从汶川地震看结构抗震设计
从汶川地震中桥梁震害看现行国内外桥梁抗震设计方法_二_抗震设计与构造
第27卷 第10期2010年10月公 路 交 通 科 技Journal of H i gh w ay and T ranspo rtati on R esearch and D eve lop m entV o l 27 N o 10O ct .2010收稿日期:2009 05 07基金项目:国家自然科学基金项目(重点项目90815027)作者简介:贡金鑫(1964-),男,河北衡水人,教授,博士生导师,研究方向为钢筋混凝土结构抗震 (gong_j x vi p @eyou co m )文章编号:1002-0268(2010)10-0035-12从汶川地震中桥梁震害看现行国内外桥梁抗震设计方法(二)抗震设计与构造贡金鑫,张 勤,王雪婷(大连理工大学 结构工程研究所,辽宁 大连 116024)摘要:结合汶川地震桥梁的破坏情况,在文献[1]的基础上,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等规范的抗震设计方法进行了分析。
对于能力设计,我国规范、美国Ca ltrans 规范采用的超强系数相同,欧洲规范采用的值较大且考虑了轴压比的影响。
在延性要求、强度和变形验算方面,各规范的规定差别很大,考虑到过大的残余变形修复比较困难,日本规范规定了震后要求的最大残余变形。
在钢筋构造方面,美国规范对纵向和横向钢筋最小配筋率的规定比较简单,我国、欧洲和新西兰规范的规定考虑了轴压比的影响,欧洲规范和新西兰规范还对纵向钢筋不被压屈提出了要求。
在其他抗震措施方面,各规范的规定也有很大不同。
关键词:桥梁工程;抗震;比较;规范中图分类号:U 442 5+5 文献标识码:ACo mparati v e S tudy on B ri d ge Se i s m ic Desi g n Approaches in D ifferent Specificati o nsBased on Survey of D i s aster inW enchuan Earthquake (2)Se is m ic D esign and StructureGONG Ji n x in ,Z HANG Q in ,WANG Xueti n g(Instit ute o f Structural Eng i nee ri ng ,D a li an U n i versity o f T echno l ogy ,Da li an L iaon i ng 116024,Chi na)Abstr ac:t Follo w ed the observation o f bridge da m age i n W enchuan earthquake ,a co m parative study ,wh ich put e m phasis on seis m ic desi g n approaches i n specificati o ns o fCh i n a ,Japan ,USA,Euro and N e w Zea land ,w as m ade based on Reference [1].It is indicated that (1)For capab ility desi g n ,the overstrength factor is the sa m e i n Ch i n ese specification and in US Ca ltrans specification ,and the larger overstrength factor is adopted consi d eri n g t h e infl u ence of ax ial co m pression ratio i n Eur ocode .(2)There ex ists great difference for the requ ire m ents of ductility ,streng th and defo r m ation in the specifications ,a m ax i m um residua l defor m ation requ ire m ent pr oposed in Japanese spec ification consi d eri n g the d ifficu lty to restore the excessi v e resi d ual defor m ation after quake .(3)Fo r deta ils o f re i n force m en,t the m i n i m um requ ire m ents o f transverse and long itudina l reinforce m ents are si m pler i n U S spec ifi c ation .The m i n i m um require m ents of re i n f o rce m ents depend on ax ia l co m pression rati o are specified i n Ch i n ese specification ,Eurocode and N e w Zea land m anua.l To prevent the long it u dina l reinforce m ent fro m bulking ,specific suggesti o ns are m ade i n Eurocode and N e w Zea land m anua.l (4)There are other d ifferences o fm easures to avo i d bri d ge being da m aged .Key wor ds :bri d ge eng ineeri n g ;earthquake resistance ;co m parison ;specificati o n公路交通科技第27卷0 引言文献[1]结合汶川地震桥梁的震害,对我国、日本、美国、欧洲、新西兰等国家和地区桥梁的抗震设防标准和地震作用计算方法进行了分析,本文将在该文的基础上,进一步讨论各国的桥梁抗震设计方法和构造措施。
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议[引言]汶川大地震后，福建省设协结构与抗震专业委员会组织结构专家到成都、彭州（彭州市区、通济镇、白麓镇、小鱼洞）、都江堰、绵竹市、汉旺镇等地进行震害调查，涉及的结构型式有钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、砌体、排架、钢结构等，为了认真总结震害经验教训，分析结构的破坏机理，提出设计的改进建议，对新建筑的设计有重要的指导意义。
一、汶川地震基本参数：根据地震部门提供的数据，这次地震的基本参数如下：震级M8.0，断层为龙门山断裂，震源深度14KM，断裂长度185KM（主震），烈度分布6~11度。
这次地震震害给人的总体感觉，随地形分布，西北高震害严重，东南底震害较轻。
二、典型震害及实景照片：图1都江堰都江之春楼盘有一幢纯框架结构的七层建筑，底层空旷，上部有隔墙，图2楼梯梯板拉裂的震害图3 水泥厂结构的震害图4 白鹿镇中学在地震断裂带两侧教学楼的震害图5 都江堰都江之春楼盘底层柱破坏图6 汉旺镇东方汽轮机厂，框架结构的办公楼隔墙震害图7 汉旺镇东方汽轮机厂单层厂房震害图7 小鱼洞大桥的震害三、结构概念设计问题：1、多道抗震防线：结构必须有多道抗震防线，这是抗震设计中非常重要的一个基本概念。
在这次汶川地震中也充分表现出来，有些建筑倒塌，而有些建筑不倒，下面从空旷建筑倒塌来看结构有多道抗震防线的必要性：这次震害学校教学楼较为严重，一般说来，钢筋混凝土框架结构的抗震性能要优于砌体结构，但这次震害表明空旷的学校（框架结构）教学楼倒塌（如映秀镇漩口中学教学楼，建于2007年3月），而附近的4层砌体结构办公楼，尽管破坏非常严重，但并没倒塌。
为什么在强震作用下，性能比较好的钢筋混凝土框架结构反而不如抗震性能相对较差的砖混结构？其主要原因就是纯框架结构只有一道防线，在大震时，一旦这道防线突破，结构就丧失了全部的承载力而倒塌；而砌体结构住宅和办公楼，由于小开间布置，纵、横墙体较多，按照规范设置构造柱和圈梁，其整体性和延性较好。
房屋结构与地震的关系
从震害谈房屋建筑的抗震性能来源：考试大 2010/1/12 【考试大：中国教育考试第一门户】模拟考场视频课程字号:T T2008年5月12日，在四川省汶川县发生的地震造成了巨大的人员伤亡和财产损失，也使得人们对日常居住的房屋，以及整个社会生活所涉及的各种公共建筑如办公楼、学校、医院、商场等的安全性有了更多关注。
那么我们现在居住或使用的房屋在地震中是否安全呢？从抗震性能看房屋建筑的工程抗震设计地震的危害性非常大，建筑物的抗震性能就显得尤为重要。
目前我国抗震设计的目标是“小震不坏，大震不倒”。
即当地震烈度小于设防烈度时，房屋应基本完好；当地震烈度大于设防烈度时，房屋建筑即使产生较大破坏，也应保证不出现即时的垮塌，以使人员能够有逃生的时间。
我国目前房屋建筑的结构形式主要有：以砖石为主要建筑材料的砌体结构；以钢筋混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架——剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构；以钢材为主要建筑材料的钢结构框架以及钢与钢筋混凝土的组合结构。
其中，住宅多为砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构；公共建筑由于需要较大空间，一般为框架结构或框架——剪力墙结构。
砌体结构和框架结构多见于多层建筑从抗震性能的角度分析：砌体结构由于由砖、石等砌筑而成，砌块之间的连接较差，虽然设置了钢筋混凝土构造柱、圈梁等加强措施，但当遇到强震时，在水平和竖向交替振动作用下，砌块之间的连接容易被破坏，导致砌体松散，竖向受力构件破坏，建筑物垮塌；相比之下，框架结构能够提供较为宽敞的使用空间，有利于建筑功能的组织和分割，但其抗侧刚度较弱，在强震作用下易出现较大位移，导致结构产生较严重破坏，因此也属抗震不利结构。
钢筋混凝土剪力墙结构多用于多高层住宅钢筋混凝土剪力墙结构有较大的抗侧刚度，在地震作用下位移较小。
经过抗震设计的剪力墙结构，在大震作用下，破坏会局限于门窗洞口处出现裂缝，即使墙体开裂，各墙肢也可支承楼板，不会发生大规模的垮塌。
汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策
工程抗震与加固改造２００９年１０月度。
由此可见，部分地区的实际地震烈度已达到本地区设防水准的罕遇地震，部分地区则大大超过当地设防水准的罕遇地震。
从各地的震害看，经过抗震设计的房屋基本上经受住了地震考验。
在中低影响烈度区，如德阳市、绵阳市和广元市，影响烈度虽然已达到设计的罕遇地震，但建筑物基本完好或轻微破坏。
而高影响烈度区，影响烈度达到或超过设计罕遇地震的地区，如都江堰市，有一些建筑倒塌或严重破坏，倒塌建筑分散，没有出现集中大面积倒塌的现象。
在震中区的北川县和映秀镇，地震影响烈度高达１１度，全部倒塌和部分倒塌的建筑数量较多，但仍可看倒数量不少的未倒塌房屋，这些房屋为研究特大地震时房屋的抗倒塌，提供了很好的案例。
在倒塌和严重破坏的结构中，钢筋混凝土框架结构一直是被认为抗震性能较好，因此其破坏倒塌的原因受到结构工程师的格外关注。
本文通过框架结构震害介绍和分析，探讨汶川地震中钢筋混凝土框架产生倒塌和破坏的原因以及解决办法，以期对设计人员有所帮助。
２框架结构震害震区的框架结构用于商业建筑、办公楼、学校教学楼和住宅，总体看框架结构表现良好，特别是高层框架发生倒塌破坏的很少。
如都江堰国堰宾馆为１２层框架结构（图１），地震中结构只是柱头和梁端上有些裂缝，填充墙部分损坏，而它抵御的是８～９度的实际地震烈度。
３。
６层的低层框架的表现不如高层框架，出现了多种破坏类形。
图１都江堰国堰宾馆Ｆｉｇ．１ＧｕｏｙａｎＨｏｔｅｌｉｎＤｕｊｉａｌｉｇｙａｎ２．１框架结构整体倒塌图２为都江堰市完全倒塌的３层框架，调查发现，框架柱截面较小，梁截面较大，同时梁中的配筋明显比柱中配筋大得多（图３）。
图４为底部１—２层倒塌的５层框架结构，该建筑临街，底层层高较高，作为商业用房，比较空旷，２层以上为居民住宅。
图５为６层单跨框架，２～５层近一半倒塌，这种结构形式在２００１年颁布的高规中已明文规定不宜采用。
图２完全倒塌的３层框架Ｆｉｇ．２ＩｎｔｅｇｒａｌＣｏｌｌａｐｓｅｏｆｔｈｒｅｅｓｔｏｒｙｆｒａｍｅ图３倒塌框架梁柱节点Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｊｏｉｎｔｏｆｃｏｌｕｍｎａｎｄｂｅａｍｏｆｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｆｒａｍｅ２．２框架结构产生薄弱层破坏这是本次地震中框架破坏数量较多一种形式。
从汶川地震灾害看钢结构在地震区的应用3篇
从汶川地震灾害看钢结构在地震区的应用3篇从汶川地震灾害看钢结构在地震区的应用1从汶川地震灾害看钢结构在地震区的应用2008年5月12日，四川汶川发生了一次破坏性极强的地震灾害，造成数万人死亡或失踪，成千上万房屋倒塌。
这次地震给我们敲响了警钟，提醒我们在建造房屋时要更加重视抗震性能。
而钢结构，作为一种新型的轻型建筑体系，具有良好的抗震性能，为地震区的建筑提供了更好的解决方案。
钢结构有着许多优点，比如轻质、强度高、施工方便、可重复利用等，这些优点使其在抗震方面表现尤为突出。
首先，钢结构的重量轻，自重小，是混凝土结构的1/5，与砖木结构相比也轻了很多。
这就是说，对于相同的建筑面积，钢结构所需的基础就可以更小，从而使受震面积更小，所需钢材和混凝土的使用量也更小，降低了成本，提高了抗震能力。
其次，钢结构的强度高，大大减轻了在地震中结构的变形与破坏。
虽然由于钢的刚性大，在强烈地震中仍然会发生破坏，但钢结构有利于控制这样的破坏，避免像混凝土结构一样突然坍塌，能够给人们留出更多逃生时间。
再者，钢结构的施工方便，能够在较短时间内拼装成型，而且已充分的预制装备，不容易出现质量问题，满足现代追求效率的需求。
在汶川地震中，许多钢结构房屋表现出良好的抗震性能，例如成都金牛区的方圆8号、德阳泰康之家等。
这些钢结构的建筑因为具有良好的抗震性能，所以在地震中显示出了钢结构的优越性。
事实证明，采用钢结构设计的建筑因为自重较小、刚度高，能够提高建筑物的抗震性能，并且避免了很多人员和财产的损失。
然而，钢结构的应用还受到了一些限制。
首先，钢材价格较高，造成了建筑成本的提高，一些开发商可能没有考虑到其带来的收益。
其次，钢结构需要专业的施工队伍，对施工人员的技术要求较高，施工难度也比较大。
另外，一些农村地区缺乏对钢结构的认识和了解，致使其应用和推广程度不高。
总的来说，钢结构作为一种新型的轻型建筑体系，具有良好的抗震性能，为地震区的建筑提供了更好的解决方案。
汶川地震建筑震害启示抗震概念设计
汶川地震建筑震害启示抗震概念设计一、本文概述本文旨在深入探讨2008年汶川地震中建筑震害的教训，并从抗震概念设计的角度提出改进措施。
汶川地震是中国历史上一次极为严重的自然灾害，其破坏力之大、影响范围之广，使得大量建筑物遭受了不同程度的损坏。
这一事件不仅带来了巨大的经济损失，更对人们的生命安全造成了严重威胁。
因此，从汶川地震的建筑震害中汲取教训，对抗震概念设计进行深入研究，对于提高我国建筑结构的抗震性能、保障人民生命财产安全具有重要意义。
本文首先回顾了汶川地震的基本情况，包括地震的震级、烈度以及受灾地区的情况。
接着，分析了地震中建筑物破坏的主要原因，包括建筑结构设计的不足、材料性能的不稳定、施工质量的问题等。
在此基础上，文章重点探讨了抗震概念设计在减少建筑震害中的作用，包括合理的结构选型、优化的材料选择、科学的施工方法等。
文章提出了改进抗震概念设计的建议，以期为我国未来的建筑抗震设计提供参考。
通过本文的研究，我们期望能够更深入地理解抗震概念设计在减少建筑震害中的重要性，为我国的建筑抗震设计提供有益的启示和建议。
我们也期望通过不断的实践和研究，不断提高我国建筑结构的抗震性能，为人民的生命财产安全提供更加坚实的保障。
二、汶川地震建筑震害回顾2008年5月12日，四川省汶川县发生的0级大地震，给中国人民带来了巨大的灾难和损失。
在地震中，大量建筑物遭受了不同程度的震害，其中不乏一些按照现行抗震规范设计的建筑物。
这一事实使得我们必须深入反思和重新审视我们的抗震设计理念和方法。
汶川地震震中所在的映秀镇，大量建筑物遭受了毁灭性的破坏，其中包括一些被认为是按照抗震规范进行设计的建筑。
许多建筑物在地震中出现了严重的倒塌、开裂和变形等现象，给人们的生命和财产安全带来了严重威胁。
震害调查表明，汶川地震中的建筑震害主要表现为以下几个方面：一是建筑物的整体倒塌，这主要是由于结构体系不合理、构件连接不牢固等原因造成的；二是建筑物的局部破坏，如墙体开裂、楼板垮塌等，这主要是由于材料性能不足、构造措施不当等因素引起的；三是建筑物的震后功能失效，如水电设施损坏、电梯停运等，这主要是由于设备设施抗震能力不足导致的。
从汶川地震震害看结构抗震设计的一些问题
第 ９期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ ＯＧ Ｆ Ｒ ＡＴＯＮ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ ＯＬ ＹＩ Ｏ Ｍ Ｉ Ｎ
Ｏ建筑 与工程 ０
科技信息
从汶川地震震害看结构抗震设计的一些问题
徐吉 华 ’ 代元 军 。 （． １即墨 市城 市建设 开发有 限公 司 山东 即墨 ２ ６ ０ ６ ２ ０： ２青 岛理 工大 学建 设工程 监理 咨询公 司 山东 青 岛 ２ ６ ３ ． ６ ０ ３）
１ 砖 混 结 构
不能嫌费事把“ 子筋” 掉。 胡 剪 ２３ 用 这 样 的 板 是 谁 的 过 错 ．
１１ 设 置 圈 梁 和 构造 柱 的必 要 性 ． 在 汶 ＪＩ 区废 墟 中 ， 看 到 一些 预制 板 的断 口处 ， 筋 就 像 铁 丝 ， Ｉ 震 还 钢 地 震 前 的 唐 山 大 量 采 用 没 有 任 何 抗 震 措 施 的 粘 土 砖 和 天 然 石 砌 稀 稀 拉 拉 没 几 根 ； 些 板 的 断 口连 钢 筋 都 很 难 找 出 。这 到 底 是 设 计 图 有 体 结 构 ， 种 松 散 的 堆 积 墙 体 地震 中 大都 飞 散 、 塌 ， 下 来 还 未 倒 塌 上 就 这 么 画 的 。 是 施 工 时 偷 工 减 料 ？ 这 倒 剩 还
的 房 子 也 破 坏严 重 。此 后 一直 强 调采 用 构 造 梁 、 提 高砖 混结 构 的整 柱 体 性 ， 止 产 生 严 重震 害 。 汶 川 地震 中还 是 发 现 大 量 不 设 构 造梁 、 防 但 柱 ３ 框 架 结 构 的砖 混 建 筑 。 ３１ 慎 用 单 跨 框 架 ． 构 造 粱 柱 还 要 有 足 够 的截 面 尺 寸 和 配 筋 ， 否 则 地 震 时 很 容 易 破 单跨 框 架 两 根 柱 子 一 排 梁 ， 是最 简单 的结 构形 式 。用 于 教学 楼 可 断 ， 失拉结 、 束砖墙的功能。 丧 约 以 两 边 通 风 采 光 ， 个 悬 挑 外 廊 可 以让 孩 子 们 进 行 户 外 活 动 ， 以 常 加 所 １ 加 强 纵 横 墙 拉 结 ． ２ 见 于 中小 学 教 室 ） 但 是 这种 结构 形 式 没 有 多 道 防 线 ， 根柱 子破 坏 ， 。 一 除 了 圈 梁对 所 有墙 体 起 拉 结 作 用 外 ， 横 墙 交 会 处 的拉 结 构 造 措 纵 框 架 马上 倒 塌 。汶 Ｊ 地区 中 小学 很 多这 种 教 学 楼 在 地 震 中破 坏 严 重 ， Ｉ Ｉ 施 也 非 常 重 要 。 横 墙应 设 马牙 槎 ， 即沿 端 部 砌 成 凹 凸形 ， 人 纵 墙 内 。 伸 甚 至全 部 倒 塌 ． 能 与 此 相 关 。 些教 学 楼 的外 廊 改 悬 挑 为 柱 子 支承 ， 可 有 还要设置拉 结钢筋 ， 结钢 筋宜每六皮砖 一道 ． 少两根 ６ ｍ 钢筋 ， 拉 至 ｍ 单跨框架变为双跨 ， 况就好得多。 情 伸 人 砖 缝 长 度 不 少 于 ４ ０ ｍ。 ０ｒ ａ 横 ３２ 柱 子 截 面 不 能 太 小 － 墙 ， 震 时 纵 墙 向外 倒 塌 。横 墙 、 子 设 置 拉 筋 伸 入 纵 墙 或 山墙 是 有 地 柱 业 主和 建 筑 师 总 是 要 求 柱 子 截 面越 小越 好 ，钢筋 可 以让 多 加 ， 尺 效的连结方式 ， 如果 有 这样 的措 施 ， 害 大 概 可 以避 免 。 震 寸却 是 没 得 商 量 。 唐 山 、 湾 、 神 等历 次 强 震 中柱 子 的 破 坏 分 析来 从 台 阪 １３ 尽 量 避 免 纵 墙 承 重 － 看 ， 面 过小 ， 压 比过 大 是 一 个 主 要原 因 。汶 川 地 震 同样 如 此 。 塌 截 轴 倒 在 住 宅 楼 中 预 制 板 搭 在 外 纵墙 上 ， 常见 的 做 法 ， 这 不 是 好 的 是 但 框 架 的废 墟 中可 以发 现 折 断 的 细 细 的 柱 子 。 架 柱 截 面 太 小 直 接 的 结 框 支 承方 式 。纵 墙 是 砖 混 结 构 中 的 薄 弱 环 节 ， 上 所 述 ， 非 常 容 易倒 如 它 果 是 柱 头压 碎 和 底 层 柱 压 塌 、 部 楼 层 坠 落 。 上 塌 。 山 地震 已 有深 刻 的教 训 ， 次 汶 川 地 震 中又 再 次 出现 。 了 设 置 ３３ 柱 子 配筋 配 箍 必 须 按 规 范 要 求 唐 这 为 ． 教 室 、 议 室 等 大 空 间 ， 往 以混 凝 土 大 梁 代 替 横 墙 ， 端 搁 在 纵 墙 会 往 梁 有些 框 架 柱 不 仅 截 面 小 ， 且 就 四根 细钢 筋 ， 上 几 道 又细 又 稀 而 加 上 。这 种 单 摆 浮 搁 的 支 承 方式 加 上纵 墙 常常 震 裂 震 散 ， 容 易 导致 楼 很 的 箍 筋 。这 种 弱 柱 是 不 可 能 抵 抗 巨 大 的 地 震水 平 力 的 。 面 坠落 。 ３ ． 强震 下框 架 结 构 位 移 过 大 ４ 震 区一 些 学 校 教 学 楼 ＿－ 到 底 ， 怕 与 采用 纵 墙 抬 梁 的 结 构 体 系 垮 恐 在 烈 度 超 过 ９度 的极 震 区 （ 秀 镇 、 川 已 达 １ 映 北 Ｏ度 以 上 ）， 框 纯 有 关 。早 在 唐 山 地 震 后 就 总 结 过 这个 教训 ， 出 了 大 梁 应 设 混凝 土 柱 提 架 结 构 已 经 无 能 为 力 ， 向位 移 大 于 １ １０ ， 近倾 倒 。 侧 Ｐ５ 临 支 承 的措 施 。 此 相 似 ， 用单 柱 内框 架 也要 特 别 慎 重 从 事 ， 为 一条 与 采 因 有些 框 架梁 跨 度 大 ， 向荷 载 也 大 ， 截 面 尺 寸 远 大 于 柱 ， 筋 也 竖 其 配 腿 独 立 ． 决 不 了两 头 垮 塌 的 问题 。 解 很 强 强 柱 弱 梁 这 一 个 抗 震 的基 本 要求 难 以实 现 。结果 就 是 梁 损 坏 较 １ ． 底 框 多 层 住 宅 ４ 轻 ． 柱 子 全 部 毁掉 ， 面平 行 坠 落 。 而 楼 汶 川 地 震 中底 框 表 现 各 有 不 同 ， 取决 于 底层 框 架 刚 度 降 低 是 否 在
地震对建筑结构设计产生的影响
地震对建筑结构设计产生的影响房屋建筑是人们活动和生活的主要场所, 加强抗震设计势在必行, 体现以预防为主的设计思想, 达到“小震不坏, 中震可修,大震不倒”的设防目标。
建设工程只有在抗震设防、抗震设计和施工质量这三方面都符合要求, 才能确保建筑工程具备合理的抗御地震的能力。
标签：地震预报；地震破坏现状；施工；设计强化措施1 建筑在设计中值得注意的问题要实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标就得要在房屋的勘察设计阶段就进行预控。
首先就要考虑提高结构的延性问题。
1.1 震害中部分现象列举从5·12汶川特大地震中的几个重灾区的建筑物破坏现象来看, 主要有以下几种情况: 承重墙交叉斜裂缝; 竖向构筑物外闪折断; 楼梯塔楼、烟囱顶部折断或倒塌( 鞭稍效应) ; 建筑物顶层塌落; 建筑物底层完全破坏; 底层框架柱破坏; 柱子出现铰; 剪力墙连梁出现交叉斜裂缝破坏; 框架柱边柱混凝土破坏; 楼梯水平断裂和梯梁断裂; 框架结构填充墙上部斜砖位置框架柱破坏; 底层有门面房的建筑出现扭转破坏等等。
从上述现象来看, 基本上都是规范规定应该加强设计和构造措施的地方。
也有一些新的破坏现象发现, 如楼梯水平断裂和梯梁断裂、框架结构填充墙上部斜砖位置框架柱破坏等( 其破坏原理将在后面论述) , 从这些现象都可以看出加强结构延性的重要性。
1.2 设计中延性设计应该强化的地方1.2.1 对连梁交叉斜裂缝现象的延性考虑《混凝土结构设计规范》( GB 50010—2002) 在11.7.8 说明了多肢剪力墙的承载力和延性与洞口连梁的承载力和延性有很大关系。
为了避免连梁产生受剪破坏后导致剪力墙延性降低, 规定跨高比大于2.5 的连系梁, 除应满足正截面抗震承载力要求外, 还必须满足抗震受剪承载力的要求。
对跨高比不大于2.5 的连系梁, 因目前试验研究成果不够充分, 其构造要求更应该加强, 试验表明, 在剪力墙洞口连梁中配置斜向交叉钢筋对提高连梁的抗震性能效果较为明显。
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与此相似，采用单柱内框架也要特别慎重从事，因为一条腿独立，解决不了 两头垮塌的问题。
从汶川地震看结构抗震设计 的一些问题
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中国建筑科学研究院
赵西安
( 100013 北京 )
提
要 ： 从汶川大地震的建筑震害中可以总结不少经验教训。其中包括结构的
合理选型和合理布置；加强混合结构的整体性；框架结构的多道设防；
图 32 德阳宏达化工厂的车间
图 33 汉旺东方汽轮机厂重屋盖坠落
相反，钢屋架加轻质复合屋面板的新型屋面系统，震后完好。东汽采用轻型屋面 的车间很快恢复生产，赢得了时间。
6
钢结构
6.1 轻钢结构 一些轻钢结构支承的采光顶基本完好，地震影响不大。采光顶重量较小可能是 主要原因（图 34）。
6.2 一般钢结构 厂房钢屋架这次遭受烈度一般不超过 10 度，抗震性能良好，没有明显震害。但 是屋盖支撑和柱间支撑屈曲失稳的很多，看来长细比控制还要从严（图 35）。
图 10 墙飞了，几层现浇板贴在一起更 没法救人（唐山地震）
图 11 汶川，板的一端墙没了就掉 下来，另一端有墙就挂着。
汶川同样是这样，震害说明：不管是预制板还是现浇板，砸人是板，凶手是墙；墙 在板在，墙倒板完。许多事例说明了“墙不倒，板不掉”的规律（图 11~图 15）。
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除了圈梁对所有墙体起拉结作用外，纵横墙交会处的构造措施非常重要。横 墙应设马牙茬，还要设置拉结钢筋。拉结钢筋宜每六皮砖一道，至少两根 6 毫米 钢筋，伸入砖缝长度不少于 400 毫米。
不设凹凸马牙接茬，横墙根本拉不住纵墙，地震时纵墙向外倒塌（图 4）。
图 4 横墙没有拉住纵墙，纵墙向外倒塌
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图 12 墙在，预制板就在
图 13 墙裂了，板也下不来
图 14 墙这么薄，预制板还是好好的
图 15 墙倒了，那就什么也别说了
3.2 要加强楼面的整体性 虽然问题在墙上，但还是要加强楼面的整体性和楼板与墙的拉结，多一道设防总
好一些。预制板要拉开板缝，放入 6 毫米的钢筋，用好混凝土灌缝，绝不能填建筑垃 圾充数；板端要有足够的拉筋伸入墙内，不能嫌费事把“胡子筋”剪掉或打弯。
纵墙搁大梁
纵墙搁预制板 图 7 当年唐山地震纵墙表现不佳
2.4 底框多层住宅 汶川地震中底框表现各有不同，取决于底层框架刚度降低是否在允许范
围内，还取决于合理进行配筋使底框有足够的抗剪承载力和位移能力。 有些底框倒塌，使原先的二层变底层；但也有不少底框表现良好，经受
了地震的冲击（图 8）。
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图 22 汶川中学细细的 柱子
图 23 汉旺东汽中学框架倒塌
框架柱截面太小直接的结果是柱头压碎和底层柱压塌、上部楼层坠落。
图 24 汉旺东汽多层框架柱头压碎
图 25 北川中学底层柱压碎，四 层教学楼变三层
4.3 柱子配筋配箍太少 有些框架柱不仅截面小,而且就四根细钢筋,加上几道又细又稀的箍筋。这种
图 16 断口只露出一根断钢筋
图 17 钢筋在哪，实在找不着
4
框架结构
4.1 慎用单跨框架 单跨框架两根柱子一排梁，是最简单的结构形式。用于教学楼可以两边通风
采光，加个悬挑外廊可以让孩子们户外活动，所以建筑师特别喜欢用于中小学教室。 但是这种结构形式没有多道防线，一根柱子破坏，框架马上倒塌 。汶川地
能为力，侧向位移可大于 1/150，临近倾倒（图 28、图 29）。
图 28 汶川漩口中学框架严重变形 图 29 两层框架大侧移
有些框架梁跨度大，竖向荷载也大，其截面尺寸远大于柱，配筋也很强。强 柱弱梁这一个抗震的基本要求难以实现。结果就是梁损坏较轻，而柱子全部毁掉， 楼面平行坠落（图 30、图 31）。从图中可见，梁大柱小，梁强柱弱，导致梁存柱 亡要。适当加大柱子断面尺寸，提高其侧向刚度；要加强柱的配筋，提高其抵抗 能力。
框架梁柱和节点抗震设计等
关 键 词 ： 汶川地震 地震震害 抗震设计
1
概
述
2008 年 5 月 12 日 14 时 28 分，四川省汶川发生里氏 8.0 级强烈地震，这
是建国以来波及面最广，损失最大的一次地震。位于震中附近的汶川、汉旺、青川、
北川地区，烈度估计达到 10~11 度；绵竹、绵阳达到 8~9 度；远至成都、西安都有
图 20 都江堰烈度较低，单跨框架 教室搂也受到震害
图 21 在极震区汶川，加外廊柱的教室 楼基本完好
4.2 柱子截面不能太小 业主和建筑师总是要求柱子截面也越小越好，钢筋可以让多加，尺寸却
是没得商量。从唐山、台湾、阪神等历次强震中柱子破坏分析来看，截面过小， 轴压比过大是一个主要原因。
汶川地震同样如此。倒塌框架的废墟中我们可以发现折断的细细的柱子 （图 22、图 23）。
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图 30 北川县政府大楼柱断梁落
图 31 都江堰，二厂房的屋盖
这次地震，9 度以上极震区的单层工业厂房屋盖，凡是采用五十年代经典体系（混 凝土屋架、大型屋面板）的基本上全军覆没，这种重量很大、整体性差的屋盖大批 坠落（图 32、图 33），许多重要的、贵重的设备被毁，其损失远大于屋盖本身。
区的中小学很多这种教学楼，地震中破坏严重，甚至全部倒塌，可能与此相关（图 18、图 19）。
图 18 汶川碧口镇小学单跨框架倒塌
图 19 映秀小学教学楼倒塌
有些教学楼的外廊改悬挑为柱子支承，单跨框架变为双跨，情况就好得多（图 20、图 21）。
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图 8 汶川,底框完好,二层压碎 图 9 汶川,尚存建筑底层框架完好无损
3
预制板问题
3.1 问题出在那里 三十二年前，唐山的预制板在地震中从天而降，伤人无数，一时骂声四起，称
之为“棺材板”、“夺命板”，有些设计人员甚至发誓从此以后再也不用空心板。但是， 震害调查发现，预制板伤人是表象，实质问题是砖墙倒塌飞散，墙之不存，板将焉附？ 震后进行振动台试验和反复加载试验表明，那怕板只进墙一厘米，甚至只搭上半块板， 也不特殊拉结，只要墙不倒，板就下不来。所以，要保证板不伤人，出路是用构造梁 柱箍住砖墙，保证墙不倒塌。其实只要墙飞掉了，现浇板也一样压下来，而且重叠在 一起，拉不开，掀不起，救人更困难（图 10）。
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图 34 汉旺，东汽房屋倒塌，采光顶完好 图 35 东汽车间，柱间支撑失稳屈曲
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防震缝
防震缝问题已是老生常谈，大家都知道缝寛不能太小。但往往由于业主的美观 要求，建筑师不得不照办，结构也就将就而行。汶川地震中，缝两侧相互碰撞的案例 不少。连远离震区的西安市，居然也出现这种问题，说明今后设计中要重视这个问题， 留足缝的宽度（图 36、图 37）。
图 5 横墙拉结不良,外墙倒落
图 6 框架柱与山墙拉结不好
震害调查表明： 横墙、柱子设置拉筋伸入纵墙或山墙是有效的连结方式， 如果有这样的措施，图 5、图 6 的震害大概可以避免。
2.3 尽量避免纵墙承重 在住宅楼中预制板搭在外纵墙上，是常见的做法，但这不是好的作法。
纵墙是砖混结构中的薄弱环节，如上所述，它非常容易倒塌。唐山地震已有深刻 的教训，这此次汶川地震中又再次出现。
3.3 用这样的板是谁的过错 在汶川震区废墟中,我们还看到一些预制板的断口处,钢筋就像铁丝,稀稀拉拉没几
根;有些板的断口连钢筋都很难找出(图 16、图 17)。这到底是设计图上就这么画的， 还是施工时偷梁换柱？
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问题还是十分必要。
2 砖混结构 2.1 圈梁和构造柱
地震前的唐山大量采用没有任何抗震措施的粘土砖和天然石砌体结构,这种松散 的堆积墙体地震中大都飞散、倒塌，剩下来还存在的房子也严重破坏。此后一直强调 采用构造梁柱提高砖混结构整体性，防止产生严重震害。但汶川地震中还是发现大量 不设构造梁柱的砖混建筑（图 1~图 2）。
弱柱是不可能抵抗巨大的地震水平力的（图 26、图 27）。
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图 26 柱子钢筋很少
图 27 柱子截面小，四根钢筋细细的
4.4 强震下框架结构位移过大 在烈度超过 9 度的极震区(映秀镇、北川已达 10 度以上)，纯框架结构已经无
图 36 绵阳，缝两侧面砖碰掉 图 37 西安未央路高层住宅楼严重碰撞
8小
结
每一次地震震害都提醒我们，抗震设计不可掉以轻心，如有失误就会付出血的代 价。不断总结经验教训，提高技术水平，力争今后少犯错误，不再重复过去的错误， 也许是从这次地震中我们所能得到的珍贵回报。
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图 1 汶川，没有构造梁柱的砖 墙倒塌
图 2 汶川，无圈梁的砖墙 角部破坏
构造梁柱还要有足够的截面尺寸和配筋，否则地震时很容易破断，丧失拉结、 约束砖墙的功能（图 3）。
图 3 圈梁和构造柱拉断 2.2 加强纵横墙拉结
流
震害。震中地区房屋成片倒塌，剩下尚存的建筑也受到严重破坏。