而导致土木工程的失效乃至破坏，最终形成社会的灾害。土木工程灾害是和我们关系非常密切的，而这个灾害恰恰没有人注意，以前都是把土木工程作为受害体，工程实践表明，土木工程不是受害体，它本身就是造成灾害的原因。3、建筑选址必须选择安全的建筑场地。那些活动断层及其附近地区、饱含水的松砂层、古河道、旧池塘、容易产生开裂、沉陷的陡坡、细长突出的山嘴、高耸的山包或三面临水田的台地等不适合建房屋。

最好的地震安全性评价是指出断裂所在的具体位置，避免在断裂上建造建构筑物。国内很多专家对目前大多出于经济原因搞的地震安全性评价有很大的意见，在一些情况下，竟然出现了经评价的乙类建筑设防水平低于丙类建筑的情况。本次地震充分说明选址的重要性，在规划建设时，对断裂带的避让距离必须严格遵守。汶川映秀镇、北川县城处于地震断裂带上，建构筑物基本全被摧毁。4、建筑物设计遵循的基本规律1、建房时房屋平面布局首先要力求平面上的对称，并尽可能简单；2、房屋重心要低，尽量采用轻质材料；3、要注意房屋层数、高度和梁的跨度（特别是悬挑跨度）要有所限制，两栋房屋之间要留设必要的防震缝；4、房屋整体性要好，构建要联成整体，采取措施加强连接点的强度和韧性。女儿墙等附属物要与主体结构有可靠锚固；按照强剪弱弯、强节点弱构件、强锚固弱配筋的与原则进行设计。5、墙体和构造柱要用马牙槎咬合，圈梁要闭合。屋顶与墙体应联成整体，尽量不采用预制板而采用现浇楼屋盖；6、建筑材料力求比重轻、强度大、韧性好；7、要提高施工质量，土坯砖块要错缝咬砌，灰浆要饱满。5、设计在土木灾害中的重要性个人感觉，地震破坏与设计有70％的关系，主要指下述三方面：1）很多建筑没有设计，主要是民房、部分农村学校。2）由于历史原因，加之对地震的偶然性、超烈度的可能性等方面认识不足，设防标准总体偏低，特别是2000年以前设计建盖的房屋。3）设计不合理，应该看到，现场看到的很多建筑结构设计体系混乱、设计缺乏认真的计算分析。6、地震反映出的设计问题1、90年以前设计的部分建筑，结构体系不合理，结构传力路径混乱。2、非结构构件缺乏抗震设计或抗震设计考虑不足。3、现行规范的计算方法，还不能保证强柱弱梁机制的实现，其中也有设计中设计人员任意加大梁配筋有关。4、还有一些设计人员对结构布置的均匀性缺乏必要的认识。5、对砌体、底框结构和钢结构的抗震设计认识和计算明显不足，不合理设计随处可见。7、地震反映出的施工问题1、砌筑砂浆强度普遍偏低，很多建筑采用的是石灰砂浆。2、90％的预制板间及与墙体间无拉结，更无现浇层。3、箍筋漏设或少设现象严重。4、卵石混凝土中的卵石级配不好，90年代建盖的一些建筑卵石骨料含泥量高，骨料未经清洗。5、部分砌体建筑，砌块搭接差。6、附属构件锚固做法欠妥、钢筋锚固长度不足。8、地震反映出的材料问题1、地震中，预制板楼盖的建筑破坏严重；由于整体性较差，施工中确实存在拉结处理困难的实际，地震区应取消或在严格监督下限制使用。2、卵石作为四川的主要建筑粗骨料，对级配、含泥量应控制，不能拉来就用。3、装配式楼梯，特别是带悬挑的，应取消。4、砌体结构，不宜使用砌块尺寸大的砌体，否则由于水平灰缝数量的减少，会大幅降低砌体的齿缝抗弯和抗剪强度。5、由于楼梯实际存在支撑作用，楼梯受力钢筋应采用延性好的钢筋，不能采用冷加工后的钢筋，板筋在支座处的锚固搭接长度应加大。9、从地震看现行抗震设计规范本次地震震害，证明我国现行的抗震设计规范是可行的（例如在侧移控制、构造措施等方面），但在以下一些问题上有待改进：1、竖向构件轴压比限制偏高。2、按现在的计算方法，很难实现强柱弱梁的屈服机制。（低估了梁的强度，傅学怡建议，考虑到楼板对梁的有利作用，梁配筋强行下调20～40％。）3、非结构构件对主体结构的影响还无法准确定量考虑。4、剪力墙结构连梁刚度的折减系数取值。5、CQC方法计算得到的地震反应，有时偏低30％。6、原抗震设计规范地震设防烈度按行政分区到县确定，不合理。汶川地震表明，同处一个行政区，由于距离发震带距离不同、地形、地貌、地质差异，地震烈度相差很大。7、对边远山区公共建筑抗震设防重视不足，特别是目前我国生命线抗震能力不高的情况下，有必要大幅提高乡镇卫生院、指挥中心、对抗震救灾有重要意义工厂的设防水平，同时配备必要的设备设施，使其在类似灾难情况下具备短时的独立自救能力。8、在地震多发边远地区，有必要按地区人口规模、经济发展水平，配套建立必要的应急物资储备仓库。提高区域防震减灾能力。10、研究中值得注意的问题

1、填充墙：大家提到的比较多。问题是有人在建模分析的过程中建模都是错误的，将填充墙按照剪力墙来建了，结论还有实际的意义吗？

2.强柱弱梁：大家提到的比较多。问题大家都清楚，但是从报告的情况来看，报告人还是没有做仔细、细致的研究，匆忙的提建议，方式是不可取的。

3.试验研究模型，在几何构成、节点构造、应力状态等方面必须与实际吻合。在研究及工作中，必须实事求是。11、关于楼梯的讨论

1）在现行PKPM系列软件中，输入楼梯构件进行计算分析有困难；

2）根据计算结果设置的楼梯板配筋数量大，其配筋往往是超筋的；

3）本次汶川地震中断裂的楼梯（失去了疏散功能），采用的是延伸率较差的冷轧扭钢筋，变形能力较差；

4）楼梯板裂而不断时，震后是可供人员暂时疏散使用的，而且楼梯构件损坏一般并不会导致主体结构坍塌；

5）工程中楼梯间布置往往是非对称的，其设计刚度或支撑效应太强，必然引起结构质心与刚度中心的严重偏离；

6）将楼梯构件作为支撑构件进行设计，若不对其它抗侧力构件采取必要的内力调整措施，必然大幅削弱其它构件的抗侧力承担的地震荷载，可能降低整个结构的抗震能力或安全储备，目前对与此相关的调整措施还缺少研究。12、楼板的作用抗震设计对楼板的要求，一般是由构造规定的。事实上，通过楼板的联系和支撑作用，纵、横两方向的抗侧力构件形成相互支撑关系。

1）增加已有楼板的厚度，并加强配筋，必要时采用有限元方法对楼板进行分析，根据分析结果进行楼板配筋，并宜留有一定安全储备；

2）在开洞位置，宜设置代替楼板的交叉支撑或可以承担较大压力作用的“连系梁”。虽然现行相关规范还未对这样的构件设计作出建议和规定，但从力学基本原理出发，设计必须参考具有类似特点的受力构件的相关研究成果，充分考虑支撑或“连系梁”在地震作用下的稳定问题。现行工程设计中常见的在凹槽处设置200或250宽普通连系梁的做法是值得怀疑的，毕竟这样的梁平面外稳定性太差。13、砌体教学楼设计应注意的一个问题注：验算基本条件为建筑层数四层，无构造柱、无圈梁，层高3.6m，烧结砖强度Mu10，砌体施工质量控制等级B级，预应力空心板楼屋盖，楼、屋盖恒荷载标准值3.5KN/m2和4.5KN/m2，楼、屋盖使用活荷载标准值分别为2.0KN/m2和1.5KN/m2(89规范，上人屋面)，墙受压承载力与设计轴力N的比值（λ＝ψfA/N，烧结砖强度Mu10）砂浆标号M5.0M7.5M10.0N（KN）墙体编号Q1Q2Q1Q2Q1Q2Q1Q2一层0.630.860.710.970.791.08775565二层0.831.130.931.271.041.42588431三层1.211.631.371.841.782.32401298

软件PMCAD给出的地震作用抗剪承载力验算结果（抗剪承载力/地震剪力V）砂浆标号M5.0M7.5M10.0V（KN）墙体编号设防烈度Q1Q2Q1Q2Q1Q2一层7（0.10g）1.211.521.391.761.561.995358(0.20g)0.600.760.700.880.780.9910699(0.40g)0.300.380.350.440.390.5021381）无约束的窗间墙砌体竖向抗压承载力严重不足；2）PMCAD软件结果认为7度设防情况下，砌体抗震抗剪承载力能通过验算、且有较大安全储备的结果是很值得怀疑的。砌体结构的在剪力和轴力共同作用下的承载力是相关的，一般地，当压应力小于抗压强度的一半时，抗剪强度随压应力增加而增加，而当压应力继续增加时，抗剪强度反而急剧下降。而PMCAD对砌体承载力的验算是分别进行计算的，不合理。3）设计人员在使用软件设计时，仅关注了抗震验算结果，而可能忽视了正常使用状态下的竖向抗压承载力验算。事实上，竖向抗压承载力严重不足的墙体，其抗剪承载力是很差的，地震作用下发生破坏或倒塌在所难免。14、四川、甘肃、陕西部分地区设防烈度调整1、新增为8度0.20g的城镇有7个：四川省平武、茂县、宝兴和甘肃省的两当由0.15g提高为0.20g，北川（震前）、汶川、都江堰由0.10g提高为0.20g。2、新增为7度0.15g的城镇有9个：四川省安县、青川、江油、绵竹、什邡、彭州、理县，陕西省略阳，均由0.10g提高为0.15g。四川省剑阁由0.05g提高为0.15g附近。3、新增为7度0.10g的城镇有15个：四川省广元(3个市辖区)、绵阳(2个市辖区)、罗江，德阳、中江、广汉、金堂、成都市的2个市辖区，陕西省宁强、南郑、汉中，均由0.05g提高为0.10g。4、设防烈度不变而设计地震分组改变的城镇有39个（对砌体结构，其地震作用取值不变；对混凝土结构、钢结构等，其地震作用取值略有增加或减少）：