房屋地震论文范文
房屋地震论文范文(精选10篇)
房屋地震论文 第1篇
1 框架结构房屋
20世纪70年代后期,T.Paulay和R.Park提出了保证钢筋混凝土结构具有足够弹塑性变形能力的设计方法,强调应引导框架结构或框架—剪力墙(核心筒)结构在地震作用下形成梁铰机构,即控制塑性变形能力大的梁端先于柱出现塑性铰,即所谓“强柱弱梁”,避免构件(梁、柱、墙)剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏,即所谓“强剪弱弯”;通过各类构造措施保证将出现较大塑性变形的部位确实具有所需要的非弹性变形能力。对于框架结构来说柱子是整个结构中承受所有竖向荷载和吸收地震力的主要构件,它的破坏会导致整体结构的倒塌,而梁破坏属于构件破坏,是局部性的,所以要保证柱子更“相对”安全。
1.1 确保填充墙砌筑质量
根据《规范》要求,填充墙应沿框架柱全高每隔500 mm设2Ф6拉筋,拉筋伸入墙内的长度,6度,7度时不应小于墙长的1/5且不小于700 mm,8度,9度时宜沿墙全长贯通;幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接,避免地震时脱落伤人。对于框架结构填充墙应按照相应规范要求严格执行构造措施,保证砌筑质量,从而尽量能裂而不倒,坏而不碎,在消耗地震能量破坏退出工作后避免整体的垮塌伤人。
绵竹某三层框架结构小区售房部,一层、二层填充墙全部破裂,玻璃幕墙大部分破坏。框架柱为圆柱与填充墙砌体无拉结钢筋,地震发生时,填充墙体在一定程度上充当了抗侧力构件,由于本身强度不够,缺乏构造措施,发生大面积破坏。
1.2 采用小曲率填充墙结构
对于弧形形状填充墙的构造,国家并无相关规范及图籍。建议在建筑设计中尽量避免半径过小的弧形外墙,在弧形外墙位置开设窗洞口减小该位置墙自身重量及刚度,对于不能开窗的墙体应按其曲率加密设置构造柱,通长设置墙拉筋。避免将弧形墙体严重外凸处面对楼梯出口,过道等人流密集地,防止在地震时向外大面积垮塌伤人,堵塞逃跑通道。
绵竹某6层框架结构银行大楼,弧形填充墙整体破坏,就破坏处所见,该处填充墙按规范砌筑,每两层砌体间设置墙拉筋。由于其弧形的形状,砌体自身侧向约束力不足(仅靠砂浆粘合力)发生全面破坏。
1.3 注重概念设计思想
《规范》规定建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案;建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
某局7层框架结构办公大楼,外墙采用煤渣空心砌块,以外包框架柱的形式砌筑,砌体与框架柱基本无拉结,破坏严重,多为交叉裂缝或墙体呈三角形整体垮塌,角柱处填充墙破坏最为明显;楼梯间为楼层刚度最大处,分配地震剪力最多,楼梯间填充墙全部严重破坏,1层~3层梯板均沿中部出现通长裂缝,但梯板钢筋均未破坏;现浇楼板出现垂直于地震力方向通长裂缝,极少数框架梁梁端出现垂直裂缝。主体结构保持较完好,鉴定为修理后继续使用,但是填充墙的构造问题依然须得到重视。
2 多层砌体结构房屋
《规范》规定对于医院等横墙较少的多层砌体房屋,在房屋高度,层数,构造措施的方面均有比同级房屋更高要求的相应规定;对多层黏土砖房的构造柱,圈梁的设置,以及装配式钢筋混凝土预制楼板的连接等做出了严格要求;将地震中自救能力较弱人群众多的幼儿园、小学教学楼以及一个结构单元内经常使用人数特别多的高层建筑,划为乙类建筑;一般情况下,当抗震设防烈度为6度~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求;当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
本次所调查各地城区范围内大部分5层~7层砖混住宅均未出现整体倒塌,较好的实现了“大震不倒”的规范要求。砖混住宅建筑由于其纵横墙共同承重的结构体系,平面内纵横墙一般均匀对称布置,且住宅房间较小,所以在这次特大地震中,各灾区按抗震设防标准修建的多层砖混住宅较好的完成了其结构功能,保证了人民生命财产的安全。
汉旺镇某三层砖混结构医院门诊部,装配式预制楼板,据当地群众介绍,该建筑在地震开始的瞬间即马上垮塌,属于突然的,无预兆的脆性破坏。该建筑就残骸来看多处违反规范,无构造柱,圈梁等抗震构造措施,预制楼板亦无应有的锚固措施,对于水平地震作用这样的横向荷载抵抗能力几乎为零,所以在地震初发就整体垮塌。
北川擂鼓镇某4层砖混结构幼儿园,预制楼板。但该幼儿园在特大地震后主体结构基本保持完好,建筑设计合理,严格按照抗震构造措施设置构造柱、圈梁,房屋平面均匀对称,窗间墙在同一轴线上宽度均匀,较大房间的教室在房屋中间均设置混凝土护壁柱,中间次梁均设计为花篮形,增加梁顶面宽度,加大了预制板在梁上的搁置长度,是“大震不倒”的典型实例。
3 底部框架—抗震墙结构房屋
《规范》规定底部框架—抗震墙房屋的结构布置应符合下列要求:房屋的底部,应沿纵横两个方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6度,7度且总层数不超过5层的底层框架—抗震墙房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力,其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙;底层或底部两层的纵向和横向地震剪力设计值应全部由该方向的抗震墙承担,并按各抗震墙侧向刚度比例分配。
地震时,由于上下结构形式不同,由于这两种抗侧力体系抗震性能等方面差异使得这类房屋的抗震性能较为复杂,结构刚度沿竖向分布不连续,使房屋大的侧向变形发生于相对薄弱的底层,而其他各层侧向变形很小。
绵竹某底层为超市的7层底框结构商住楼,该建筑底层无抗震墙,填充墙全部破坏,现浇楼梯从中部剪断,二层及其以上的砌体外墙表面未见明显破坏,内墙破坏较严重。底框结构房屋由于其特殊的结构形式,底部为框架结构,侧向刚度较小,2层或3层以上为砖混结构,侧向刚度较大。该建筑由于超市需要开敞空间,不设置底层抗震墙,填充墙及现浇楼梯一定程度充当侧向抗震消能构件,全部破坏,框架柱顶多处剪断,侥幸的是房屋没有整体垮塌,但也岌岌可危。
北川擂鼓镇某三层自建房屋,结构形式判断为砖混内框架的底框混合结构,顶部为小青瓦木屋架,这样的混合结构形式多为自行设计建造的农村房屋。此类房屋由于修建者未具备系统的建筑结构知识,对实际结构的受力形式,力的传递,分配等概念模糊,多被严重破坏。
都江堰大部分临街商住楼多为4层~7层底部框架—抗震墙结构,按其楼层刚度分配不同,1层~3层破坏严重。底层破坏形式多为抗震砖墙4°~5°剪断,框架柱倾斜,柱顶、柱底混凝土剥落,极少数柱顶剪断。二层,三层砌体部分破坏形式多为内、外墙4°~5°或交叉裂缝,墙体呈三角形整体垮塌。底部框架—抗震墙结构破坏较严重,绝大部分已成为危房,不能修理后继续使用。
4 调查总结
本次调查共到达绵竹、江油、北川、都江堰四地灾区,离震中区域21 km~131 km不等,实际地震烈度为8度~11度。对多处典型结构房屋进行调查后总结如下:各结构形式房屋在按照当地抗震设防烈度进行抗震设计,按规范设置应有抗震措施,并保证施工质量的情况中,均能达到“大震不倒”的要求,少数注重概念设计,设计合理,施工质量好的房屋甚至在大震后能达到修理后继续使用的状态。对于多处违反《规范》,或有违反结构受力特性的建筑,多破坏严重,结构构件多处退出工作,甚至整体垮塌。多数农村自建房屋,由于未经过专业设计,结构形式混乱,缺乏抗震能力,在大地震中多成为废墟。所以,在城镇房屋建设中,应切实按照国家规范要求,严格房屋建设的程序和标准,保证房屋抗震能力,保证人民生命财产安全。
摘要:对“5.12”汶川大地震所调查的房屋按房屋结构形式进行了分类,并结合灾区实际列举了其受损情况,根据《建筑抗震设计规范》做出了分析和总结,提出了不同结构房屋的设计应注意的问题,以期为抗震房屋设计积累经验。
关键词:房屋受损,结构形式,设计规范,大震不倒
参考文献
[1]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].
房屋地震论文 第2篇
地震造成房屋倒塌是我国农村地区的`主要震害和人员伤亡重大的直接原因.本文基于对甘肃省农村民房的调查结果,按不同结构对农村房屋进行了分类,分述了各种结构类型房屋的地震破坏机理.对今后农村房屋的改造与新建具有一定的借鉴意义.
作 者:刘红玫 林学文 LIU Hong-mei LIN Xue-wen 作者单位:刘红玫,LIU Hong-mei(中国地震局预测研究所兰州科技创新基地,甘肃,兰州,730000;中国地震局兰州地震研究所,甘肃,兰州,730000)
林学文,LIN Xue-wen(中国地震局兰州地震研究所,甘肃,兰州,730000)
谁来终结地震重建房屋质量危机? 第3篇
3月18日至19日,国务院总理温家宝亲赴云南盈江地震灾区,指导抗震救灾和灾后重建工作,看望慰问受灾的各族群众。他指出,要把恢复重建同扶贫开发相结合,同扶持少数民族地区特别是人口较少民族地区发展相结合,同兴边富民工程相结合,同农村危房改造和抗震安居工程建设相结合,同加强基层建设相结合,通过扎实努力的工作,建设一个更加美好的新盈江。
自2007年以来,中国西部的云南、四川、甘肃、青海等省的部分地区先后遭遇地震灾害,于是,帮助灾民重建家园,就成为举国上下、尤其是震区当地政府所面临的最重要的工作之一。但是,从各地反映出来的情况看,在绝大多数受灾群众兴高采烈地搬迁新居的同时,也有少部分农村灾民经历了“冰火两重天”:一方面能像城里人一样住上宽敞明亮的房子,另一方面一些刚刚建好的房子却裂缝纵横,质量堪忧。
伴随着云南盈江和青海玉树震后重建工作的大规模启动,如何保证所有灾民都能住上安全舒适的新房,再次引起社会各界的高度关注。
多给灾民一些帮助
经历了汶川大地震的洗礼,中国各级政府的抗震救灾已经逐步形成一套完整的思路与制度,无论何时何地发生险情,灾民都会得到政府及外界的及时帮助。
“任何地方有难,民政、医疗、警察、军队等能够动用的救援力量都会被迅速组织起来,各种救援物资亦很快运到灾区,虽然还不是十全十美,但是一切都在逐步熟练。”云南省盈江县救灾指挥部的官员说,“尤其此次盈江地震发生后,一切救灾事务都得到了合理的安排和进展,大家的力量都投入到避险和救灾中来,使当地的混乱局面在很短时间里得到平息。”
他表示,地震灾难的发生无法遏止,但是政府可以想办法减少损失,已经获得了一些工作经验,也给世人留下了深刻的印象,“当然,旧的矛盾和新的问题仍然很多,应该对每一次灾害的损失原因进行分析,千方百计把损失降到最低”。
地震重灾区盈江县平原镇的居民刘永萍表示,之所以许多人家的房屋在地震中受损、倒塌,除了地震本身很厉害外,主要还是因为以前建盖的房屋质量不行,尤其当地人都习惯花很少的钱,盖很大的房子。
“以前盖房子都是靠自己,尤其农村地区的人都不知道什么抗震技术,只是凭着经验和习惯盖房子。”她说,“而且为了省钱,除了在房屋地基方面舍不得投入外,大多数人都选择使用便宜的水泥空心砖,这样的材料比青砖便宜一大半。再加上水泥的标号及用量都不充足,房子质量肯定不怎么行,而且这些情况也是大家都知道的。”
平原镇副镇长沙永胜也认为,经济能力是决定房屋质量好坏的一个关键因素:“众所周知重建房屋的钱主要还是老百姓自己承担,政府帮助的只是很少一部分。比如2008年盈江地震后,政府给受灾户都分别发放了数额不等的经济补贴,其中重新建房的人家,如果完全按照政府规定的质量标准,就可以获得1万元现金补助,但是最后愿意领取这1万元的村民很少。”
平原镇拉勐村的村民波咪桃说:“按照政府的标准盖房差不多要10多万元,但按照我们自己的传统习惯,盖房七、八万就够了,不是我们不想要那1万元,而是根本拿不出那么多的钱来,即使是七、八万也是东拼西凑,加上银行贷款才行。”
沙永胜表示,由于众所周知的原因,农村地区的房屋建造在质量方面的要求并不是很高,尤其在经济欠发达的少数民族地区,当地的房屋更容易受到地震的破坏。
“曾经,在每一间房屋、每一幢楼房的建盖过程中,是否有足够的合格工人和安全标准都是普遍的问题。”云南省一名建筑行业的官员说,“另外,工程腐败問题一直困扰着整个中国大地,这些因素最终都严重威胁着每一项工程的安全。”
沙永胜说:“地震使许多老百姓几乎倾家荡产,他们很多人都会伤心很久。短期内,他们自己已经没有能力再建盖房屋了。结合之前的各种情况,我们已经向上级反映,希望此次政府能够在资金方面多给灾民一些帮助,否则许多重建工作将达不到预期的效果,关键是老百姓的房屋质量仍然很难达到国家的标准。在盈江这样地震频发的地区,危险的隐患总是很大。”
平原镇的灾民李波富也表示,地震毁掉了家里的绝大部分财产,已经没有能力再盖房屋,很希望政府能够帮助他们统一建盖。
云南省德宏州州委书记赵金在3月23日透露,初步计划用10个月完成农村住房恢复重建,让群众在明年春节前搬进新房。他还表示,在恢复重建过程中,政府将在选址、设计、选材上严格把关,加大对受灾群众补助力度,并根据每个家庭的经济状况,确定住房建设方案。
历历在目的教训
社会各界对灾后重建的良好愿望是否都能够顺利实现呢?
在盈江灾区的抢救、清理工作接近尾声,重建工作即将开始之际,如何避免房屋重建质量危机是一个需要重视的问题。当然,这样的担忧并非空穴来风,而是充满着历史的教训,甚至可以用“前车之覆,后车之鉴”来警示。
2010年3月,在云南省宁洱县的地震灾区曼连村,143幢地震重建安置房所组成的“龙阳新村”一片寂寥,村民们放着新建好的小洋楼不住,宁愿坚守着2007年6月6.4级地震后残留的土坯房,尽管那里震后就一直不通电。
新房质量不牢靠,是村民们不愿搬家的主要原因:楼板开裂、板筋裸露、砖缝中沙灰呈土黄色、支撑房顶的木梁可活动等情景随处可见。
另外,在2009年7月遭遇6.0级地震的云南楚雄彝族自治州姚安县,地震重建现场里300多户重建房中类似的情形随处可见:“房屋的楼板四角有明显裂缝,墙体与楼板接合部已经开裂,天花板上也有一些裂纹”,新华社针对如此景况,以《救灾“统建房”咋成了“闹心房”》作为标题进行了报道。
一些灾民表示:“之前政府说新房可以抗击七八级地震,属于抗震级别非常高的房子。但这些房子完全就是‘豆腐渣’,睡在房间里夜夜都难入眠,随时都会担心房子垮掉,比地震时还恐怖。”已经经历了地震之痛的村民,现在担心厄运还会降临到自己头上。
目前,姚安县的重建房已经有近百套拆除重建,另外200多套仍然需要进一步检测后确定整改方案。灾民、建筑商和政府各方一直为质量矛盾纠缠不休,找媒体反映、进法院告状、到北京上访的情况都已经出现。云南本地一家媒体对此评论说:“房屋推倒不难,重建不难,难的是重建百姓心中勤政为民的责任政府形象。”
在甘肃省文县,“5·12”地震后的一些地震援建房也存在质量问题,甘肃省建设工程设计研究院专家的鉴定结论为
“停用房,无法使用”;另外一些灾民援
建点建成一年多却空无一人,原因是村民无法拿出自负部分的资金,致使许多房屋成半拉子工程,如建成后房顶没有上梁和瓦,至2011年1月仍然无法居住。
而在四川省的不少地震重建灾区,类似的房屋质量问题同样存在,甚至引起了境外媒体的关注(《南风窗》2010年6月曾有报道)。
分析这些地区所出现的情况,“赶工期”、“统规统建”等特点渐渐成为一种共性。云南省的一名地方官员表示:“有些地方是采用政府提供资金援助,统一规划,村民自建。而另外有些地方则考虑到交通条件、材料运输及保管等问题,所以采取了统一规划,政府牵头统一建盖的方式。”
“统建房”是指村民将自己的出资部分交给政府相关部门,后者连同政府补助金一起,在专门划拨出的土地上统一建盖,随后再进行安置。按照云南省姚安县的资金承担情况,建盖128平方米的两层小别墅,每户村民自己出资7万元,政府部门补助3万元,由于一时拿不出钱,实际上许多村民都采取向信用社贷款数万元才凑齐了数目。
而无论在四川还是在云南的地震灾后重建工程中,统规统建的住房都不让灾民参与,甚至在旁边观看也不允许,政府的理由也很充分:担心老百姓在一旁指手画脚影响施工。
关于“赶工期”的情况更是蹊跷。在云南地震灾区,许多地方政府官员经常会听到一些传言:“某位国家领导人会在某一特定时间到来,希望看到灾民快乐地住进新居,而不是一直住在帐篷和临时住房里。”这些无法核实的消息既成为了地方重建的动力,也成为了影响建设质量的因素。
在可以想象的政治氛围里,各种“大干快上”的情况就不可避免地发生了。一名参与盖房的云南老板透露:“政府领导们甚至跟我说,不要过程只要结果,我不行就换人。才浇灌好第一层的顶马上就要求上第二层,谁敢保证质量?”
以宁洱县为例,由于恢复重建期间正值当地的雨季,许多基础建设工作无法进行,勉强进行则无法确保质量。由于地方领导向上级立下了“全部灾民2008年春节前将搬入新居”的“军令状”,使得一切工作必须艰难开展。该县一名有良知的官员就曾经表示:“时间应该服从质量,否则必然要出现问题。”果然,在房屋建盖结束后,一些质量问题引起部分群众的不满,也使其他大多数政府工作人员的辛劳化为乌有,留下了永久的遗憾。
而“自建房”方面的情况则大不一样。在上述云南重建地区,统规自建、分散自建的其它近千套房屋中,都未出现像统建房这么多的质量问题,而纵观四川省灾区重建的情况也如此。无论在云南还是四川,自建房户都有着相同的表示:“质量问题基本都出在统建房,自建房肯定不会。”而出现大量质量问题的统建房住户也表示,如果是自己盖房子,各个环节都会严格把关,发现了问题也能及早处理,但统建房是政府请施工队盖好了以后,再分配给灾民,房子盖好以前根本无法监督。
四川省北川县陈家坝乡的村民董少艳表示,经历过2008年那些生生死死的大地震场景,自己给自己盖房子更知道质量的重要性了,不可能有什么偷工减料;同时,当地政府一直派有由专业人员组成的“规划指导”和“建筑、安全、质量现场巡查”等工作队深入各地,逐家逐户进行指导和检查。
尽量让老百姓自己建房
四川、云南、甘肃等地重建房屋的质量问题不断被媒体披露后,从当地到中央的各级政府部门和领导都非常重视。随着中央领导批示要严查,各个地方也立即处理了一大批相关干部和施工人员,部分涉嫌犯罪的人员已经进入了司法程序。其中,甘肃省文县负责灾后重建工作的县委常委、宣传部部长被停职检查,县建设局局长被责令作出深刻书面检查,县建设局质检站站长被党内警告处分,尚德镇两任党委书记、一任镇长分别被停职,施工方负责人被刑事拘留;云南省姚安县县长被就地免职,分管重建项目的副县长停职检查,工程指挥部的主要负责人及县安监局副局长、质检站站长、民政局副局长等人被刑事拘留。
云南省的一名官员表示,原本以为地震灾后重建工作的重要性和严肃性人人都会清楚,有关政策和资金都是不可触碰的“红线”,但是实际的情况远非如此,许多干部仍然麻木不仁、敷衍了事,甚至贪污腐败的情况继续发生。他分析原因主要有两个方面:一是审计监督不严,二是打击惩治不力。
一方面,地震重建房屋质量问题在各地已经成为了一个“敏感话题”备受干扰;另一方面,一些地方政府并没有从中得到多少教训,甚至还竭力寻找借口推卸责任。以云南省一些相关地方官员为例,他们仍然把这些事件“出现的原因”归结为“三乱”:“群众乱告状”、“媒体乱报道”和“上级乱处理”。
那么,先前的各种重建房屋质量问题可以为盈江地震恢复重建带来什么样的警示呢?
长期从事工程建筑的云南省铁路总公司总工程师穆标表示,无论是平时建盖房屋,还是灾后重建,政府都不应该大包大揽,更不应该被一些不客观的因素左右,而是应该充分信任老百姓的能力与智慧,尽可能让老百姓有机会自己建盖房屋。
“老百姓自己建盖房屋一般会涉及三个方面的问题:安全观念、建造技术和投入资金。观念的问题可以通过不断宣传教育达到目的,建造技术也可以通过政府的服务和监管达到目的。”他说,“目前其实最关键的还是资金投入问题,众所周知现实的情况是政府不愿意出太多的钱,而老百姓也拿不出足够的钱,这样的条件下盖起来的房屋将会产生很多麻烦。”
穆标认为,作为人民的政府,就应该千方百计多为老百姓想办法、担责任。比如如何在房屋的结构、大小和层数等方面合理地建议,不应该盲目求大、求全:再比如引导老百姓“有多少经济能力做多少事情”,不能达到国家安全标准的房屋宁愿暂时不盖。当然,最恰当的方式就是政府想方设法为老百姓筹措资金,哪怕是贷款也不能再让危房建盖起来了,否则将来一垮再垮、一拆再拆损失更大。
对于重建住房政府该不该“包办”的争议,四川大学教授赵建伟认为:“完全不管也不行,政府应该在当中把握好分寸,特别不能让外界留下官员管都是有目的,没有政治和经济利益就不愿意管的印象。”
一种被公认的情况是,中国农村地区的房屋质量远不如城市。作为地震高发省份,云南于2007年10月1日正式實施了中国第一部有关抗震设防的地方性法规——《云南省建设工程抗震设防管理条例》,其中把农村抗震设防单设一章列入条例:农村的公共设施及3层以上的各类房屋建筑工程,应当按照工程建设强制性标准进行抗震设防;村(居)民自建两层以下房屋应当采取必要的抗震措施。
玉树地震中房屋结构的震害分析 第4篇
2010年4月14日青海玉树发生了7.1级地震,造成大量房屋倒塌,其中玉树结古镇地区85%以上的民房倒塌,另有大量寺庙建筑倒塌,其结构主要是土木结构和砌体结构。以下针对这两种结构房屋存在的问题及由此引发的震害做一分析。
1 土木结构的震害分析
1.1 墙体承载力不足引起的震害
玉树地区大多数寺庙建筑及少量早期的民用住宅以土木结构为主,该结构的承重墙体材料为生土坯,而屋盖及门窗过梁则以木结构为主。此次地震中墙体的震害主要表现在如下几个方面:第一,生土坯抗压承载力很低,其抗震承载力更低,因此我国GB 50011-2010建筑抗震设计规范(以下简称《抗震规范》)要求作为承重墙体的生土坯在砌筑时易掺入草苇等拉结材料,同时应沿墙高每500 m左右放置木条等编织的拉结网片[1],但玉树地区大量生土结构的房屋并未对生土坯墙体做以上加固措施,使承重墙体几乎没有抵御地震荷载的能力。第二,许多房屋的承重墙体,门窗洞口尺寸过大(见图1),不符合我国《抗震规范》要求在6度,7度地区不应大于1.5 m的要求[1],从而使墙体的抗震性能进一步降低。第三,墙体的砌筑质量不过关,不符合我国《建筑抗震设计规范》要求生土房屋的承重墙应同时分层交错夯筑或咬砌的要求[1]。以上因素是玉树地震中大量土木结构倒塌的主要原因。
1.2 结构体型不规则引发的震害
玉树地区土木结构的房屋建筑以宗教建筑居多,其建筑造型比较丰富,通常墙体上下不连续,造成结构竖向刚度不连续,而土墙其刚度本来就很低,结构又未采取专门措施,地震时造成墙体严重开裂,特别在房屋转角处表现严重,有些建筑甚至倒塌。另外,按我国《抗震规范》11.2.2条规定生土房屋的层数一般仅限于单层[1],而本地宗教建筑大多在两层,应避免该种结构的房屋。
2 砌体结构的震害分析
2.1 砌体墙承载力不足引发的震害
此次玉树地震中发现大量砌体结构房屋采用不符合标准的空心砌块,有些墙体内以建筑垃圾填充或砂浆与粘土砖混合墙体等豆腐渣墙体工程(见图2,图3);墙体的砌筑质量不符合设计标准,砌块垒建或砂浆与砌体无可靠粘结,导致墙体沿施工缝破坏(见图4);另外,墙肢截面高度不符合我国GB 50003-2001砌体结构设计规范及GB 50011-2010建筑抗震设计规范对墙肢最小截面高度要求在7度,设防不小于1 m的要求[1,2],致使墙体压弯破坏(见图5)。
2.2 结构体型不规则及传力途径不明确等因素引发的震害
很多砌体结构房屋的建筑平面不规则,同时部分建筑在平面变化处设置门、窗洞口,使本就产生应力集中的平面凹凸变化处,由于洞口的存在而变得更为薄弱,因此许多建筑在平面拐角及不规则处震害严重(见图6)。如图7~图9所示为相邻建筑相互碰撞而引发的震害,其中图7为相邻建筑未做防震缝处理,使墙体相互碰撞破坏。图8在两房屋相邻处设门窗洞口使该处震害加重。图9为在相邻建筑间违规搭建的结构构件,在地震中由于相邻建筑的碰撞而破坏。图10为墙上有大梁,大梁下未设置刚性垫块而对墙体产生较大的局部压力,同时墙体质量及墙截面不符合设计要求,导致梁下一定范围内墙体产生局压破坏。图11为某建筑,室外钢筋混凝土雨棚外侧通过两根柱支撑,内侧则直接搭在主体上,由于主体墙承载力不足,致使雨棚向内侧倾覆,同时对外侧柱产生过大的倾覆力矩造成柱上端破坏。雨棚受力路径不明确,其荷载由主体墙及室外柱共同承担,主体墙及室外柱的破坏均会导致雨棚倾覆而产生连锁反应,设计施工时应使雨棚与主体结构脱开,以避免此类的连锁震害反应。
上述震害再一次表明,对于结构体型不规则、结构传力途径不明确、墙体上过大的局部压力及地震作用下相邻建筑间碰撞均是结构抗震概念设计的重要环节。
3 结语
玉树当地房屋主要以土木结构及砌体结构为主,在此次震害中由于不合理的设计、施工,使抗震性能本来就较差的土木结构及砌体结构表现出更低的抗震性能,特别是土木结构。对于砌体结构如果合理设计及施工不会造成如此大的震害。因此玉树地区的房屋在结构抗震方面存在较大的安全隐患,也反映了青海村镇建筑存在的普遍问题。如何有效地对现有村镇房屋建筑进行加固改造是值得结构工程师思考的。
参考文献
[1]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].
[2]GB50003-2001,砌体结构设计规范[S].
房屋地震论文 第5篇
第一章 总 则
第一条 为规范汶川地震灾区(以下简称地震灾区)城镇受损房屋建筑安全鉴定及修复、加固、拆除行为,保障公众利益、公共安全,维护所有权人的合法权益,根据《中华人民共和国物权法》、《中华人民共和国建筑法》、《汶川地震灾后恢复重建条例》(国务院令第526号)、《国务院关于支持汶川地震灾后恢复重建政策措施的意见》(国发[2008]21号),结合四川实际,制定本实施意见。
第二条 四川省地震灾区城镇受损房屋建筑的安全鉴定及修复、加固、拆除,应当遵守本实施意见。
第三条 地震灾区各级人民政府负责震后受损房屋建筑安全鉴定和修复、加固、拆除工作的统一领导和监督。
县级以上建设、房地产行政主管部门依法具体承担房屋建筑安全鉴定、修复、加固和拆除的监督管理。
城乡规划、城市管理、国土资源、环境保护、公安、民政、财政、物价、审计、教育等行政主管部门依法履行有关监督管理工作。
第四条 本实施意见所称房屋建筑安全鉴定,是指依照国家相关技术标准、规范对民用及工业建筑的危房鉴定、可靠性鉴定和抗震鉴定。
本实施意见所称修复,是指通过工程技术措施,使受损建筑物恢复到震前状态的施工活动。
本实施意见所称加固,是指根据抗震鉴定报告作出的工程设计,建筑施工企业进行结构补强,使整体建筑物性能达到国家相关技术标准的施工活动。
本实施意见所称拆除,是指对房屋建筑安全鉴定确认为整体丧失结构稳定和承载能力、不能保证居住及安全使用的危房按规范处置的施工行为。
第五条 房屋建筑安全鉴定、修复、加固、拆除遵循科学合理、实事求是的原则。
房屋建筑安全鉴定和修复、加固、拆除,应当符合国家法律、法规和有关规定,执行工程建设强制性标准。
第六条 地震灾区从事房屋建筑安全鉴定的鉴定机构及修复、加固、拆除的设计、施工、监理、造价咨询单位,应当在资质、资格许可及本实施意见规定的范围内依法执业,并独立承担民事责任。
房屋所有权人及委托人、从事前款规定活动的委托人,不得明示、暗示、私下串通被委托人改变鉴定、检测结论,不得违反抗震修复、加固技术标准、规范和工程建设强制性标准,降低工程质量。
第七条 地震灾区受损房屋建筑的抗震设计、修复及加固、拆除施工,应当依照法律法规规定确定承包人。
按照《中华人民共和国招标投标法》规定可不进行招标的项目,应按照有关规定公正透明办理。
第八条 地震灾区房屋建筑所有权人的合法权益应当依法得到保护。
单位、个人对违法、违规行为进行控告、投诉的,有关部门应当及时受理。各级行政管理部门、工作人员不得任意改变鉴定机构依照技术标准、规范独立执业作出的鉴定结论。第九条 鼓励在地震灾区受损房屋建筑安全鉴定、修复、加固工作中,采用先进的新技术、新工艺、新材料、新设备。
第二章 房屋建筑安全鉴定
第十条 地震灾区受损房屋建筑安全鉴定范围及实施:
受损房屋建筑安全鉴定应当在房屋建筑安全性应急评估结论的基础上进行:
(一)应急评估结论为轻微损坏的,不再进行房屋建筑安全鉴定,可直接进行修复;
(二)应急评估结论为中等破坏房屋建筑,应当按照地震灾区所在地的抗震设防要求和相关技术标准、规范进行可靠性鉴定和抗震鉴定,并出具书面鉴定结论,依据鉴定结论确定加固措施;
(三)应急评估结论为严重破坏的房屋建筑,应当按照标准、规范进行危房鉴定或可靠性鉴定,并出具书面鉴定结论。鉴定结论为通过加固措施可使用的,按本条第(二)项的规定执行;鉴定结论为拆除的,按照本实施意见的规定实施。
对地震中已倒塌房屋建筑,县(市、区)建设、房地产行政主管部门应当会同国土资源管理部门进行调查、确认,并记录存档备查。
第十一条 房屋所有权人对应急评估结论有异议的,应当向县(市、区)建设、房地产行政主管部门书面申请进行房屋建筑安全鉴定。
对安全鉴定结论仍有异议不服的,应当向市(州)、县(市、区)建设、房地产行政主管部门申请复核。
第十二条 房屋建筑安全鉴定机构是指:
(一)《中华人民共和国建筑法》、《建设工程勘察设计管理条例》规定的建筑工程设计(乙级及以上资质)单位;
(二)《建设工程质量管理条例》、《建设工程质量检测管理办法》规定的工程质量检测机构;
(三)《城市危险房屋管理规定》规定的房屋安全鉴定机构。
属第(二)项规定的工程质量检测机构,必须具备主体结构检测专项资质。第十三条 房屋所有权人或委托人可以书面申请进行房屋建筑安全鉴定,也可直接委托有资质、资格的鉴定机构进行安全鉴定。
申请进行房屋建筑安全鉴定程序:
(一)房屋所有权人或委托人向所在县(市、区)建设、房地产行政主管部门提出书面鉴定申请;
(二)受理申请的建设、房地产行政主管部门发出《房屋安全鉴定受理通知书》,推荐不少于3个有资质、资格的鉴定机构供申请人选择;
(三)鉴定机构在约定的时限内向委托人作出鉴定报告,并向建设、房地产行政主管部门备案。
鉴定报告应当作出书面鉴定结论,并提出需要修复、加固、拆除的建议。第十四条 房屋安全鉴定机构应当根据《城市危险房屋管理规定》(建设部令第129号)、《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292)、《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ144)、《建筑抗震鉴定标准》(GB50023)、《危险房屋鉴定标准》(JGJ125)、《建筑抗震设计规范》(GB50011)、《四川省建筑抗震鉴定与加固技术规程》(DB51/D5059)等标准、规范进行安全鉴定。
受损房屋建筑需要进行工程检测的,房屋所有权人或委托人应当委托具有资质的工程质量检测单位。
第三章 房屋建筑修复加固 第十五条 房屋建筑安全鉴定确认可通过修复、加固后使用的,应当对房屋建筑进行修复、加固。
第十六条 房屋所有权人应当委托原工程设计单位或具有建筑工程设计乙级及以上资质的工程设计单位承担与资质许可范围内相对应的工程加固设计。
丙级工程设计单位只能承担原设计项目的工程加固设计。
第十七条 地震灾区受损房屋建筑抗震设计、修复、加固按以下原则执行:
(一)轻微受损的,按房屋修建时的抗震设防要求和抗震设计规范,通过修复施工,恢复到震前状态;
(二)中等以上破坏、具有加固价值的,按照地震后国家新颁布的抗震设防要求和房屋修建时的抗震设计规范进行加固。
工程技术措施无法执行或不能达到国家新颁布的抗震设防要求的,应当进行结构补强。
第十八条 对学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共建筑及服务设施,地震后可能发生严重次生灾害、使用上有特殊要求的房屋建筑,应当按照国家新颁布的抗震设防要求和新的抗震设计规范等标准进行加固设计和施工。
县级以上人民政府应当对前款规定的房屋建筑,有计划、有步骤的作出加固及重建实施计划。
具有文物价值的房屋建筑抗震修复、加固,应当同时遵守《中华人民共和国文物保护法》等相关法律法规的规定。
具有民族文化特色和纪念意义的房屋建筑工程的抗震修复、加固,应当注意保持其传统风格及原有风貌。
第十九条 房屋建筑修复加固程序:
(一)房屋所有权人或委托人委托有相应资质的工程设计单位进行房屋建筑加固设计;
(二)房屋所有权人或委托人根据审核合格的房屋加固施工图等设计文件,委托给具有相应资质的建筑施工企业施工;
(三)房屋建筑修复、加固工程竣工后,由房屋所有权人或委托人依法组织验收,向县级以上建设行政主管部门备案。
房屋建筑加固工程依法应当实施工程监理的,由房屋所有权人委托。第二十条 可承担房屋建筑加固业务的建筑施工企业是指:
(一)特种工程专业承包资质企业;
(二)特级、一级、二级房屋建筑工程总承包施工企业。属第(二)项规定的房屋建筑施工企业承担加固业务按其资质许可对应的房屋建筑施工范围开展加固业务,但必须聘请特种工程专业承包公司的专业技术人员提供技术支持。
第二十一条 正在设计和已完成施工图设计审查但未开工建设的项目,按国家新颁布的抗震设防要求和新的抗震设计规范等标准执行。建设单位应当重新委托工程设计、重新进行施工图审查。
第二十二条 抗震加固设计文件应经具备相应资质的施工图设计文件审查机构审查合格后,方可使用。
施工图设计文件审查机构应根据国家相关标准规范、技术规定、抗震鉴定报告、检测报告对抗震修复加固施工图提出审查意见,审查合格的,出具审查合格书。第四章 房屋建筑拆除
第二十三条鉴定为严重破坏巳无加固价值的危房,应当依法实施拆除。危房拆除应当由房屋所有权人或委托人委托实施。房屋所有权人可委托有资质的施工企业拆除,也可以委托建设、房地产管理部门推荐符合资质的施工单位组织拆除。拆除前,房屋所有权人应当提交书面同意意见。
第二十四条房屋拆除的程序:
(一)房屋所有权人或委托人持有市(州)、县(市、区)建设、房地产行政主管部门根据鉴定结论发出的《地震破坏房屋拆除通知书》;
(二)城镇单位、居民原房屋在拆除和重建前,县(市、区)国土资源部门应当会同建设、房地产行政主管部门现场完成对土地使用权属的调查、确认,并记录存档备查;
(三)房屋所有权人或委托人根据其拆除房屋规模,将其拆除业务委托给具有相应资质的建筑施工企业;
(四)房屋拆除施工单位应根据相关规定,编制拆除方案,并将拆除作业方案报发出《地震破坏房屋拆除通知书》的行政主管部门备案;
(五)房屋拆除施工单位严格按照拆除作业方案实施,由专职安全生产管理人员进行现场监督,保证施工安全。
第二十五条可承担房屋拆除业务的建筑施工企业是指:
(一)爆破与拆除专业承包资质;
(二)房屋建筑工程施工总承包二级及以上企业资质。
房屋建筑施工企业开展拆除业务按其资质许可的房屋建筑施工总承包范围进行。
第五章 鉴定费用及修复加固工程计价
第二十六条 实施地震灾区城镇受损房屋建筑安全鉴定,房屋所有权人或委托人不支付安全鉴定费用。鉴定单位属社会机构的,按省物价、财政部门制定的《关于汶川地震灾区城镇受损房屋建筑安全鉴定费收费标准的通知》,费用由房屋产权管理的同级政府在抗震救灾经费中开支;鉴定单位属财政全额拨款的,应履行社会职责,由同级政府补助一定的工作经费。
房屋所有权人或委托人对鉴定结果有异议申请复核的,应当全额承担房屋鉴定复核的费用。
第二十七条 地震灾区受损房屋建筑修复加固设计、工程监理、造价咨询的收费,应当按照支援、服务于灾区人民的原则,按省物价部门新制定的优惠标准收费。
第二十八条 地震灾区房屋建筑修复、加固费用由委托人支付。
房屋建筑抗震加固工程计价应执行《四川省房屋建筑抗震加固工程计价定额》(2008)及其配套计价规定。
修复、加固工程计价依据包括:施工合同及补充协议、工程施工图设计变更、发包人认可的加固措施方案、工程竣工图、现场签证等。
第二十九条 政府实施临时价格干预措施的建筑材料,执行期间内材料计价必须按照市(州)物价管理部门公布的价格执行。
第三十条 由政府出资的抗震加固工程,依法实施工程造价全过程管理,审计机关依法进行审计。
第六章 附 则 第三十一条 房屋建筑的安全鉴定、修复、加固、拆除法律法规另有规定的,从其规定。
第三十二条 在房屋建筑安全鉴定、检测及抗震修复、加固、拆除工作中,违反法律、法规规定的,依照法律、法规规定予以处罚。
建设单位、房屋所有权人、鉴定机构、承包单位及其执业人员给委托人及他人造成损失的,应当承担赔偿责任。
第三十三条 市(州)、县(市、区)人民政府可以根据本实施意见,结合灾区实际制定实施办法。
5.12汶川地震理县房屋震害浅析 第6篇
2008年5月12日14时28分,四川省汶川县发生了里氏8.0级地震,最大烈度达Ⅺ度,震中位于汶川县映秀镇(纬度31.0°N,经度103.4°E),震源深度14km。汶川地震是中国自我国建国以来最为强烈的一次地震,直接严重受灾地区达10×104km2。汶川大地震为逆冲、右旋、挤压型断层地震。发震构造是龙门山构造带中央断裂带,在挤压应力作用下,由南西向北东逆冲运动。这次地震属于单向破裂地震,由南西向北东迁移,致使余震向北东方向扩张。挤压型逆冲断层地震在主震之后,应力传播和释放过程比较缓慢,因此导致余震强度较大,持续时间较长,造成了极其严重的震害。
根据四川省建设厅抗震应急指挥部安排,攀枝花市抽调20名建设方面专家对口支援阿坝州的汶川、理县进行房屋建筑安全性评估(参见2008年攀枝花市赴阿坝灾区建设工程专家组理县工作组:《理县县城及部分乡镇房屋及市政基础设施重要性评估报告》)。笔者作为工作组一员,于2008年5月18日至23日对理县县城及部分乡镇及市政基础设施进行了安全性评估工作。
理县位于四川省西部,距震中映秀直线距离52km,青藏高原东部,阿坝藏族羌族自治州东南缘,国道317线沿杂谷脑河贯穿全境,东北与茂县、黑水接壤,西南与小金相连,东南与汶川相通,地质结构属龙门山断裂带中断,境内山峦起伏,平均海拔2700m,地貌类型为低中山-中山-高山-极高山,是典型的中高山峡谷区。原抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g第一组,2008版抗震规范修订为0.15g第二组,5.12地震理县地震最大烈度达到8度。城镇建筑基本上全为多层建筑,按结构形式可以分为:多层砖混结构、底框架结构、石木结构、钢筋混凝土框架结构。在到达县城时感觉房子未受地震影响,基本都完好屹立,未见倒塌(见图1)。但经县建设局同志介绍,所有来理县的都有这种感觉,认为灾害不重,如果走近看,就会发现墙体开裂破坏严重只是庆幸未倒塌。经过几天的现场调查评估,汇总结果如下:
1)理县县城机关、事业单位公共房屋共279幢,总建筑面积324658m2。其中,严重损坏房屋(红色)105幢,建筑面积123 127m2,占总建筑面积的37.9%;中等损坏房屋(黄色):76幢,建筑面积101 448m2,占总建筑面积的31.2%;轻微损坏房屋(绿色)98幢,建筑面积100 083 m2,占总建筑面积的30.8%。
2)理县县城规划区共有民房775户,建筑面积232 500 m2,其中严重破坏房屋(红色)620户,占总户数的80%,建筑面积186 000 m2;中等损坏房屋(黄色)108户,占总户数的14%,建筑面积32 400m2;轻微损坏房屋47户,占总户数的6%,建筑面积14100m2。
从结果中可以发现灾害之严重,近一半的房屋需拆除重建,三分之一的房屋需加固处理,对于房屋震害的表现形式和产生原因值得我们认真思考和分析。
2 多层砖混结构典型震害分析
在理县城镇中的住宅、办公楼、教学楼、民宅等多数采用多层砌体结构形式,砖混结构数量最多,最为普遍,震害最严重。砖混结构基本特征是:房屋墙体厚度为240mm,楼(屋)面大多为预制混凝土空心板,在20世纪90年代之前建造的房屋通常未设置构造柱,也有的未设置圈梁或仅顶层设置。由于砖混结构刚度大,以砖墙体作为抗震体系,呈脆性破坏。其主要震害如下。
2.1 墙体震害及分析
承重横墙墙体平面内产生剪切破坏,墙体的破坏一般下层破坏严重,向上逐渐减轻,多以交叉斜裂缝为主,横墙山墙处破坏在窗下处,详见图2。多层砌体房屋外纵墙一般发生剪切破坏,出现交叉裂缝或斜裂缝,发生部位以窗间墙和窗下墙破坏最为常见,典型震害见图3。内纵墙震害较轻,开有门洞口时,沿洞口的两上角呈现八字或交叉裂缝;洞口分割的墙支出现斜向或交叉裂缝,详见图4。但在理县县城内一些按照2000规范新建的砖混结构在地震中未见震害,如图5。理县营盘街小学教师学生宿舍楼、理县经济适用房、理县林业局新住宅楼、县公路局住宅等,均设有现浇楼板、构造柱、圈梁,施工中建设局进行了质量监督。
在水平地震作用下墙体抗剪承载力的高低,决定着砖混房屋震害大小,而墙体抗剪承载力主要受墙体材料决定。现场调查中发现,灰砂砖墙体房屋较红砖墙体房屋震害严重,灰砂砖墙体不仅抹灰层开裂掉落而且砖被拉断开裂(见图2)。对于红砖墙体,震害仅抹灰开裂,即使墙体开裂也是沿灰缝而砖拉断较少,抹灰层未见大量掉落。据理县建设局同志介绍,灰砂砖曾经在1985年左右使用过一段时间,后来发现干缩开裂抹灰掉落,以后就淘汰未再使用。这种灰砂砖以沙石加石灰经坯料制备压制成型的免烧砖,与烧结砖相比强度低,收缩率、膨胀系数大,与砂浆抹灰层黏结差,受温度和湿度影响下体积要发生变化,和《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)中提及的蒸压灰砂砖不同,未经蒸压养护,安定性差。
新建的砖混结构在地震中未见震害,其原因除墙体材料外按照新规范采取了抗震构造措施,构造柱能够提高墙体受剪承载力10%~30%,构造柱和圈梁对墙体起到约束作用,使之有较高的变形能力。从侧面说明我们现行规范关于“大震不倒,中震可修”的设防目标进行抗震设计的决策是正确的。
2.2 突出屋面屋顶间、女儿墙震害及分析
突出屋面屋顶间、女儿墙一般震害较严重,出屋面房间墙体被地震剪切破坏甚至局部坍塌,见图6,女儿墙震害为掉落倒塌坠地。按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)5.2.4条,采用底部剪力法时突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震效应要乘以3的放大系数。在“鞭梢”效应下屋顶间水平地震剪力放大,故墙体截面抗剪能力要加强,抗震构造措施需特别加强。《建筑抗震设计规范》2008年版7.3.8条,将突出屋顶的楼、电梯间,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈梁连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6mm拉结钢筋,每边深入墙内不小于1m改为通长设置。图6中屋顶间四角无构造柱,墙中无拉接筋,墙体开动过大,加之采用灰砂砖抗剪不足故造成破坏。
2.3 楼板震害及分析
在理县2006年前多层砌体房屋楼(屋)盖大多数采用了混凝土空心预制板,公共建筑部分采用现浇板。根据1976年唐山大地震预制楼板坍塌掉落造成人员伤亡严重现象,国家在以后的78规范和89规范中预制楼板连接构造搭接长度方面做了详细规定。由于预制楼板对墙体削弱,地震时坍塌掉落会引起墙体失稳倒塌,四川省建设厅2003年下发了关于在民用建筑中禁止使用预制混凝土板的通知,2006年7月1日后全面禁止使用预制混凝土楼板。现场调查评估中只见到一处多层房屋屋顶预制楼板甩落现象,大多数为板与墙连接处水平裂缝和板缝间开裂,现浇楼板未见震害。
3 多层框架结构震害分析
在这次地震中,理县多数框架结构的主体结构未见明显震害,轻微震害发生在柱顶和柱脚,表现为混凝土保护层破裂钢筋露出(见图8)。框架结构破坏主要发生在填充墙和维护结构上(见图9),如县医药公司住宅楼和县交警大队办公楼均为2008年刚竣工,大多数填充墙开裂,局部倒塌,虽未造成人员伤亡,但震后修复量大且费用很高。由于砖填充墙和钢筋混凝土框架两种材料弹性模量差异大,一个为脆性材料,一个为刚弹性材料,变形不协调,造成填充墙先破坏。由于填充墙使框架梁或屋盖的实际刚度增大,地震力放大,砌筑不当,填充墙会导致框架柱形成短柱而发生剪切破坏,因此今后需要大力研究新型与框架变形相适应的轻质填充墙及连接构造。
4 石结构房屋震害分析
在理县藏羌民族居住区,村镇房屋建筑基本全是石结构,因为石材可以就地选用、造价低廉。石结构房屋墙体采用块石加砂浆砌筑,屋面采用木屋盖或现浇混凝土板,地震中80%的石结构遭到严重破坏。石结构房屋主要震害为墙体倒塌、屋面坍塌见图10。由于采用块石而并非料石,墙体砌筑质量决定了墙体的抗震能力,加之未设置构造柱,纵横墙体交接处未设置拉接钢筋网片,整体性差。
5 山区边坡房屋震害
据统计,理县因地震伤亡人员多数因飞石塌方掩埋所致,汶川理县山体岩石多为变质岩,节理发育快,易破碎,塌方飞石极为严重。由于山高沟深,平坦开阔场地较少,多数房屋顺河沟靠山建造,因地震造成岩石松动崩塌,加之余震不断,山体滑坡、滚石对坡脚沟边建筑损毁严重。一般滑坡和泥石流发育过程要经历较长的时间(几十年到几百年),有明显的阶段性,而地震滑坡塌方因地震的突发作用,使处于极限平衡或接近极限平衡的山坡在刹那间就完成裂缝发展、下滑;地震泥石流也是在震时或震后降雨时迅速暴发形成。这些次生灾害对山区坡边建筑危害严重,见图11。由于边坡治理费用高,在选址上应尽量避开滑坡、突兀山崖地段,避不开则应预留安全距离。2008年版《建筑抗震设计规范》局部修订中增加了针对山区建筑的特殊要求。
在今后的山区场地选址、基础设计中要加以考虑,由于规范无具体量化数据,预留足够距离需根据经验总结。
6 结论和建议
通过对理县房屋震害现场调查和分析,可以得出以下结论和建议:
1)严格按照现行规范进行抗震设计、施工和使用的多层房屋震害轻微,在高于设防烈度一度的“大震”下也不会倒塌,有效地保护了人民的生命安全。
2)多层砌体结构只有在合格的墙体材料、严格的抗震构造措施和可靠的施工质量下,抗震性能才可以得到保障,人员生命财产损失才可以减小到最低。
3)今后需要大力研究新型与框架变形相适应的轻质填充墙及连接构造,减小震后墙体维修费用。
4)加强山区选址规划,减少地震次生灾害。
5)对未经抗震设计和无抗震构造措施的房屋需进行抗震加固,或进行旧城改造时加以拆除。
6)对于藏羌民族石结构房屋政府应加强指导,提供石结构房屋抗震构造做法图集,提高少数民族房屋抗震能力。
7)将边远村镇房屋建筑安全质量纳入到质量监督工作中。
摘要:根据汶川地震震后对理县房屋现场安全性评估调查,对地震中的房屋典型震害按不同结构体系进行了总结分析。根据理县房屋震害特点,为今后山区房屋建设工作提出建议。
关键词:汶川地震,理县,房屋震害
参考文献
[1]GB50011-2001(2008年版)建筑抗震设计规范[S].
[2]GB50011-2001建筑抗震设计规范[S].
房屋地震论文 第7篇
1 关于结构安全度的思考
工程可靠度习惯称安全度。传统安全度定义是“结构安全度是指在正常设计、施工和使用的情况下,结构对抵抗各种影响安全的不利因素所必需的安全储备的大小”[1]。在规定的时间和条件下,工程结构完成预定功能的概率是工程结构的可靠概率度量。过去,我们认为建筑物不倒就是安全的,可以放心使用。建筑物到底有多大的安全储备,是否能经受得住地震的检验达到抗震设防的标准,我们是否真的心中有底。从四川地震的震害情况来看,即使有些按规范设计的房屋,也大量倒塌。
1.1 建筑安全储备
建筑物的安全储备分为构件安全储备、整体系统安全储备。结构构件的安全储备,通过成熟的计算方法可以得到保证。通过地震后的大量房屋震害来看,结构整体安全储备还是不能仅经过计算确定。安全储备和一个国家的整体经济情况有关,随着经济水平的提高,新规范会比旧规范为提高结构可靠度而增加含钢量。从20世纪70年代以来TJ 11-78,GBJ 11-89,GB 50011-2001中可以发现对建筑物的抗震设计要求越来越高,结构安全储备越来越大(见表1)[2],当然,所谓大,也是相比较而言,只是适应相应的历史时期国民经济水平,并不是说按规范设计出的房屋就可以高枕无忧了,与同时期的欧美、日本等国家相比,我们的房屋在安全储备上还处于低水平。相信随着我国经济实力的增强,建筑物的安全储备会越来越大。
注:以TJ 11-78为参考值;安全水平以标准值为参考,安全储备以平均值为参考
1.2 结构设计优化
一个产品在设计过程中,设计师会不断的调整设计方案,那些正规的、负责任的设计公司出的图纸一般卡规范的底线,对建设单位来说,不要只考虑经济利益,建筑物的安全性能也要考虑,设计能优化就优化,不能优化不要强行优化。建筑物的结构形式不同,工程造价就会不一样,为降低造价,框架结构优化为砖混结构,剪力墙优化为异型柱结构等意味着本身就降低了结构的抗震安全性能。从这次地震来看,抗剪能力强的结构形式破坏程度要小于抗剪能力差的结构形式。譬如钢筋混凝土框架结构抗震性能好于砖混结构,剪力墙结构好于框架结构[3,4,5,6]。有时候优化是“优化”掉建筑物抵御大震的能力,“大震不倒”[7]不光依靠结构构件的安全储备,更重要的是结构整体的安全储备。由于建筑物在设计、施工中存在诸多不可控因素,材料本身有诸多离散性,一根(个)结构构件优化不慎,就可能导致整体安全储备的丧失。所以,设计单位、建设单位在优化结构设计时,要合理、慎重。
2 施工过程中的思考
2.1 既要服从设计,也要不迷信设计
按照规范设计的建筑物不代表在地震作用力下不会发生倒塌,在大量的震害事实面前,作为一名工程技术人员要认真分析、总结。设计人员在设计时,模型计算本身就假设了很多理想的状态,是在理想状态下计算分析做出的设计结果,而建筑物是由钢筋、水泥、砂、石子等材料构成。这些材料性能存在很大的差异。设计方法虽趋于成熟,但并非无懈可击。设计成果也和设计人员的素质水平有关,一份建筑图纸少说十几张,多则几十张、数百张,图纸中的错误缺失在所难免。在拿到设计图纸以后,作为现场技术人员要认真阅读图纸,如有疑问大胆提出,争取把问题控制在施工之前,避免给建筑物造成安全隐患。
2.2 精心施工,明确关键环节
房屋的建设过程,从设计到最后竣工验收要经过很多环节,这个过程是很多行为集成的结果,因而,给工程质量带来的影响必然会来自多个方面。特别是我国的建筑市场并不完全规范化,在建设过程中有可能存在来自住宅消费者在施工过程中的随机性干扰,也可能来自于投资者基于市场变化后的不当要求,还有可能存在施工项目管理方作出的投机行为和错误决策等方面影响,给工程质量带来的影响也就有了较强的不确定性、多样性及综合性[8]。
一个项目参与施工的有很多队伍,总包队伍要切实负起对分包队伍的管理职能。现在房屋建设项目的很多分项工程,建设单位直接分包给专业的分包队伍施工或由总包单位直接分包施工。名义上都由总承包单位负责监督管理施工,但现实情况中很多总承包只收取管理费不履行管理职能。分包队伍只对本专业的东西知晓,对工程的其他环节并不熟知,总包单位在分项工程施工时,一定要事前进行技术交底,尤其是与下道工序或分部分项工程的接口环节,一定要交待明确,责任落实到人。每完成一道工序先由分包单位自检,再由总包单位复检,最后由监理单位验收。对于那些隐蔽工程必须有齐全的验收手续,按照规范规程的要求,每项必检。监理单位对施工单位上报的施工组织设计认真审核,确认施工方案的合理性与先进性。在施工过程中遵守职业道德,科学、客观、公正的严把质量关,杜绝工程质量、安全隐患。建设单位做好协调各方的作用,尽量少干预施工过程。房屋建设过程中各方要密切配合,严格把关,严控质量安全事故。作为结构安全性这个问题没有商量的余地,施工现场出现问题,先看对结构安全性是否造成影响,然后再分析考虑别的影响。
3 建筑过程中的诚信问题
蝴蝶效应反映了混沌运动的一个重要特征,即系统的长期行为对初始条件的敏感依赖性。在混沌系统中初始输入条件的微小变化,经过系统的不断放大,其未来状态可能会造成极其巨大的差异。其本质是细节不容忽视,任何一个微小的事物都可能引起一场巨大的变化;一点细微的失误,都可能带来细微的损失[9]。建筑市场主体信用缺失引起的损害,导致建筑市场信用链产生振荡[10]。这次四川地震倒塌的房屋中有多少是“豆腐渣工程”,在房屋建设的各个环节中,参与单位是否是用心去做,是否是用“诚信”去做。可能只是某一个环节出了问题导致工程质量存在缺陷,但也可能所有环节都有问题。那些处在非地震区域的房屋,虽然这次没有出现问题,谁又能保证以后不出问题,老百姓花费巨资买回来的房屋是不是一个“定时炸弹”。由于历史原因,全民整体素质不高,建筑业又是劳动密集型产业,从业人员素质良莠不齐。应该认识到我国建筑业的现状,为了给社会提供优质安全的房屋商品,从政府到普通施工人员都应本着认真负责的态度,实事求是的完成自己的本职工作。
4 结语
这次汶川地震的震害深深震撼了全国人民的心,作为一名从事建筑工程的技术人员面对这场灾难,面对着地震后房屋的状况,回顾自己的从业历程,引发了深深的思考。前事不忘后事之师,我们应该从灾难中汲取教训、总结经验,检讨工作中的得失,为今后的工作提供借鉴。作为一名工程技术人员眼光要放长远,不能只盯住自己岗位的那个有限地方,从全过程、全方位来看待工作,为社会提供安全优质的房屋发挥自己的知识与才能。
摘要:结合汶川地震中房屋震害情况,对当前房屋建造过程进行了反思,从建筑安全储备和结构设计优化两方面探讨了结构安全度的问题,并分析了建筑过程中的诚信问题,以期引导工程技术人员增强房屋结构安全意识。
关键词:结构,安全度,安全储备,施工过程
参考文献
[1]王济川,王玉倩.结构可靠性鉴定与试验诊断[M].长沙:湖南大学出版社,2004.
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房屋地震论文 第8篇
关键词:5·12汶川地震,震害特点,震害防御
1 汶川特大地震的特点
汶川特大地震发生在青藏高原东边缘的龙门山断裂带上, 是非常罕见的板内特大地震。该地震为逆冲、右旋、挤压型断层地震, 发震构造为映秀-北川断裂带, 在压应力作用下, 由西南向东北做逆冲运动;断层破裂面从映秀起向东北49°方向延伸, 总破裂长度达240km。该地震震源深度19 km, 断层面最大垂直位移达9 m, 地震强烈振动时间长达100 s, 持续的强烈振动对地面建筑物的破坏特别巨大, 震中烈度高达到Ⅺ度, 造成的破坏程度历史上罕见。此次地震造成大量建筑物毁坏, 引发了众多滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害, 造成巨大的人员伤亡和经济损失。该地震受灾面积达44万km2, 涉及四川、甘肃和陕西3省237个市县。地震波及大半个中国及亚洲多个国家和地区, 北至辽宁, 东至上海, 南至香港、澳门、泰国、越南, 西至巴基斯坦均有震感。
2 地震作用的破坏方式
地震作用的破坏方式主要有地震引起的地面振动和地质灾害两种。这两种破坏方式都与建筑物所处位置的地质构造和场地条件密切相关。
地震波在不同地质构造中传播速度和方式是有差异的, 所以在地面引起的波动和破坏的程度也是不同的。总体来看, 处于断裂构造或褶皱构造区域内的建筑物比处于稳定水平岩层构造区域内的破坏严重, 尤其是断裂构造区域内的建筑物破坏最严重。在汶川特大地震中, 沿映秀-北川断裂带两侧20 km范围内发育有较多的断裂或褶皱构造, 所以该区域震害异常严重。
地震波在场地土层中传播时, 不同场地条件的土层对地震波有放大或减弱的作用, 所以在震灾区常出现, 同一区域因场地条件不同而建筑物的破坏程度差别较大的现象。总体来看, 在较密实稳定土层的场地, 震害较轻;在较松散土层或含水丰富土层的场地, 震害较重, 且震害一般随松散土层的厚度增加而增强。另外, 共振现象对建筑物的破坏也影响较大, 当场地的卓越周期与建筑物的自振频率以及地震波的振动频率相近时会引共振效应, 也会加剧建筑物的破坏。
地震地质灾害可以分为来自地面下部和地面上部的两类。地面下部的主要有地面破裂、地基液化、地面塌陷等地质灾害;地面上部的主要有山体滑坡、泥石流、崩塌、堰塞湖等地质灾害。地震地质灾害加剧了建筑物的破坏, 尤其是山区的建筑物。在汶川特大地震中, 修建在滑坡地带或断裂带附近的建筑物在此次地震中破坏非常严重, 甚至在一些地震低烈度区域, 因选址不当, 建筑物建设在滑坡地带, 而使一些建筑物被掩埋或冲毁。
3 不同结构类型房屋震害特点分析
3.1 砌体结构震害特点分析
砌体结构因其经济简易的特点在我国被广泛采用, 砌体结构的材料有明显的脆性, 所以砌体结构的抗震性能较差。在20世纪90年代以前, 砌体结构中没有设置构造柱和圈梁, 屋盖一般采用预制空心板, 板之间无连接, 而且较多地使用了大开间、大开窗、外走廊等建筑形式。大量的砌体结构房屋未经过正规单位设计和施工, 多为自建, 所以还存在建筑砂浆强度过低, 墙体厚度太薄或采用空斗墙等问题。汶川地震中这些结构形式的建筑物在重灾区普遍发生了严重的破坏或整体倒塌。
3.2 框架结构震害特点分析
钢筋混凝土框架结构也是汶川地震灾区采用较多的建筑结构。这种普遍被认为抗震性能较好的结构, 在这次地震中也表现不佳。震害调查显示, 此次灾区一些框架结构的破坏体现为柱先于梁破坏, 发生一跨到底的现象。这与规范中主要考虑抵抗水平荷载的作用, 对竖向作用考虑不够有关。而此次地震的竖向作用十分强大, 震中区域的框架柱出现了水平和竖向作用叠加的压缩破坏, 导致房屋破坏严重甚至垮塌。还有填充墙布置不均匀、不对称造成建筑刚度不一致, 导致梁柱或填充墙发生破坏, 如商住楼底层填充墙较少, 使之成为薄弱层, 发生底层垮塌。还有填充墙对框架梁柱产生约束作用, 限制了梁柱的形变, 导致梁柱发生破坏。框架结构的大量震害现象表明, 不合理地布置填充墙会严重影响框架结构的抗震性能。
3.3 混合结构震害特点分析
混合结构也是城镇建设中应用较多的一种结构。这种结构, 由于两种材料的力学性质不同, 在地震作用下, 两种材料连接处易发生破坏。不管是底部框架、上部砖混的竖向混合结构还是部分框架、部分砖混的水平混合结构, 由于刚度突变、传力途径复杂和变形能力不协调等因素, 导致此类建筑破坏严重。
3.4 简易结构震害特点分析
震害调查显示, 灾区农村因经济条件和技术条件所限, 大量的农村房屋为自建的简易结构房屋, 这些房屋都没有进行专门的抗震设计。房屋主要使用简易的砖石、砖木、土木、土坯等结构形式, 由于没有任何抗震构造措施, 而且墙体的粘结材料强度差, 在这次地震中的震害十分严重, 普遍倒塌。
3.5 柔性结构震害特点分析
柔性结构房屋指结构连接处或整体结构延性较好的房屋, 主要为木结构或轻钢架结构。这类结构一般质量较轻, 因而地面加速度在这类结构上所产生的能量没有其他建筑物大, 另一个优势是柔性材料可以吸收并消散能量。木结构采用榫卯连接, 榫头在榫卯节点处有一定的延伸性, 柱在基石上也可轻微滑动, 而且穿斗或斗拱的连接方式将屋盖与柱连成一体, 保证了木结构房屋的整体性。轻钢结构由于其质量轻、连接可靠、结构整体延性好, 而且屋盖和墙板均采用轻质材料, 使其具有较好的抗震性能。柔性结构的这些特点使其在这次地震中震害较轻。
4 抗震设防标准对房屋抗震性能的影响
抗震设防标准是与一个国家的科学水平和经济条件密切相关的, 抗震设计规范的修订也是随着国家技术和经济的发展而不断更新的。随着社会经济的发展进步, 我国抗震设防标准也在不断发展完善。我国目前共颁布了五个版本建筑抗震设计规范, 即:1974年版、1978年版、1989年版、2001年版和现行的2010规范, 89规范开始引入了弹塑性分析法和时程分析法抗震计算, 提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防原则。2010规范修订过程中, 总结了2008年汶川地震震害经验, 对灾区设防烈度进行了调整, 增加了有关山区场地、框架结构填充墙设置、砌体结构楼梯间、抗震结构施工要求的强制性条文, 提高了装配式楼板构造和钢筋伸长率的要求。
5·12汶川地震的震害显示, 按不同年代抗震设防标准建设的房屋, 震害明显不同。1990年以后建设的房屋抗震性能明显增强。因为从89规范开始, 采用了基于以概率理论为基础的极限状态设计方法, 提出了强度验算和变形验算的要求;人们也认识到了圈梁和构造柱重要性, 89和2001规范在圈梁和构造柱的设置上提出更高的要求, 在此前对圈梁和构造柱的设置没有要求。据统计, 倒塌的房屋中按当年74和78规范设计的比例达到了80%以上。所以, 此次特大地震的重灾区房屋的大量倒塌是在所难免的。
5 震害防御思考
5·12汶川特大地震, 极重灾区和重灾区地震烈度远大于当地基本地震烈度, 说明《中国地震动参数区划图》的局限性。《建筑抗震设计规范》 (89版) 引入了弹塑性分析法和时程分析法抗震计算, 提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防原则, 震害调查和分析表明, 1990年以后修建的房屋震害情况有显著减轻的趋势。然而, 工程建设抗震设防工作仍需进一步改进。
5.1 要建立与国家经济发展水平相一致的抗震设防标准
目前, 由于地震预报技术尚不过关, 加之国民经济的快速发展, 单位面积国土上承载的人口和经济总量越来越大, 一旦发生破坏性地震, 震害损失十分巨大。自89建筑抗震设计规范起, 我国抗震设防采用63%、10%、2%地震超越概率下的地震动参数设防, 本次地震表明, 安全性较好。那么, 能否在坚持“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防原则下, 随着经济发展, 适当提高地震超越概率风险水平取值, 提高抗震设防标准, 使之与经济发展水平相一致, 从根本上提高建筑抗震能力呢?
笔者认为是可行的。众所周知, 地震的时空分布是非均匀性的, 破坏性地震的孕育和发生与断裂构造紧密相关, 在深入研究基础上, 定期修订完善《中国地震动参数区划图》固然重要, 但难以避免“高烈度区低设防问题”。在经济承受范围内, 通过完善防震减灾立法和行政管理体制, 适度提高地震超越概率风险水平, 变为动态设防, 就高不就低, 避免或减轻地震灾害损失。
另外, 加强地震安全性评价工作, 明确安评建设工程范围, 提高安评技术水平。应从国家层面, 明确安评工程范围, 或者授权省级人民政府制定范围, 并随着经济发展, 适时修订安评工程范围, 不盲目扩大或缩小, 结合当地实际, 切实将地震安全性评价工作落到实处, 真正提高当地建筑抗震性能。
5.2 要提高规划选址的科学性, 充分重视不利场地对建筑的影响
多年来, 工程建设选址存在不科学、不规范的问题。许多工程建设, 未进行必要的工程地质、水文条件及自然灾害影响评估, 未能全面考虑避开地震断裂带、滑坡、泥石流、崩塌等自然灾害危险地段, 预防和减轻地震可能引发的次生灾害。原因有二, 一是在工程建设过程中, 人们未能尊重自然、统筹兼顾, 缺乏前瞻性;二是法制体制不完善, 行政管理缺位或滞后。
因此, 建设单位须高度重视工程项目选址, ①要考虑从地形地貌上尽可能避开陡坡、高耸的山丘、河岸和边坡的边缘等不利地段;②要从场地条件上要尽量避开饱和砂层、软弱土层、液化土、软弱不均土层等;③如无法避开, 则应采取工程措施处理。相关政府部门, 要严把工程建设审查关, 在工程选址时, 充分考虑不利场地对建筑的影响;要完善法制体制, 规范行政管理, 从制度上保证选址的科学性。
5.3 要加强房屋结构抗震设计, 注重建筑新材料及工艺应用
房屋设计要设置多道抗震防线, 提高房屋整体稳定性。加强水平向和竖向地震作用验算, 适当增加柱间支撑、剪力墙及加大受力构件的延性等措施, 提高房屋抵抗地震作用的整体稳定性, 房屋不会因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力而倒塌。地震和建设部门要加强对农村抗震民居设计和施工的技术指导, 使之达到当地抗震设防标准。此外, 当今科学技术的飞速发展, 抗震新技术、新材料不断涌现, 应积极推动新技术在建筑抗震方面的应用, 如隔震消能体系、轻钢结构、钢结构等技术和混凝土轻质高强墙板等新型墙体材料的运用, 达到设计抗震能力。
6 结束语
从我国大陆地质构造和历史地震分析来看, 我国正逐步进入地震活跃期, 西部、北部、东南部发生强震的可能性不小。然而, 人类目前还不能准确预测地震的发生, 即使能准确预报, 大地震对建筑的破坏导致的次生灾害和经济损失将是巨大的, 防震减灾工作任重而道远。在科学发展观指导下, 坚持“预防为主”的方针, 加强大震特点、场地条件、建筑结构、设防标准和建筑材料等方面的深入研究, 不断总结经验教训以完善和发展防灾减灾理论, 成熟后用立法形式固定下来, 使工程技术与防震减灾法律法规紧密结合, 理顺行政管理体制机制, 有效防御与减轻大震灾害, 必将大大提升我国综合防灾减灾能力水平。
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房屋地震论文 第9篇
玉树“4.14地震”受灾区主要为玉树州玉树县以及毗邻于玉树县的称多、囊谦、杂多、治多、曲麻莱等五县大部分地区。结古镇震级达到里氏7.1级,极震区烈度达9度。这次地震造成重大损失,城乡居民住房大部分损毁,受灾最重的结古镇,土木土坯房全部倒塌,砖混结构房85%倒塌,框架结构20%倒塌,其他绝大多数房屋成为危房。学校、医院等公共服务设施严重损毁,大量文化自然遗产遭到严重破坏。本文通过总结玉树地区震害的基础上,提出玉树地区常见土木建筑和砌体建筑抗震、保温设计建议,为今后该类建筑的设计提供参考。
1 玉树村镇房屋震害总结
根据震害调查,灾区房屋结构类型以土木、砖木结构为主,抗震性能差,毁坏严重。
1.1 土木结构
当地土木结构以打垒、土坯砌筑墙体,房梁直接担、架在墙上,房子中间有一根承重柱,屋顶由木梁及苇席、草芥等建成,承重结构主要是柱子和墙体,大多数土木结构的房屋开间大。这种房屋遇到地震时只要墙倒房就倒,柱倒房塌,抗震性能极差。
调研中发现,当地村镇房屋土木结构较多,破坏形式为:
1.1.1 房屋整体垮塌
由于没有柱子,屋梁直接搁置在土坯墙上,加之土坯墙先天粘结不牢靠,遭遇地震时纵横墙全部倒塌,造成房屋破坏。如图1所示。
1.1.2 纵墙倒塌破坏
由于房屋开间大,纵横墙连接处缺乏有效的连接,对纵墙变形约束较小,遭受地震时不能同时参与工作,纵墙提前倒塌造成房屋损坏。如图2所示。
1.2空心砌块木结构
玉树地处青藏高原腹部,属高原大陆性季风气候。空气干燥、稀薄,紫外线辐射较强。主要的气候特点是气温低,昼夜温差大,当地居民为了保温墙体以空心砌块砌筑,房梁直接担、架在墙上,破坏率相当高,破坏程度也相当严重。由于纵横墙用空心砌块砌筑,无任何防震措施,接触面有效粘结面小,大多数房屋墙体的砂浆强度在M0.4~M1.5之间(用手可捻碎),远低于砖的强度。遭到地震后纵横墙全部倒塌,屋盖整体下榻。如图3所示。
1.3砌体结构
砖混结构主要是由砖墙(或空心砌块、砖柱)、钢筋混凝土楼板、现浇钢筋混凝横梁等构件建成的房子,这类房屋在灾区造价最高,主要为寺院建筑,地震时基本完好,结构的建筑抗震性能好。但也有一部分建筑以老式的方法设计建造,节能、保温、抗震设防措施不到位,震害严重。
1.3.1承重墙斜裂缝、X裂缝
当建筑遭遇地震时与地震力方向平行的墙体是主要抗侧力构件,加上竖向荷载的影响,墙体内应力超过砌体抗拉强度,墙体出现斜裂缝,如图4所示。在地震力反复作用下出现交叉裂缝,如图5所示。在不同的高宽比墙体中,交叉裂缝的形式有所不同。在高宽比较小的墙体中,则在墙体中部呈现水平剪切裂缝,如图6所示。墙体的高宽比接近1时,墙体将呈现X形交叉裂缝,在纵墙中交叉裂缝出现在窗间墙,由于窗台墙上几乎没有压力作用,因而墙体主拉应力强度较低,出现交叉裂缝[1],如图7所示。
1.3.2墙体水平裂缝
当地震作用沿房屋横向作用时,虽然纵墙在其平面内的刚度很小,几乎不承担地震作用,但是当抗震横墙间距过大或楼板刚度不足,纵墙墙体仍会受到平面外的地震作用力,发生平面外的弯曲,导致墙体出现水平裂缝,这种裂缝通常出现在纵墙门、窗口上下截面处[1],如图8所示。
1.3.3纵横墙连接处破坏
由于未设置构造柱和圈梁,横墙交接处连接差、缺乏可靠的拉结,加之受两个方向受地震共同作用时,连接处受力复杂,应力集中程度高,容易被震脱或墙外闪倒塌,如图9~10所示。
1.3.4山墙处设悬挑构件破坏
山墙位于房屋尽端,房屋对山墙约束作用降低。地震过程中出现扭转效应,以及外墙角处具有较大的刚度,房屋角部吸收的地震力大;加之山墙墙角是纵横墙的交汇点,同时又设置了过长悬挑构件,地震作用下其应力状态复杂并易于产生应力集中,从而该处的抗震能力很薄弱,建筑物破坏严重,严重时还会造成墙角局部垮塌,如图11所示。如果尺寸设计得当,遭遇地震后仍然完好,如图12所示。
1.3.5楼梯间破坏
此次玉树地震与以往地震一样,楼梯间的破坏程度一般比其它部位严重。由于楼梯间墙体没有楼板约束,属于错层形式,加之顶层空间较大,导致楼梯间空间刚度较小,同时楼梯间墙体水平抗剪刚度比其它部位大,分担的地震作用也就较大,很容易造成破坏,如图13所示。
1.3.6建筑物局部破坏
当建筑有突出屋面的附属建筑如屋顶间、水塔、女儿墙和烟囱等附属物时,由于该部分的重量和刚度突然变化,地震时将产生“鞭梢效应”,突出屋面附属部分地震反应增强,容易产生破坏,如图14所示。另外女儿墙等非结构构件与建筑物本身的连接较差,地震时造成大量的破坏,如图15所示。
1.3.7任意开洞造成建筑破坏
这类破坏多见于居民自建房屋中,由于修建时随意性很大没按照规范要求留设门窗洞口,窗间墙尺寸较小,抵抗地震力能力差,破坏严重,如图16所示。
2 讨论
此次地震对处在县城按照规范设计的建筑物,虽然也受到不同程度的震害,但对人民生命影响不大,能够达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”设计原则。但居民自建建筑受经济、传统居住观念的束缚,居民对房屋的观念依然停留在无砖不成房的阶段,村镇仍在大量使用粘土砖。砖混结构的房屋一旦遇到灾害,则几乎都是难以抵御。村镇房屋的抗震能力可以反映一个国家建筑的整体抗震水平,发达国家,如美国、日本等非常重视民房的地震安全问题,其村镇房屋普遍具有较强的抗震能力。在发展中国家,由于农村地区地震造成的人员伤亡巨大,各国政府也已开始重视村镇房屋地震安全问题,如哥斯达黎加、洪都拉斯、印度、伊朗、尼泊尔、哈萨克斯坦、塔吉克斯坦、阿尔及利亚、摩洛哥等国家在村镇房屋抗震技术研究和村镇房屋抗震加固方面进行了程度不同的探索[2~5]。针对本次震害调查发现的问题,提出以下几方面思考:
2.1 政策方面
在玉树这样地处边远的地区村镇房屋建设缺少技术规范指导,居民建房只注重房屋单方面的功能要求(如:保温),缺乏抗震意识,忽视安全。应大力度推进地震安全农居工程的规划和实施,加强建设管理、监督力度。针对村镇常见的结构形式建立设计规范和操作规程,并对施工人员进行正规的培训,提高其技术水平。同时要重视抗震知识的普及,使村镇的建筑从业人员在建房之初就避免一些造成伤亡的隐患。
2.2 技术措施
2.2.1 土木结构
应提高承重土墙整体性,土坯制作时注意压实、添加加筋材料,在砌筑时纵横墙交接处、转角处用强度较高的材料进行拉结处理,根据房间大小添加梁下承重木柱。墙体砌筑完之后抹面的泥浆中参合秸秆加强整片墙体的强度。
2.2.2 空心砌块木结构
空心砌块砌筑时在纵横墙交接处、转角处的砌块内腔中配钢筋然后进行浇注,薄弱连接处的砌块配筋、设构造柱、提高砂浆强度,并严格控制门窗开洞尺寸。
2.2.3 砌体结构
建造房屋时重视构造柱和圈梁的作用,提高房屋的空间刚度和整体性。在目前村镇地区无指导性规范时,可采用现行的《砌体结构设计规范》作为设计参考,制定村镇地区砌体结构建筑规范和操作规程是提升村镇地区砌体结构抗震性能的根本性措施[5]。
2.2.4 保温问题
采用苯板加芯墙,通过试验满足《砌体结构设计规范》(第6.2.15/16条、10.4.17条)的支承和拉结件或拉结网片的条件下,夹芯墙在静力荷载和伪静力(模拟地震作用)下,提高墙体的整体稳定性,达到夹芯墙内外叶墙变形协调,在大震或大变形情况下,外叶墙也不会失稳破坏,墙体完全满足我国规范规定的抗震性能要求,还可以避免牛羊对保温层的破坏,消除常见外挂保温层方式的弊端。
3 结语
虽然地震不可预测,但可以积极设防,积极推动抗震防灾新技术、新材料的应用,加强规划、设计、施工方面的管理,就能从客观上促进村镇住宅建设规模的快速发展,为打造高原生态旅游城市起到积极作用。
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房屋地震论文 第10篇
2008年5月12日14时28分,四川省汶川县(北纬31°,东经103.4°)发生8.0级地震,汶川地震造成了重大的经济损失和人员伤亡。我国是个多山和多地震的国家,地震灾害严重。由于我国地震活动区域广、强度高、震源浅、震中分散的特点。通过国内外多次强震的经验表明,地震造成的经济损失和人员伤亡主要是由于房屋、工程设施以及设备的破坏倒塌造成的,因而要树立“以防为主”的指导思想减轻地震灾害,要使工程建设真正达到能够减轻以至避免地震灾害的目的,分析山区房屋建筑地震灾害是必要的。
1 汶川大地震灾害
1.1 地震灾害损失
以汶川大地震在多方面造成的损失情况,来衡量汶川大地震造成的巨大灾害。汶川大地震对我国的生命和财产造成了重大的损失,研究减少建筑物地震灾害的措施具有很大的现实意义,研究成果对控制并减少其他地区的建筑物震害具有一定的指导意义。
1.2 地震引起的灾害类别
整个汶川的损失约有1/3不是地震直接造成的,而是由于滑坡、崩塌、泥石流及建筑物倒塌等造成的。这次汶川地震,震级非常高,同时伴随着地震发生了约15 000个滑坡、崩塌和泥石流。其中建筑物倒塌造成的损失最为严重,大量人员被倒塌的建筑物所掩埋。通过对汶川大地震引起的灾害进行总结分类,具体类型有:滑坡、崩塌、泥石流、建筑物倒塌、地裂缝、砂土液化、地基沉陷、地震火灾及水灾。
2 汶川地震造成人员伤亡的原因及不同建筑物的特点
2.1 造成人员伤亡的原因
通过汶川大地震,可以总结出造成重大人员伤亡的主要原因见图1。从图1可以看到造成人员伤亡的原因很多,其中最为主要的就是建筑物倒塌引起的人员伤亡。学校和村镇住宅倒塌造成的人员伤亡和经济损失尤为引人注意。
2.2 建筑物的特点
2.2.1 学校建筑存在问题
汶川大地震中,很多校舍倒塌。截止2008年5月14日,地震倒塌房屋21.6 万间,其中校舍倒塌6 898间,此数据还不包括汶川、北川等震中重灾县。随着九年义务教育的普及和社会各界对教育事业的大力投入,近年来中小学教学楼的修建逐渐增多。但由于资金有限以及考虑到使用功能,大多数中小学教学楼都采用砌体结构,多道横墙和两道纵墙,然后外加外挑走廊的典型教学楼结构形式,如图2所示。
我国学校的设计和建设也是按标准实施的。但学校在抗震方面存在几个先天缺陷,分析如下:1)此单边悬挑单跨砌体存在着缺点。当强地震(如超过设防烈度)来临时,在竖向、水平地震荷载作用下,结构的延性来不及发挥,挑廊侧柱轴力急剧增大发生脆性压溃破坏。2)绝大多数学校建筑采用砌体结构。在强地震作用下,砌体结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌,因此,砌体教学楼不可避免地在地震中产生严重震害。3)教学楼横墙间距大,纵墙上开洞较大和较多,墙体削弱多。为了满足采光需要,现有设计模式的教学楼大多采用大开间大洞口。4)大多采用预制楼板,整体性差。所采用的预制楼板一般搁置在两端的墙或梁上,地震时容易滑落造成重大危害,其抗震性能明显的比现浇钢筋混凝土楼板要差。
2.2.2 村镇住宅特点
在汶川地震中,很多瞬间倒塌的房屋都是一些城镇住宅和农村住宅,死伤人数不少也集中在城镇和农村。 现在的抗震设计主要是在城市,远远没有到达城镇和农村。而农村相当数量的房屋属于自建住房,没有一定的设计标准和建筑标准,遇到自然灾害很难躲避。村镇的施工队伍缺乏专业知识,根本就没有识图的能力,只是凭借经验进行施工,其建造出来的建筑物的质量就可想而知。可以看出农村住房质量应该引起重视,至少要具备一定的抗震设计。同时,采取一些优惠措施以鼓励专业素质高的企业到农村承包工程。
2.2.3 城镇建筑特点
除了一些教学楼和村镇建筑的大量倒塌,部分城镇建筑也出现了破坏,丧失了使用功能,甚至倒塌。
1)体型过于复杂。建筑设计追求“形式美”“造型美”,使建筑平、立面布置变化较大,如平面有较深的凹凸,立面有较长的悬挑,造成局部地震作用效应过大;结构布置的不对称产生较大的偏心,使房屋在地震时产生扭转效应,两端构件所受地震力增大,而导致建造的建筑物结构不稳定,施工技术和质量不合格,最终导致建筑物在建设完成以后经受不起地震等灾害的考验,而造成建筑物倒塌,进而造成巨大的生命和财产损失。2)结构抗震设计不当。结构抗震设计不当是造成房屋倒塌的一个要考虑的因素。偏远山区的建筑没有设计图纸的情况很普遍,很少甚至没有考虑抗震设计。3)施工队伍专业素质偏低。一些建筑施工队伍缺乏专业技术,主要是依靠一些经验来进行施工,特别是来自村镇的一些建筑施工队伍专业素质明显偏低,在施工过程中很难保证建筑物的质量,所以建造的建筑物在地震等灾害中就比较容易倒塌,从而造成严重灾难。应通过培训等一系列措施提高农村外出务工人员的建筑专业素质。4)未严格按照图纸施工。在工程施工中,部分施工人员不按照施工图施工。5)施工质量较差。建筑物倒塌的一个很重要的原因就是施工质量得不到保证,表现为施工质量差。这主要是由于施工机械落后、施工材料质量得不到保证及工程质量监督不利等原因造成的施工质量差。因此,很有必要采取减少地震灾害的措施。
3 结语
本文在讨论汶川大地震造成的地震灾害的基础上,对地震引起的灾害类别进行了分析,在此基础详细分析了人员伤亡,不同建筑物的特点及建筑物倒塌的原因。研究成果不仅对研究提高汶川大地震重灾区建筑物的抗震性能措施具有一定的指导意义,对控制并减少其他地区的建筑物震害也具有一定的参考价值。
摘要:为了给山区房屋建筑工程建设提供一些合理化的建议,结合汶川大地震,研究了山区房屋建筑的地震灾害和房屋倒塌的原因,研究成果不仅对汶川地震重灾区的灾后重建,而且对控制并减少其他地区的房屋建筑地震灾害也具有一定的指导意义。
关键词:地震灾害,抗震设计,房屋建筑
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