《汶川地震看建筑结构抗震》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汶川地震看建筑结构抗震（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、从汶川大地震看 建筑结构震害主要内容1 地震及相关基本知识2 砌体结构震害及分析3 钢筋混凝土结构震害及分析4 木结构震害及分析5 钢结构震害及分析1 1 地震及相关基本知识地震及相关基本知识1.1 1.1 地震的一些基本概念地震的一些基本概念地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动 。地球内部发生地震的地方叫震源；震源在地面上的投影点称为震中；震中及其附近的地方称为震中区；从震中到地面上任何一点的距离 称为震中距。纵波（P波） 横波（S波）体波质点振动形式 地震波类型地震波振动示例backback类型运动特点速度、振幅P 纵振动与传播 垂直速度快 振幅小S 横振动与传播
2、 一致速度慢 振幅大R 瑞传播方向与 表面层法向 平面内播方 向逆进椭圆速度慢 振幅较大L 乐垂直传播方 向的水平面 内滚动前行速度慢 振幅较大二.按震源深浅分类浅源地震震源深度小于60千米的称为浅源地震。全世界85%以上的地震都是浅源地震。 中源地震震源深度在60至300千米的称为中源地震。深源地震震源深度在300千米以上的称为深源地震。地震分类一.按地震成因分类火山地震：由于火山爆发而引起的地震；陷落地震：由于地表或者地下岩层突然发生大规模陷落和崩塌而造成的地震；诱发地震：由于人工爆破,矿山开采及工程活动引发的地震； 构造地震：由于地球内部岩层的构造变动引起的地震(约占地震发生的90%)地
3、震震级是衡量一次地震释放能量大小的尺度，即表示地震本身大小的一种尺度。震级用M表示：M5 破坏性地震；M=78 强烈地震；M8 特大地震。地震烈度：指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度；由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但可以有多种不同的烈度。震中区的烈度称为震中烈度；震级M和震中烈度I0的关系：1.21.2地震震级与地震烈度地震震级与地震烈度无感 1室内个别静止中的人 感觉2悬挂物微动门、窗 轻微作响室内少数静止中的人 感觉3悬挂物明显摆动，器皿作响门、窗作响室内多
4、数人感觉。室 外少数人感觉。少数 人梦中惊醒43 （2-4）31 （22-44）不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架颤动 作响，灰土掉落。抹灰 出现微细裂缝室内普遍感觉。室外 多数人感觉。多数人 梦中惊醒56 （5-9）63 （45-89）河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒 水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头损坏个别砖瓦掉落 、墙体微细裂缝惊惶失措，仓皇逃出 613 （10-18）125 （90-177）河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软 土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏轻度破坏局部破坏 开裂，但不妨碍使用大多数人仓皇逃出 725 （19-35）250 （178-353 ）干硬土上亦有
5、裂缝。大多数砖烟囱严重破坏中等破坏结构受损 ，需要修理摇晃颠簸，行走困难 850 （36-71）500 （354-707 ）干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出 现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌严重破坏墙体龟裂， 局部倒塌，修复困难坐立不稳。行动的人 可能摔跤9100 （72-141 ）1000 （708-1414 ）山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大 多数砖烟囱从根部破坏或倒毁倒塌大部倒塌，不 堪修复骑自行车的人会摔倒 。处不稳状态的人会 摔出几尺远。有抛起 感1 0地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥 毁坏毁灭11地面剧烈变化，山河改观12个别：10%以下 少数：10%
6、50% 多数：50%70% 大多数：70%90% 普遍：90%以上速度加速度 其它现象 一般房屋 人的感觉烈 度基本烈度与地震区划基本烈度：指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件 下按一定的概率（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度。基本烈度是一个地区进行抗震设防的依据。地震区划：依据地质构造，历史地震规律，强震观测资料，采用地震 危险性分析的方法，计算出每一地区在未来一定时限内关于某一烈 度的超越概率，将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域的工作。设计地震分组是新规范新提 出的概念，用以代替旧规范设计 近震、设计远震的概念。在宏观烈度大体相同 条件下，处于大震级远离 震中的高耸
7、建筑物的震害 比中小级震级近震中距的 情况严重的多。设计地震分三组：对于类场地，第一、二、三组 的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s.6度近震6度远震7度近震7度远震地震区 地震亚区地震活动程度地震区地震亚区地震活动程度 台湾东部 西部强度大、频度高 频度略低青藏高原南部滇西南 腾冲 阿隆岗日 察隅墨脱 雅鲁藏布江强度大、频度高南海强度大、频度高青藏高原中部川滇 可可西里三江 西昆仑 托素湖强度大、频度高华南东海沿海 长江中下游 秦岭大巴山中等强度、频度较 低 东南沿海强度较大青藏高原北部宁夏龙门 山 祁连山 阿尔金强度较大、频度较 高华北华北平原 山西 阴山燕山强度大、频
8、度较高新疆中部北天山 南天山强度大、频度高东北强度小、频度低新疆北部阿尔泰强度大、频度高back中国地震烈度区划图汶川县大地震地震参数： 构造地震，震源深度:14km，震级: 8.0 。日本东北地区发生里氏7.2级地震，但人员伤亡和财产损失不大，这主要得益于完备的防灾体制、良好的防灾意识、坚固的房屋结构、较低的人口密度、地震发生在周末的清晨以及灾区天气状况良好这六大因素。 1933年以来汶川地震震中200公里范围内的历史地震 省界；断层；历史地震；本次地震 有地震记载以来，震中附近200km范围内发生过8次7级以上地震，最大的是1933年四川茂汶北迭溪7.5级地震，极震区为四川茂汶北迭溪，烈度
9、达到10度。 地震破裂过程动画： 此动画为汶川8.0级地震破裂过程，破裂时间80秒， 破裂长度216km， 破裂方向为北东229度。抗震规范中的震中区主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震 加速度和设计地震分组抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g：第一组：成都(除龙泉驿，清白江的5个市辖区)，乐山(除金口河外的3 个市辖区)，自贡(4个市辖区)，宜宾，宜宾县，北川，安县，绵竹，汶川， 都江堰，双流，新津，青神，峨边，沐川，屏山，理县，得荣，新都*第二组：攀枝花(3个市辖区)，江油，什邡，彭州，郫县，温江，大邑 ，崇州，邛崃，蒲江，彭山，丹棱，眉山，洪雅，夹江，峨嵋山，若尔盖 ，色达
10、，壤塘，马尔康，石渠，白玉，金川，黑水，盐边，米易，乡城，稻城，金口河，朝天区*第三组：青川，雅安，名山，美姑，金阳，小金，会理 抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g：第一组：泸州(3个市辖区)，内江(2个市辖区)，德阳，宣汉，达州，达 县，大竹， 邻水，渠县，广安，华蓥，隆昌，富顺，泸县，南溪，江安， 长宁，高县，珙县，兴文，叙永，古蔺，金堂，广汉，简阳，资阳，仁寿 ，资中，犍为，荣县，威远，南江，通江，万源，巴中，苍溪，阆中，仪 陇，西充，南部，盐亭，三台，射洪，大英，乐至，旺苍，龙泉驿，清白 江第二组：绵阳(2个市辖区)，梓潼，中江，阿坝，筠连，井研第三组：广元(除朝天区
11、外的2个市辖区)，剑阁，罗江，红原1.3 1.3 地震的破坏作用（震害现象）地震的破坏作用（震害现象）由地震的原生现象如地震断层错动，以及地震波引起的强 烈地面振动所造成的灾害。主要有：1、地面破坏： 如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；一、直接灾害：2、建筑物与构筑物的破坏： 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等； 3、山体等自然物的破坏：如山崩、滑坡等；二、次生灾害：二、次生灾害： 主要的次生灾害有： 1、火灾：由震后火源失控引起； 2、水灾：由水坝决口或山崩拥塞河道等引起； 3、毒气泄漏：由建筑物或装置破坏等引起； 4、瘟疫：由震后生存环境的严重破坏而引起。地 面 错 动地面裂缝、
12、桥梁断落这是2008年 6月14日在 日本岩手县 拍摄的在地 震中塌陷的路面。 滑坡由于堰塞湖泄洪，四川北川县城部分被洪水淹没为防止瘟疫发生而消毒2.1 概述砌体房屋：由粘土砖、烧结多孔粘土砖、粉煤灰中型实心砌块和混凝土 中小型砌块砌体通过砂浆砌筑而成的房屋。砌体房屋是我国当前建筑业中使用最广泛的一种建筑形式。在民 用建筑中约占90%以上，在整个建筑业中约占80%。传统的砌体结构多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑，通过内外墙的 咬砌达到具有一定整体性连接。楼板多采用预制钢筋混凝土空心板，梁 和其他构件亦多用预制装配构件。2 2 砌体结构震害及分析砌体结构震害及分析2.2 震害及其分析一、倒塌 1、
13、全部倒塌房屋整体性好，而底层强度不足时； 房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时； 2、上部倒塌房屋上层自重大，刚度差； 上层砌体强度过弱，整体性差时； 3、局部倒塌个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好 ，平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当 等；外纵墙脱开横墙而坍 塌是较常见的震害。上部倒塌二、裂缝抗剪承载力不足,产生裂缝,主要有“X”形、水平和竖向三种类型。1、 “X”形裂缝墙体在竖向压力和反复水平剪力作用产生的裂缝。常出现“X”形裂缝的位置： 与主震方向平行的墙体； 在横向，房屋两端的山墙； 在纵向，窗间墙。若主震方向与横纵墙成某一角度时，常在房屋的角部出现局部倒塌。2、 水平
14、裂缝大都发生于外纵墙窗口的上下皮处。当房屋纵向承重，横墙间距大而屋盖刚度弱时，纵墙出平面 受弯产生水平裂缝。3、 竖向裂缝大都发生于横纵墙交接处或变化较大的两部体系的交接处。三、其它破坏楼梯间的墙体一般震害较重。横墙间距小，抗剪刚度大；1、楼梯间破坏原因是： 空间刚度较小； 墙体有削弱等；突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间等）、烟囱、女儿墙等 ，由于“鞭梢梢效应”引起破坏。2、房屋附属物房屋附属物的破坏比下部主体结构破坏严重。6度区有所破坏， 7度区普遍破坏，8-9度区几乎全部破坏或倒塌。3、楼板 楼板是地震时传递水平地震作用的主要构件。对于预制板楼板、楼盖，由于整体性较差、板缝偏小混凝土 灌
15、缝不够密实，地震时易于拉裂。9度以上地区，由于墙体开裂、 错位、倒塌引起楼板、楼盖掉落。预制板端部搁置长度过短或无 可靠的板与板及板与墙的拉接措施，也造成震害。楼 梯 间 破 坏顶部“鞭梢效应”楼板掉落大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：1923年日本关东大地震，东京约有砖石结构房屋7000栋，几乎全部 遭到不同程度的破坏。1948年原苏联阿什哈巴德地震，砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到 70%-80%。1976年唐山地震，对烈度为10度、11度区的123栋2-8层砖混结构房屋调查，倒塌率为63.2%，严重破坏为23.6%，尚能修复使用的4.2%，实际破坏率达95.8%。抗震性能差的原因：1
16、、刚度大、自重大，地震作用也大；2、砌体材料质脆,抗剪、抗拉、抗弯强度低,地震作用下极易出现裂缝； 3、受施工质量的影响较大;如砂浆不饱满,易出现裂缝,减弱抗震性能。 若能针对砌体结构的弱点进行合理设计，采用适当的构 造措施，确保施工质量，砌体结构的抗震性能是能够得到改 善的。从震害调查可见：经抗震设防可减轻砌体结构的震 害，减少严重破坏和倒塌率。0.00.09.819.570.7倒塌严重破坏中等破坏轻微破坏基本完好0.023.529.435.311.8倒塌严重破坏中等破坏轻微破坏基本完好天津市8度区经7度设防的74年通用住宅震害统计（%）唐山地区8度区多层砖房的震害统计（%）3 钢筋混凝土结构震害及分析多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架-抗震
