【布丁话结构】结构工程师如何强化建筑抗震性能（震害现场实例）

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超过烈度设防情况下，各类结构均会有损毁

汶川地震破坏力巨大，都江堰市原抗震设防烈度为7度，而地震引发的烈度为8～9度。一般认为抗震性能较好的全现浇钢筋混凝土剪力墙结构，其平面两端的连梁、端部墙也遭到严重破坏。相关推荐：你家的房子可以经得起几度地震


　多层框架结构受损严重　







多层框架结构是受破坏最为严重的。南方城镇常见的底层商铺、上层住宅的形式导致上层隔墙较多，底层较为空旷，因而造成填充墙被严重破坏、柱子严重变形。


　柱头、柱底受到剪切破坏　










柱头和柱底是易于发生破坏的部位。柱顶的局部剪切作用非常明显，几乎是地震灾区最为常见的结构破坏标志。

柱底部变形通常为灯笼状。图中这个例子，原箍筋不均匀，间距较大，粒径较大且光滑的卵石也不适宜作为粗骨料浇筑混凝土。


　填充墙破坏严重　








填充墙的存在，改变了结构的一些受力形态，颠覆了原有的强柱弱梁、框架剪切力等概念，因此特别容易受损。

构造做法的不规范也导致了破坏的产生。如后来砌筑的墙体，横墙和翼墙之间没有设马牙槎等拉结措施。

窗间墙、窗下墙结构破坏严重。

无翼墙填充墙因为没有支撑，被严重破坏。

填充墙竖向刚度不均匀造成的安全隐患普遍存在。此图显示在竖向变化处造成的柱顶破坏（因二层开洞而上部全为实墙，破坏就发生在开洞位置）


　楼梯间损毁严重　

楼梯间损毁严重是地震中的一个显著现象。楼梯一般被作为竖向承重构件，其抗震措施没有得到足够重视。实际上，楼梯处于上下两层之间，受力情况类似于交叉支撑，地震中变形非常大，楼梯拉断的情况很多。

楼梯间的填充墙大量倒塌，造成了严重人员伤害。

楼梯板及其面层从中间拉裂。

楼梯板拉断错位，移动了近一个台阶的宽度。


　地下室相对完好　

相对楼梯间，地下室则保持了震后完好。地下车库基本没有损毁，原因是受到周围土壤的约束作用，变形较小。


　底层框架产生明显的塑性变形　

有些建筑柱头柱脚均发生明显损坏，底层框架产生明显的塑性变形，有些甚至丧失了承载力，建筑出现了整体平移。


　防震缝处破损普遍　

防震缝应对地震力的能力有限，防震缝之间结构碰撞，导致装修材料损毁。有些防震缝内的填充刚性材料，因而局部破坏明显。


　地震方向性对破坏程度影响明显　

这座房屋外观破坏不明显，而内部破坏严重，其中纵墙较为完好，而横墙大量损毁，说明地震的方向性非常强。


　金属幕墙体系保持完好　

相对于填充墙，在建筑内部损毁严重的情况下，金属幕墙及小面积玻璃幕墙仍保持完好，说明金属幕墙适应变形的能力比较强。


　预制楼板损毁严重　

大量倒塌的房屋是预制楼板、砖混结构的建筑。由于很多房屋是按照旧有规范设计的，没有构造柱。房屋倒塌后，大量预制板悬挂在墙上是灾区的普遍现象。胡子筋没有起到圈梁的作用，当地预制板规格较长，现浇带往往只有几厘米宽，水平拉结不规范，没有形成真正的边框。

房屋中间的一部分完全坍塌，只留下局部矗立着。


　横墙数量对于结构的影响很大　

一栋较为老旧的混合结构房屋。底商由成排的横墙分隔开，由于横墙数量多，震后仍然较完整，而纵墙开裂很多。


　鞭梢效应　

鞭梢效应导致屋顶局部的装饰性结构倒塌，有些地方甚至出现整体飞落的情况。（提醒建筑师，以后这些悬挑的突出的没用的架子，少做啊）


　一座新建住宅楼的受损实例　

这是都江堰附近一个刚刚建成尚未入住的小区，集中体现了各种典型地震破坏。上图显示因底部为商铺采用框架结构，造成底部空旷而形成刚度突变的破坏状况。

钢筋混凝土结构由于底部空旷形成刚度突变，发生剪切变形。其底部柱头的变形量很大。

底层填充墙完全碎裂

由于设计中未能实现强柱弱梁，梁的高度较大，而柱尺寸较小，这是多层建筑中容易出现的问题。


　不同材料造成结构刚度变化大　

建筑底层车库采用混凝土墙体，强度大，上部空心粘土砖刚度大，填充墙保持完好，在二层结构处塌毁。


　大跨度结构抗震性能良好　

某体育馆，其桁架保存非常完整，仅在外侧屋角有构件损坏，说明屋盖的支撑结构仍须加强。



　老旧房屋破坏严重　

灾区外观老旧的房屋一般破坏较为严重，其中多为砖混结构。

混凝土框架结构二层局部倒塌，相对于整体现浇楼板，预制楼板承载力差，因而难以承受

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