汶川地震震害引发土木工程师的思考.pdf
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1、CSWADI汶川地震震害引发土木工程师的思考China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.中国建筑西南设计研究院有限公司2019.12.3 2019.12.3 深圳深圳From Seismic Damages of Wenchuan Earthquaketo Reflections on Civil Engineering2008年以来四川发生6级及以上地震地壳运动活跃,发震频繁(11年间发生7次,平均1年半发生一次),自然现象,接受、敬畏。人员伤亡和财产损失是由地震引发,但因建筑物(工程设施)破坏倒塌所致。敬
2、畏地震、重视抗震地震是人类无法掌控的自然现象,但是地震造成的损失和由此酿成的灾害并非一定不可避免。合理恰当的规划、选址、设计、施工、使用和维护,将减小灾害损失。地震给人类带来严重灾害的同时,又提供了一个天然的实验场,所有震区建筑在大地震作用下的破损实况,是代价无比昂贵的足尺试验结果,给人类提供了依靠人类自己永远也无法获取的具有重要科学价值的海量资料。科学的工程抗震技术主要来源于经验。经验主要来源于大地震中的工程震害教训和总结。是由工程师们通过对工程震害的不断观察、分析、总结、再实践、再观察、再总结中获得的。今天回顾08年汶川大地震建筑震害,对照我们的设计、施工及管理,对提高建筑抗震能力是有意义
3、的。关于地震的几句话中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.20082008年年5 5月月1212日日1414时时2828分,在四川汶川映秀地区发生了分,在四川汶川映秀地区发生了8.08.0级强烈地震级强烈地震破坏力最强经济损失最大波及范围最广救灾难度最大永远铭记这一时刻中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.城市毁灭城市毁灭映秀北川
4、北川中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.学校倒塌学校倒塌中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.政府办公楼倒塌政府办公楼倒塌汉旺镇人民政府工人文化宫中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.农房倒塌农房
5、倒塌中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.彭州领报修院通高31米的盐亭笔塔(清)塔身仅余底部两层约8米文物倒塌文物倒塌中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.建筑震后安全评估及技术考察建筑震后安全评估及技术考察社会责任社会责任参加省、市、区政府建筑物安全应急评估参加省、市、区政府建筑物安全应急评估 150150余人次余人次参加全国、
6、省、市重大技术和标准讨论会参加全国、省、市重大技术和标准讨论会企业责任企业责任对我院在灾区的设计项目进行回访检查对我院在灾区的设计项目进行回访检查 200200余项余项职业责任职业责任对对2020余个市余个市(县县)乡镇建筑震害技术考察乡镇建筑震害技术考察 300300余人次余人次中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.成都都江堰青城山镇向峨彭州龙门山镇通济小渔洞白鹿镇德阳绵竹什邡汉旺红白镇湔底莹华洛水绵阳北川安县广元青川汶川映秀2020余个市余个市(县县)乡镇建
7、筑震害技术考察乡镇建筑震害技术考察中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.西南院办公楼前西南院办公楼前捐款捐款08.5.1508.5.15中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、一、框架结构震害框架结构震害二、二、框架框架剪力墙结构震害剪力墙结构震害三、三、底框结构震害底框结构震害四、四、砖混结构震害砖混结构震害五、五、圈梁、构造
8、柱在砖混结构中的作用圈梁、构造柱在砖混结构中的作用六、六、楼梯破坏楼梯破坏七、七、抗震缝问题抗震缝问题八、八、设计不当造成柱破坏设计不当造成柱破坏九、九、重视角柱、加腋梁柱的抗震设计重视角柱、加腋梁柱的抗震设计十、重视突出屋面构件的抗震设计十、重视突出屋面构件的抗震设计十一、设备管线削弱墙体十一、设备管线削弱墙体十二、弧形墙震害十二、弧形墙震害十三、围墙倒塌、外装饰脱落、装饰架垮塌十三、围墙倒塌、外装饰脱落、装饰架垮塌思考思考(25个方面,关于设计、施工、使用管理)个方面,关于设计、施工、使用管理)550550余张震害照片余张震害照片中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Sou
9、thwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.十四、预制拦板震害十四、预制拦板震害十五、竖向地震不容忽视十五、竖向地震不容忽视十六、用户二次装修造成的结构抗震能力降低十六、用户二次装修造成的结构抗震能力降低十七、建筑材料、施工管理问题十七、建筑材料、施工管理问题十八、受小震影响的地区建筑物隔墙损坏修复问题十八、受小震影响的地区建筑物隔墙损坏修复问题十九、农民自建房抗震问题十九、农民自建房抗震问题二十、设置了构造柱和圈梁的教学楼屹立在强震区二十、设置了构造柱和圈梁的教学楼屹立在强震区二十一、空间结构震害二十一、空间结构震害二十二、
10、工业厂房震害二十二、工业厂房震害二十三、重视结构安全性,合理提高结构安全度二十三、重视结构安全性,合理提高结构安全度二十四、我院在灾区设计的建筑震害情况二十四、我院在灾区设计的建筑震害情况二十五、北川震害二十五、北川震害思考思考(25个方面,关于设计、施工、使用管理)个方面,关于设计、施工、使用管理)思考是主要从设计工程师的角度,但对建造和管理者了解地震对建筑物的作用及对建筑物造成的破坏,从而建立直观的建筑抗震概念,在施工和管理中加强抗震意识是很有帮助。中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Inst
11、itute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害汶川地震重灾区位于四川盆地西北缘一带的山区和中小城市(城镇),在这些城市(城镇)中的钢筋混凝土结构中,以多层框架居多,高层较少。主要震害形式:整体倒塌、局部单元倒塌、局部楼层垮塌、房屋倾斜、构件破坏。主要震害特征:底层柱柱端混凝土剥落、压碎、柱纵筋压曲(形成柱铰)、由填充墙砌筑形成的短柱破坏、梁端弯剪破坏(形成梁铰)、梁柱节点破坏、防震缝宽度不足引起的破坏、填充墙破坏。中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.l
12、td.一、框架结构震害一、框架结构震害多层框架结构的强度问题多层框架结构的强度问题强梁弱柱问题强梁弱柱问题某山地建筑小区框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害填充隔墙对整体结构的影响填充隔墙对整体结构的影响填充隔墙对结构构件的影响填充隔墙对结构构件的影响填充隔墙自身破坏填充隔墙自身破坏逃生通道楼梯间处填充墙垮塌逃生通道楼梯间处填充墙垮塌中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.多层框架结构的强度问题多层框架结构的强度问题一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震
13、害一、框架结构震害多层框架结构的表现不容乐观多层框架结构的表现不容乐观(左为三层砖混、右为二层框架)中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.多层框架结构的强度问题多层框架结构的强度问题一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.多层框架结构的强度问题多层框架结构的强度问题一、
14、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害多层框架结构的强度问题多层框架结构的强度问题一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.垮塌的多层框架结构承载力明显不够,延性差;垮塌的多层框架结构承载力明显不够,延性差;相同层数的框架结构破坏较砖混严重(同
15、地区);相同层数的框架结构破坏较砖混严重(同地区);框架结构的抗震防线不够,建议设置多道框架结构的抗震防线不够,建议设置多道防线防线。加强多层框架结构的强度和延性加强多层框架结构的强度和延性框架结构震害框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.强梁弱柱强梁弱柱一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research
16、Institute Corp.ltd.强梁弱柱强梁弱柱一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.强梁弱柱强梁弱柱一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.强梁弱柱强梁弱柱一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADI
17、China Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.大量多层框架结构震害显示:几乎都发生强梁弱大量多层框架结构震害显示:几乎都发生强梁弱柱,而非强柱弱梁的破坏,出现了在底层框架柱上下柱,而非强柱弱梁的破坏,出现了在底层框架柱上下端形成塑性铰,成为机构的破坏形式。这样的破坏形端形成塑性铰,成为机构的破坏形式。这样的破坏形式违背了强柱弱梁,更强节点的抗震设计目标。式违背了强柱弱梁,更强节点的抗震设计目标。多层框架结构由于层数不多、柱上轴压力不大,多层框架结构由于层数不多、柱上轴压力不大,柱截面尺寸及配筋量均较小柱截面尺寸
18、及配筋量均较小(轴压比控制),而与之相连,而与之相连的框架梁的截面尺寸及配筋主要由跨度决定,而多层的框架梁的截面尺寸及配筋主要由跨度决定,而多层框架建筑多为公共建筑,跨度大,截面尺寸及配筋需框架建筑多为公共建筑,跨度大,截面尺寸及配筋需求大;与高层结构相比,多层结构中的框架柱更难实求大;与高层结构相比,多层结构中的框架柱更难实现“强柱弱梁”。现“强柱弱梁”。一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害强梁弱柱强梁弱柱中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Cor
19、p.ltd.某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害37栋坡地建筑中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害在建,层刚度问题在建,层刚度问题中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute
20、Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp
21、.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架某山地建筑住宅小区框架结构震害结构震害错层,短柱问题错层,短柱问题中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一
22、、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害独栋,山丘、饰面效应问题独栋,山丘、饰面效应问题中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害某山地建筑住宅小区框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research
23、Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Co
24、rp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害某山地建筑小区框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.填充隔墙对整体结构的影响填充隔墙对整体结构的影响一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害5层变3层中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、
25、框架结构震害一、框架结构震害填充隔墙对整体结构的影响填充隔墙对整体结构的影响一、框架结构震害一、框架结构震害中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害一、框架结构震害填充隔墙对整体结构的影响填充隔墙对整体结构的影响中国建筑西南设计研究院有限公司CSWADIChina Southwest Architectural Design&Research Institute Corp.ltd.一、框架结构震害一、框架结构震害一、
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- 汶川 地震 引发 土木工程师 思考