汶川地震北川县城建筑物震害分析
汶川地震中部分房屋结构震害原因分析
吕西林：各位代表⼤家下午好，很⾼兴参加这次会议，并且跟⼤家汇报⼀下我们在灾区⼯作的⼀些情况，我的主要内容有下⾯四个⽅⾯，第⼀个是现场房屋震害评估及考察，第⼆是典型震害原因及初步分析，我们这⾥强调⼀下是初步分析，第三是对提⾼建筑物抗震防灾能⼒的建议，第四是在防震⼯程中积极采⽤成熟的⾼新技术。
第⼀是现场房屋震害评级及考察，所有的评估⼯作很简单，⼀⽅⾯是什么房屋是不能⽤的，有危险的，不能进去的，还有⼀类是可以⽤的房⼦，让⼤家临时可以⽤，这只是应急评估，这是我们当时在现场的情况，我们去了以后，是在⼴元市和青⼭县的路上，这个路上不时有⼭体滑坡，这个是地震灾区主要的⼀些县城，这是县城的分布图，红⾊的地⽅是我⾃⼰去过的地⽅，从这个地震发⽣到⼋⽉底我去过七次，累计⼯作时间⼀个多⽉，主要是三个任务，⼀个是房屋应急评估，还有⼀些政府部门邀请的再评估，第⼆是我们援建⼀个都江堰的⼩学，第三是我们同济⼤学负责北川地震遗址公园的规划策划。
这个是国家地震现场应急⼯作队公布的第⼆套和最终的图，上午谢⽼师也公布了这个图，⼤体的内容差不多，这次地震有两个重灾区，⼀个是映秀，还有是北川县城为中⼼的地区。
第⼆个是典型震害原因及初步分析，我们结合我们看到的情况进⾏⼀个归纳，第⼀是地震烈度极⼤是这次地震灾害的主要原因，这次地震有⼗个极重灾区，这些灾区震前的设防烈度为七度，这次的烈度达到了⼋到⼗⼀度，这个是⼤家公认的。
这个是北川县城震后⼀⾓，北川县城已经被铁丝围起来了，这些照⽚看到，有的房⼦还是可以⽤的，这个是新城区，这个是⽼城区，实际上这些房⼦到⾥⾯看的话，就⽐较惨了，有的已经破坏的⾮常严重了，这个是办公楼两层都倒塌了，上⾯还可以⽤，这个房⼦中有些⼈还是可以逃出来的，这个是滚⽯砸向房屋，这个是⼭体滑坡引起的，还有⼀些更惨的照⽚，第⼆个是未设防的旧房屋倒塌和破坏严重，但是按照国家规范和标准正常设计施⼯和正常使⽤的房屋都具有很好的抗震能⼒，这个是青川县城，是5⽉18号我们拍的，这个是没有设防的房屋，这个是新规范的房屋，对⽐⾮常明显，这是⼀些⽼房⼦和新房⼦的对⽐，这是⼀个青川县城的⼀个2001年按照规范设计和建筑的，他也没有什么⼤的破坏，这是在青川县城⾥⾯的⼩学建筑，没有⼀个校舍倒塌，基本没有⼤的破坏，也是按照新规范设计的，另外是青川中学，也是没有任何⼤的破坏，只是⼀些⼩的裂缝。
汶川地震作用下北川县城建筑物损毁机制研究
汶川地震作用下北川县城建筑物损毁机制研究陈浩;李勇【摘要】在汶川地震作用下,北川县城的建筑物遭到严重损毁.为给北川县及邻近区县防灾规划和工程抗震设防提供科学参考,本次研究在现场实地调查的基础上,对北川县城建筑物损毁机制与县城地质条件之间的关系进行分析,结果表明,北川县城建筑物损毁是由地表破裂、滑坡、崩塌、地表震动等多种破坏机制综合作用的结果.结论:在北川及邻近区县防灾规划中,建筑物的修建应尽量避开断裂展布带、崩滑灾害易发区段等可能对建筑物造成毁灭性破坏的区域,对于已建成区附近的灾害易发点也应采取必要的工程措施加于防治.【期刊名称】《绵阳师范学院学报》【年(卷),期】2014(033)002【总页数】4页(P107-110)【关键词】汶川地震;建筑物;损毁机制;北川县城【作者】陈浩;李勇【作者单位】绵阳师范学院资源环境工程学院,四川绵阳621006;成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】P3150 引言2008年5月12日14时28分，在汶川县映秀镇附近发生了8．0级特大地震，此次地震的发震构造为龙门山主中央断裂－北川－映秀断裂．汶川地震发生后，我们开展了国家自然科学基金应急项目《汶川特大地震地表破裂与变形特点研究》的野外调查工作，调查结果表明，汶川地震导致的地表破裂带主要沿震中的北东方向扩散，位于震中北东侧、与映秀镇同处北川－映秀断裂带之上的北川县城成为汶川地震的极重灾区．前人对北川县城震害特征及成因已做了一定程度的调查和研究工作［1－7］，这些工作主要从人员伤亡(导致上万人死亡)、道路损毁、房屋结构坍塌等方面探讨了此次地震对北川县城的破坏作用．本文在前人工作的基础上，通过对野外观测资料的综合分析，重点研究汶川地震作用下北川县城建筑物的损毁机制．总体来看，该县城区建筑物损毁原因与前人研究所获取的各类震害成因［6－7］类似，建筑结构损毁是地表破裂、滑坡、崩塌、地表震动等多种破坏因素综合作用的结果(图1)．1 研究区建筑物损毁特征图1 北川县城活动断裂及次生地质灾害分布图Fig．1 Distribution map of the active faults and secondary geological disasters in Beichuan County虽然北川县城的所有建筑物都遭到了不同程度的损毁，但损毁的严重程度却呈现出明显的区域差异．在县城老城区(以湔江为界，湔江以北为新城区，湔江以南为老城区)，由于受到地表破裂效应和次生山地灾害的双重影响，从湔江河岸至王家岩坡脚，若干现代高层建筑物几乎全部坍塌，残存的几幢零星低矮建筑也遭到严重破坏．在县城新城区，坐落于景家山坡脚的茅坝中学及附近区域被顺坡而下的岩土体撞击、掩埋，崩塌体波及区域的所有建筑物全部倒塌;另外，在新城区，沿湔江河道旁的北川大酒店东侧到县城北东面中心吊桥一带，由于受断层错动效应影响，建筑物损毁极为严重，沿断层展布线几乎无一幢相对完好建筑物．除开上述区域，北川县城其余非断裂展布区和非崩滑灾害波及区建筑物保存相对完好，大多数建筑物的墙体仅发生局部垮塌，墙面出现若干共轭剪切裂缝，在这一区域，建筑物整体坍塌的现象并不多见．2 建筑物损毁机制探讨2．1 地表破裂效应北川县城位于龙门山构造体系之上，两条沿活动断裂发育的地表破裂带展布于北川主城区．其中，沿北川－映秀断裂发育的主破裂带由县城南西侧进入城区后，跨过湔江河道(在湔江河面上，可见河床抬升导致跌水形成的浪花)，从北川大酒店东侧延伸至景家山坡脚，沿北东方向出北川县城．该破裂带在北川城区出露约1．8 km，根据北川大酒店旁棕黄色砾石层的错断量推算可知，主破裂带在北川县城的垂直位移和水平位移大致为1．2 m和2．1 m．黄静宜［8］、王根龙等［6］在北川县城北部发现一条主断裂错动导致的次级断裂，沿该次级断裂发育的地表破裂带经县政府向北西切过北川县职业中学，跨越夏禹大桥后，穿过龙尾山沿北西方向延伸．位于地表破裂带之上的建筑物在北西盘逆冲抬升和右旋剪切作用下均整体倒塌或底层垮塌，从图2可以看出，沿主破裂带穿过区域几乎无保存相对完好的建筑结构．图2 北川县城主破裂带穿过区域Fig．2 Region passed through by main fault in Beichuan County图3 王家岩滑坡(底图据黎大东［9］，2008)Fig．3 Wang－jia－yan landslide(The base map originated from Li Dadong［9］)2．2 次生山地灾害2．2．1 滑坡北川城区湔江西岸王家岩一带的斜坡地段广泛发育下寒武统清平组细砂岩、砂页岩［2］，在温度变化、水溶液作用及生物作用下，细砂岩、砂页岩这一类固结程度不高的沉积岩极易发生崩解，呈碎裂结构．汶川地震发生时，从王家岩坡脚处通过的北川－映秀断裂北西盘沿断层面向南东方向强烈逆冲(兼具右旋走滑运动)，断层错动导致的振动效应使悬于王家岩斜坡体之上的碎石、粘土混合物倾泻而下，北川县医院、曲山镇小学、曲山镇幼儿园以及教育局、财政局、地税局、派出所等行政机构的建筑物被超过100万 m3的松散坡积物瞬间掩埋，紧临滑坡体前端的建筑物也因受到飞溅的碎石、土块的冲击而严重损毁(图3)．在该区域，滑坡导致的建筑物坍塌共造成大约1600人死亡．2．2．2 崩塌在北川城区湔江东岸景家山一带，上泥盆统沙窝子组灰白色白云岩、白云质灰岩广布［2］，岩体中溶蚀裂缝发育，白云岩表面可见纵横交叉的刀砍状溶沟(图4)．另外，随着上覆岩层不断被风化剥蚀，位于地下深处的致密灰岩和白云岩因重负顿释而体积膨胀，将在岩体中产生与地表水平的卸荷裂缝．溶蚀裂缝和卸荷裂缝易将岩体切割成块状结构［6－7］．汶川地震驱动的逆冲和右旋走滑作用使大量白云岩和灰岩块体突然脱离母体，直接撞击和掩埋了北川中学新区(茅坝中学)，在这一区域，掩埋于巨厚岩土体之下的建筑物碎片难于从地表见到．崩塌体前沿的大片居民楼也因受到零散崩落岩块的撞击而成为断壁残垣．图4 景家山崩塌Fig．4 Jing－jia－shan collapse2．3 地表振动效应在北川县城，除断层穿越区域和崩滑体波及区域，其余建筑物的损毁皆因地表振动所致．在构造应力作用下，突然断裂的岩层沿断裂面大规模错动，释放出的能量以地震波的形式传播至地面，引起地表振动．与难于抵御的次生地质灾害和地表破裂对建筑物的损毁相比，地表振动对建筑物的破坏强度相对轻微，地表振动效应往往造成建筑物局部坍塌和墙体开裂．观察发现，多组“x”形共轭剪切裂缝发育于该区域墙体表面(特别是窗台下方)，究其原因，主要是建筑物在地表振动作用下，墙体受到往复剪切破坏，并沿粘结强度最薄弱、应力最集中的地方(窗台下方［10］)裂开，从而在墙面形成共轭剪切裂缝．在北川县城，还有一个值得注意的现象，与其它地表振动破坏区域相比，地表破裂带穿越区域的邻近地区，建筑物震害相对较轻．其原因是地表破裂的出现吸收了部分地面振动能量，减少了振动历时，从而在一定程度上减轻了邻近主断裂带区域建筑物的震害［6］．3 讨论与结论北川县城建筑物损毁主要源于地表破裂、次生山地灾害、地表振动三个方面的因素．其中，地表破裂导致的地面垂直错动和水平错动使位于破裂带之上的建筑物几乎全部坍塌;汶川地震驱动的崩滑灾害使王家岩和景家山坡脚的建筑物被飞泻而下的巨厚岩土体撞击、掩埋，在地表甚至难于见到被掩埋的建筑碎片;地表振动对建筑物的破坏程度相对轻微，城区大量建筑物因地表振动效应而局部倒塌或在墙体表面出现共轭剪切裂缝．从更深层次意义上说，北川县城建筑物损毁最本质的原因是该县城坐落于地质构造危险区．首先，北川－映秀断裂这一龙门山主中央断裂贯穿整个北川县城，地震驱动的逆冲和走滑作用势必对建筑物造成严重损毁;其次，北川县城位于狭长的湔江河谷之中，周围因湔江强烈下蚀而形成较大地貌高差，再加上县城周边山体主要发育细砂岩、砂页岩、白云岩、白云质灰岩等易于崩解的岩块，为滑坡、崩塌等次生地质灾害的形成提供了有效临空面和物质基础．景家山坡脚茅坝中学和王家岩坡脚高层建筑群的损毁即是断层错动效应、次生地质灾害、地表振动效应三种破坏因素相叠加的结果，跨越北川－映秀断裂及其次级断裂的其他建筑物除受到地表破裂效应的破坏之外，同时也受到地表振动效应的影响．由此，在北川及邻近区县防灾规划中，建筑物的修建应尽量避开断裂展布带、崩滑灾害易发区段等可能对建筑物造成毁灭性破坏的区域，对于已建成区附近的灾害易发点也应采取必要的工程措施加于防治．参考文献:［1］高志兵，陶小三，孔建国，等．北川县城汶川地震震害特征及其成因探讨［J］．防灾减灾工程学报，2009，29(1):114－118．［2］姜纪沂，迟宝明，谷洪彪．汶川8．0级地震北川县城震害原因分析［J］．地震研究，2009，32(4):382－386．［3］卢滔，薄景山，张建毅，等．汶川地震北川县城建筑物震害分析［J］．地震工程与工程振动，2010，30(6):19－23．［4］李小军，于爱勤，甘朋霞，等．汶川8．0级地震北川县城区灾害调查与分析［J］．震灾防御技术，2008，3(4):352－362．［5］陈惠云，冯志泽，王纪强，等．四川北川新县城地震地质灾害研究［J］．防灾减灾学报，2010，26(4):6－12．［6］王根龙，刘红帅，张军慧．汶川特大地震之北川县城震害分析［J］．西北地震学报，2010，32(2):173－178．［7］王根龙，张军慧，刘红帅．汶川地震北川县城地质灾害调查与初步分析［J］．中国地质灾害与防治学报，2009，20(3):47－51．［8］黄静宜，关会梅，宋洋．汶川地震北川县城地表断层破裂特征［J］．防灾科技学院学报，2009，11(1):62－65．［9］黎大东．北川县城特别管制后的航拍画面［EB/OL］．http://www．shm．com．cn，2008 －05－28．［10］苏培东，樊靖宇，王嘉竹，等．四川南江桥亭、流坝剖面裂缝特征研究［J］．四川地质学报，2008，28(3):186－189．［11］宋春青，邱维理，张振春．地质学基础［M］．北京:高等教育出版社，2006．。
汶川地震后建筑物震害分析及加固技术综述
汶川地震后建筑物震害分析及加固技术综述汶川地震是中国历史上一次极其严重的自然灾害，震中地带的大量人员和财产都遭受到了巨大的损失。
其中，由于地震造成的建筑物震害和倒塌，给灾区的重建工作带来了很大的挑战。
本文将就汶川地震后建筑物震害分析及加固技术作一个综述。
一、地震造成的建筑物震害地震的力量是非常强大的，往往可以对各类建筑物造成不同程度的震害。
在汶川地震中，很多建筑物都遭遇了不同程度的震害，比如一些小公寓楼可能会出现外墙裂痕，楼板变形和屋顶掀起等现象；而一些高层建筑，则可能会因为地震而倾斜甚至是部分倒塌，给建筑物及周边环境造成很大风险。
二、建筑物加固技术为了避免在地震或其它灾害下建筑物的倒塌，许多工程师们都会采用不同的方法来加固建筑物。
一种常见的方法是墙体加固，就是在经过地震波测试后，经过色差分析后来选择贵重的岩石或水泥加固墙体，用尽最大努力使建筑物的承受力更强。
另外一种方法是带钢加固，这种方式主要是通过钢板，带或筋来将建筑物的房间或墙壁牢固结合起来，以更有效地分散地震作用力，通过带钢的力量来保证建筑物在地震期间不会倒下来。
最后，混凝土加固技术也是比较常见的一种加固方法。
方法主要包括混凝土压砂和钢筋混凝土加固天花板等。
这种方法用于创造比普通墙体重10倍的混凝土保护建筑物，将建筑物上方的重量向下分散。
因此，即使在地震或其它灾害情况下，建筑物也可以坚挺不倒。
三、安全评估在灾后建筑物修缮过程中，受损建筑物应经过专业的安全评估，以便判断应采取何种修理或改造方式。
建筑物评估从三个层次来进行: 房屋、单元和建筑。
评估主要是确定建筑物处于何种状态以及未来可能出现什么问题，从而更好地确定装修重建的方案。
四、结语汶川地震时，建筑物的震害和倒塌是造成极大财产和人员损失的主要原因之一。
因此，在日常建设中，建筑师和工程师需要注重建筑物的抗震设计，以保障人民的和财产的安全。
同时，在灾后重建中，有效地利用各种加固技术，对于增强建筑物的可靠性、增强其对自然灾害的安全性也是必不可少的。
汶川地震建筑震害分析及建议
［］ 北京 金土木 软件 技术 有限公 司 ， ３ 中国建筑标 准设 计研 究 院． ＥＡ Ｓ Ｔ Ｂ 中文版 使 用 指 南 ［ ． 京 ： 国建 筑 工业 出版 社 ， Ｍ］ 北 中
２０ ０ ４．
［ 稿 日期 ］ ２０ 收 Ｏ９—１ ０—１ ９
载的组合下 高低跨 梁 内力 按梁顶 同高情 况计算 ； 罕 把
［ 作者简介］ ｝ 乍名鑫（９８ ， ， 】７ 一）男 湖南洞 口人 ， 博士， 一级注册 结 构工程师 ， 从事房屋结构设计。
遇荷载引起的另加 内力按 简支梁计算。主梁或 柱的承 载力不低于高低跨 梁梁端 纵筋承担的弯矩。工程结构
汶川大地震后 ， 很多专业 同仁深 入到灾 区进行 了
建 筑 震 害 的 调 查 。大 量 震 害表 明 ， 石 流 、 泥 山崩 、 灾 、 火
（） “ １ 强梁弱柱” 现象突 出。震害总体情况 表明 ，
框 架 结构 的破 坏 形 态 大 部 分 为 柱 上 下 端 破 坏 ， 框 架 或
谷 向韶 等 ： 川 地 震 建筑 震 害分 析 及 建 议 汶
５５
汶 川 地 震 建 筑 震 害 分 析 及 建 议
谷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ向韶 ， 刘 雨， 饶 兰
开封 ４５０ ） ７ ０ ４ （ 封 大 学 土木 建筑 工 程 学 院 ， 河 南 开
【 摘
要】 汶川大地震过去一年 了 ， 次地震 灾害带来 的惨痛教 训将是 深刻 的。笔者就汶川地 震 中各类 建 此
汶 川 地 震 中 也 尤 为 突 出 。 我 国 规 范 规 定 框 架 结 构 的 填 充 墙 必 须 安 装 拉 结 筋 ， 增 加 防 震 能 力 ， 次 震 害 以 此 中很 多填 充 墙 由于 没 有 设 置 拉 结 筋 而 发 生严 重 开 裂 ，
汶川地震框架柱震害的初步分析
引言
２ ０ 年 ５月 １ ０８ ２日 ｌ ４时 ２ ８分 四川 省阿坝 州汶 川县 （ 纬 ３ ．。 北 １ ，东经 １ ３ 。 ０ ０ ． ）发 生 了里 ４ 氏 ８０级地震 ，震 中位 于汶 川县 映秀镇 。汶 川大地 震发 生在青 藏高 原 的东南 边缘 、川 西龙 门 ． 山的 中心 ，位于 汶川一 茂汶 大断 裂带上 ；震源 深度 约 ｌ＿ ２ ｋ ０ 一 ０ ｍ，是 一次 以逆 冲 为主 、兼 少量 右 旋走 滑分量 的地震 ，断层 向西北 方 向倾斜 ，走 向为 ２ ６ ２ 次地 震是新 中国成立 以来 ，破 ２ 。 ｏ这 坏性最强 ，涉 及范 围最大 的一次地震 ，直接严 重受灾地 区达 ｌ ０万平方 公里 ，对 四川省汶 川县、 都江堰市 、北川县 、青 川县 、绵竹 市 、什邡市 、彭 州市及平武县 等多个地 区 ，以及陕西和甘肃 部 分地区村镇 的建、构筑物及 生命线工程 等造成 了不 同程度 的破坏 。 在 我 国的历 次大 地震 中，框架 结构房 屋 的震害 比多层 砌体房 屋要 轻得 多 ，但 是 ，经过抗 震设 防的钢筋混 凝土 框架房 屋也 存在不 少薄 弱环节 ，在Ⅷ 度和 Ⅷ度 以上 的地震 作用下 有一 定 数量 的这 类房屋 产生 中等或 严重破 坏 ，极 少数甚 至发 生倒塌 （ 小旺等 ，２ ０ ） 高 ０ ２ 。根据 国 内外
个 原则 是 “ 柱弱 梁 ”。 谓 “ 强 所 强柱 弱梁 ”就 是柱 子不 先于 梁破坏 ， 的破坏 属于 构件破 坏 ， 梁
是 局部性 的，柱子 破坏 则危 及整个 结构 的安 全 。 由于 “ 强梁弱 柱 ”型框 架结 构 的底层柱 上下
端出现塑性铰，将迅速导致结构的倒塌 ；反之， “ 强柱弱梁”型框架结构，在全部梁端出现 塑 性铰 并迫使 结构 底部 也 出现 屈服 变 形时 ，结 构才会 破坏 。因此 ， “ 强柱弱梁 ”型结构 至少 存 在两道 抗震 防线 ：一 是从 弹性 到部 分梁 出现 塑性铰 ；二是从 梁塑 性铰 发生较 大转 动到 柱根 部破 坏 。 在这两 道 防线之 间 ， 量地 震输 入 能量被 结构 的弹 塑性变 形所 消耗 （ 国强等 ，０２ 。 大 李 ２０ ） 因此，结构设计时应达到 “ 强柱弱梁 ”破坏形式的多层防线要求，但是在此次汶川地震中， 框 架柱 的破坏 明显 重于梁 ， 柱端 与节 点 的破坏较 为 突 出，即所谓 的 “ 强梁 弱柱 ”结构 很普 遍 。 本 文通过 对地 震破 坏 区的实地 考察 ，总结 了框架 结构 中框 架柱 的破坏 特 点 ，从期 为将来 的抗 震 设计提 供震 害经验 。
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析耿栋合肥工业大学土木与水利工程学院，研2012级15班，2012110857摘要：本文结合5.12汶川大地震，介绍了钢筋混凝土框架结构在地震中的震害情况，从房屋整体垮塌、房屋整体严重歪斜、房屋部分楼层垮塌、房屋部分集中垮塌四个方面介绍了框架结构整体震害现象, 从框架柱、梁、填充墙等破坏介绍了框架结构构件震害现象。
并从结构平立面布置、结构体系和结构构件等方面初步分析了钢筋混土框架结构破坏的主要原因。
最后对如何加强框架结构的抗震构造措施提出了建议。
关键词：汶川地震；钢筋混凝土框架结构；震害情况；震害分析；抗震措施1.框架结构震害情况调查四川地震区中的多层和高层房屋建筑大多数采用钢筋混凝土结构，框架结构应用居多。
震害表明，多层和高层钢筋混凝土房屋具有足够的强度，良好的延性和较强的整体性，经过合理的抗震设计，采用此类结构是可以保证安全的。
此次调查的德阳、绵竹、什邡、都江堰等重灾区的框架结构和框架－剪力墙结构的主体结构震害较轻，未见主体结构整体坍塌。
但填充墙体和围护结构的震害比较严重。
特别是框架结构，填充墙体开裂严重。
通过增设构造梁、柱，加强维护墙体与主体结构的连接，可以有效减轻非结构构件的震害。
钢筋混凝土框架结构具有较好的抗震性能，在地震时遭受到的破坏比砌体结构的震害轻得多。
但如果设计不当、缺乏合理有效的抗震措施或施工质量不良，多层和高层钢筋混凝土框架结构建筑也会产生一定程度的震害，部分结构构件会发生严重的破坏。
其主要表现在以下几个方面。
1.1框架结构整体破坏1.1.1 房屋整体垮塌型填充墙普遍倒塌，房屋的柱子几乎全部折断或压断，因柱子破坏导致房屋整体倾倒，楼屋盖叠落在一起，房屋全都一塌到底，整栋房屋彻底倒塌。
下图所示为位于断层附近的北川县城曲山镇某钢筋混凝土框架结构的破坏形态就属于这种类型。
框架结构的柱子几乎全部折断，房屋整体失稳，几乎完全倒平。
1.1.2 房屋整体严重歪斜型填充墙普遍损毁，房屋部分底层或下层数层失稳倒塌，柱子毁坏，而顶层或上层严重破坏，顶层或上部楼层框架落下并有局部倒塌，呈整体倾斜状态。
“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告（2009-4-23）
“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告（2009-4-23）编者按：“5·12”汶川特大地震造成大量的人员伤亡，经济损失惨重。
灾害发生后，房屋质量受到社会各界广泛关注。
值此汶川地震一周年之际，本报受“5·12”汶川地震房屋震害研究专家组委托，权威发布《“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告》。
2008年5月12日14时28分，四川省汶川县境内发生了里氏8.0级特大地震，地震造成了重大人员伤亡和巨额经济损失。
地震发生后，在国家住房和严重的城乡建设部等有关部委的支持下，在四川省委、省政府的统一部署下，四川省建设系统和地震系统迅速组织相关专家和工程技术人员，前后共计2500余人，持续时间达两个多月，深入灾区开展地震震害调查、房屋安全应急评估、专项房屋结构技术鉴定和技术人员培训等工作，掌握了较为丰富的房屋震害第一手资料。
根据国务院《汶川地震灾后恢复重建条例》第22条的规定：县级以上人民政府应当依据各自职责组织有关部门和专家，开展地震活动对相关建设工程破坏机理的调查评估，为改进建设工程抗震设计规范和工程建设标准和抗震设防措施提供科学依据。
四川省建设厅、四川省地震局组织成立了“5·12”汶川地震房屋震害研究专家组，在已掌握的资料基础上，针对本次地震中房屋建筑的震害情况，进行了较深入的分析研究，得出了如下结论并提出以下建议。
一、震害分析（一）对导致房屋破坏的本次特大地震特点研究表明：1.此次地震能量巨大、烈度超强。
本次8.0级特大地震发生在青藏高原东部的龙门山断裂带上，是该断裂带发生的千年不遇的特大地震。
8级地震释放的能量是7级地震的32倍。
据有关资料介绍，在四川卧龙地区获取的峰值加速度记录达0.9g（地震烈度达到10度），在江油获取的峰值加速度记录达0.7g（地震烈度接近10度）。
此次地震所产生的峰值加速度大于0.4g（地震烈度为9度）的区域达到350平方公里，震中烈度高达到11度。
汶川地震建筑震害调查分析
汶川地震建筑震害调查分析发言者：叶列平前面听了那么多精采的报告，下面我就这次汶川地震中的框架结构中的很多问题做一些探讨。
这个图片是一个小学，这个是有外廊的，有构造柱的，这种新的抗震规范设计的楼多了一个抗震的层次，性能就比较好。
所以对于未考虑设防的砌体结构，基本都是唐山地震的重复，按照89规范以后设计的，采取圈梁和构造柱措施的砌体结构，大多震害比较轻，很少发生脆性破坏而倒塌，因此砌体结构主要是如何落实抗震规范执行的问题，特别是落实圈梁和构造柱抗震措施，需要进一步研究的工作可能并不多。
主要是落实的问题，设计、施工、执行规范的力度问题。
框架结构的震害问题很多，前面有很多的介绍，最主要的问题是填充墙破坏严重，未实现强柱弱梁。
框架结构的震害大概有这么几个问题，一个是维护墙和填充墙的严重开裂和破坏，填充墙造成短柱剪切破坏，柱剪切破坏，梁柱节点破坏等等。
这是填充墙破坏的照片，不多说了，会造成一定的人员伤亡，造成恐惧的心理，修复工作量很大，费用很高，规范对可修没有明确定义，这是错层造成短柱剪切破坏的照片，其实只要预留缝就可以解决这样的问题，对于这样没有办法避免的短柱，可以采用连续箍筋约束混凝土的办法增强，这个是连续箍筋约束混凝土的柱子，这个是一根钢筋，施工其实也很方便，这是非常好的一个已经成熟的技术，但是在我们国家一直推广不开，不知道什么原因，钢的外套管的柱子的问题，概念很简单，这是箍筋约束混凝土，可以防止外面的保护层脱落，可以很容易的提供有效的约束，并且还可以作为模板用，这个钢的外套和钢板混凝土概念不一样，只是在柱身这一段里面有一个钢的外套管，这个延性很好，可以防止短柱的剪切破坏。
相关的研究还不是很多。
这是柱的各种各样的剪切破坏的情况，这个照片也是一个有代表性的，箍筋不少，但是都放在了底下，这个是偷工不减料，这是施工管理的问题。
强剪弱弯的问题，即使柱端先发生弯曲破坏形成塑性铰，巨大的轴压易使混凝土压溃，严重削弱柱端抗剪能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地震工程与工程振动第３０卷及其产生原因开展了为期８天的现场科学考察，科考小组分别对该区域内地质构造背景、震害情况、滑坡崩塌、泥石流等地质灾害开展了调查Ｔ作。
震害调查小组负责调查区内房屋破坏程度及房屋结构调查，最后给出震害指数等值线图，并对震害特征进行分析。
还针对：ＩｔＪｉｌ建（构）筑物震害机制进行了详细描述，对县城区域内建（构）筑物破坏的震害机制进行了分区…。
图ｌ汶川８．ｏ级地震烈度分布图Ｆｉｇ．１ＷｅｎｃｈｕａｎＭ８．０ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐ：ｌｌ：ＪｌＩ县城及震情简介：ＩｔＪｆｌ羌族自治县位于四ｊｌＩ省西北部，属绵阳市。
地理位置处于四川盆地向青藏高原的过渡地带的低山丘陵区，区内沟壑纵横，植被发育，风景优美，是大禹的故乡，川ｌ北著名旅游区。
县城坐落在湔江南岸的曲山镇和茅坝镇，属峡谷地形。
Ｊｌ＇．ＪｌＩ县城处在侵蚀构造中山的东南边缘，属龙门山前山与后山交界地带，由于其地理位置的特殊性，使它成为汶川大地震中受灾最严重的县市之一，地震宏观烈度达Ⅺ度。
：ｌｌ：，ＪｌＩ县区域＂２０个乡镇２７８个村受灾，１４．２万人无家町归，死亡人数达１５６４５人，失踪４３１１人，受伤２６９１６人，９３％房屋倒塌，经济损失高达５８５．７亿元，其中：ｌｌ：ＪＪＩ县城区域破坏尤为严重。
从图２可以清晰看出汶川地震中北川县城宏观受灾程度及范围‘２，３｜ｏ２：ｌｌ：Ｊｌｌ县城震害调查及初步分析震害调查组在现场调查过程中开展建（构）筑物震害指数调查与统计分析，依据“中华人民共和围围家标准ＧＢ／Ｔ１８２０８．３—２０００”中给出的房屋破坏等级划分标准及震害指数评判标准对北川县城中１１２个主要研究点，共计１２０栋建筑物（未被滑坡崩塌掩埋的建筑物）进行了震害调查（如图３），并给出震害指数。
对这些研究样本的震害指数进行统计算得平均震害指数的等值线图如图４¨’４】。
从图２、图３可以看出以湔江河为界，河流北面为新城区，河流南面为老城区，从上图不难看出，除了在黄家岩大滑坡推覆区域下，震害指数调查工作无法进行外，其他区域调查布点基本都较为均匀，并在图中标出了对北川县城区域可能影响较大的两条断层的大致方向。
通过对：ｌｌ＇，ＪｌＩ县城建筑物震害调查数据的整理分析可以得到以下结论。
（１）北川县城建筑物在汶川地震中遭受的破坏是非常严重的，从震害指数等值线图上看，基本整个区域都处于Ｄ．＝０．８的区域内，基本上都是严重破坏，宏观烈度（Ⅺ度）远超过该区抗震设防基本烈度（Ⅶ度）。
考虑到汶川地震发生的重现期大于设防基本烈度的４７５年一遇水平，因此建筑物遭受的地震作用也是远大第６期卢滔等：汶川地震北川县城建筑物震害分析２１于设防水平的。
造成建筑物如此严重的破坏也是在所难免的。
图２震后：ｆｌ：：ＪＩＩ县城航拍图Ｆｉｇ．２ＡｅｒｉａｌｍａｐｏｆＢｅｉｅｈｕａｎＣｏｕｎｔｙＴｏｗｎａｆｔｅｒＷｅｎｃｈｕａｎＭ８．０ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ图３：ｊｋＪＩｌ县城震害指数调查工作点分布图（图片上方指向为正北方向）Ｆｉｇ．３ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄａｍａｇｅｉｎｄｅｘｉｎＢｅｉｃｈｕａｎＣｏｕｎｔｙＴｏｗｎ（２）建筑物的破坏不同于以往的大多数地震，其破坏是多种破坏因素结果的综合，不同区域在破坏程度、主要破坏原因上还是略有差别；其中破坏最严重ｆｌ；现在在图２所示断层直接影响的北川县城老城区和新城区的部分区域，在该区域内断层直接作用造成建（构）筑物的破坏，断层运动引起的景家山大崩塌和黄家岩大滑坡也分别造成了该区域内大量建（构）筑物被崩塌巨石砸倒、掩埋和被滑坡体掩埋推覆。
老城区往南延伸向山区高程增加的区域和龙尾隧洞前大桥往东北延伸的河漫滩区域的建（构）筑物破坏情况要轻一些，尤其是河漫滩区域』：建（构）筑物震害指数明显要低一些，河漫滩Ｊ：基本不受崩塌和滑坡的影响，破坏一般以水平地震作朋破坏为主。
近断层较大竖向地震作用导致的底层垮塌也是断层通过周边区域的主要破坏形式。
图４北川县城震害指数等值线（图片上方指向为正北方向）Ｆｉｇ．４ＤａｍａｇｅｉｎｄｅｘｃｏｎｔｏｕｒｍａｐｏｆＢｅｉｃｈｕａｎＣｏｕｎｔｙＴｏｗｎｉｎＷｅｎｃｈｕａｎＭ８．０ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ图５北川县城震害机制分区简图（图上方为正北方向）Ｆｉｇ．５Ｂｕｉｌｄｉｎｇ－ｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｚｏｎａｔｉｏｎｏｆＢｅｉｃｈｕａｎＣｏｕｎｔｙＴｏｗｎｉｎＷｅｎｃｈｕａｎＭ８。
０ｅａＩｔｈｑｕａｋｅ（３）北川县城建筑物破坏原因存在差异，根据主要破坏原因，即震害机制的差异可将北川县城划分成多个区域，不同区域建（构）筑物破坏的机制如图５。
为了对震害机制进行大致分区，本次科考采朋尽可能考虑主要成灾因素的来进行区分，机制分区优先归类顺序为：断层＞滑坡＝崩塌＞振动作用；采用如此优先顺序，主要是原北川县城建筑物震害断层影响作用明显，但断层作用中间包含静力作用也包含断层作朋引起的大峰值竖向动力振动作用引起的破坏，因此先考虑断层作用；因为崩塌和滑坡和地质条件有着密切关系，破坏形成存在着显性的差异，因此优先程度相同。
而对于其他区域因为基本上很难确定｝｛｛断层通过和崩塌滑坡影响的痕迹，而且破坏形式大多以剪切破坏和出平面破坏为主，因此归为水平振动作用分区，简记为振动作用。
震害机制为滑坡作用的主要是黄家岩滑坡推覆区域，位于湔江河西岸，该区域内有着大量的行政部门、小学、幼儿园等公共设施，造成的伤亡非常严重，该区域内建筑物基本上都是彻底倒塌，并有大部分为滑坡所覆盖，震害指数全为Ｉ．０。
地震工程与工程振动第３０卷震害机制为崩塌作用的主要是湔江河拐弯处东岸至禹龙上街东侧直至茅坝初中（北川中学东区）的较小区域内。
该区域内主要是景家山崩塌大量的大型白云岩块体直接撞击或覆盖建筑物，该区域内建筑物震害指数基本在０．９以上，其中茅坝初中教学楼基本被岩石覆盖，震害指数为１．０。
前述两个区域的建筑物破坏机制，基本上超越结构抗震设防本身考虑范围之外，导致严重破坏的原因主要是建筑物位于抗震的不利地段，受到了严重地震地质灾害作用，由此可见，抗震不利地段的规避的作用在大震来临时可能远大于结构本身的抗震设计和构造措施。
震害机制为断层作用的区域，主要是新城区湔江河东岸直至山边（不含崩塌作用区），南北边界为北川大酒店南边的湔江河河岸与龙尾大桥向东延伸至山脚一线，该区域内建筑物主要是断层运动引起较大地面水平位移和较大竖向地震动造成较严重的破坏。
尤其是断层运动引起较大地面位移集中带附近结构的整体倒塌或整体严重倾斜，即使以往认为整体性较好的钢筋混凝土结构出现在这一带上也无一幸免。
该区域内另外一种主要的破坏形式是较大竖向地震作用导致的局部楼层的垮塌，往往又以底层垮塌为主，部分底层刚度较大的建筑物往往会发生上部楼层整体垮塌。
震害机制为振动作用（或水平地震作用）的区域主要是龙尾大桥向东延长线以北的新城区区域和老城区滑坡作用区以外的区域，这些区域内的建筑物破坏主要表现为墙体的明显的“ｘ”型剪切裂缝和墙体的出平面破坏，整体垮塌或底层坍塌的情况较为少见，而且地表难以找到明显的因断层运动引起的水平错动痕迹，而且没有明显的地质灾害作用的迹象。
根据现场考察，发现可能与这些区域避开了断层地表破裂的影响，而且所处的河漫滩和泥石流堆积体（类似２００８年９月下旬泥石流产生）具有相对较厚的覆盖层，对竖向地震作用起到了隔振作用有着一定的关系。
属于不同区域的典型建筑物震害破坏现场照片能较好地反映了上述震害机制的作用，如图６至图９。
（４）通过上述分析，在地震发生过程中，建筑物可能遭受多种不同因素的作用，多种因素的共同作用可以导致某区域震害严重加剧，地震地质灾害作用的破坏往往是超越结构抗震设计本身所能考虑的范畴的，在山区开展建设时，抗震不利地段的规避往往胜过结构抗震设计。
大震近场竖向地震作用对建筑物破坏导致的人员伤亡，是否可以采用一些专门的新的设计思路来予以降低口Ｊ。
图６北川大酒店：断层作用区内（镜向Ｎ）Ｆｉｇ．６ＣｏｌｌａｐｓｅｄＢｅｉｅｈｕａｎＨｏｔｅｌｄｕｅｔｏｆａｕｌｔｅｆｆｅｃｔ（ＶｉｅｗｔｏＮｏｒｔｈ）图７启明星电子公司多层厂房：振动作用（镜向ＳＷ）Ｆｉｇ．７Ｄａｍａｇｅｔｏｍｕｌｔｉ—ｓｔｏｒｙｐｌａｎｔｏｆＱｉｍｉｎｇｘｉｎｇｃｏｍｐａｎｙｄｕｅｔｏｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ（ＶｉｅｗｔｏＳｏｕｔｈｗｅｓｔ）图８老城区停车场：水平振动作用（镜向Ｎ）Ｆｉｇ．８Ｄａｍａｇｅｔｏｂｕｉｌｄｉｎｇｓｎｅａ／＂ｐａｒｋｉｎｇｄｕｅｔｏｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ（ＶｉｅｗｔｏＮｏｒｔｈ）第６期卢滔等：汶川地震北川县城建筑物震害分析图９黄家岩滑坡下推覆建筑物：滑坡作用（镜向Ｗ）Ｆｉｇ．９ＣｏｖｅｒｅｄｂｕｉｌｄｉｎｇｓｂｙＨｕａｎｇｊｉａｙａｎｌａｎｄｓｌｉｄｅ（ＶｉｅｗｔｏＷｅｓｔ）图ｌＯ湔江河拐弯处东北侧建筑物：崩塌作用（镜向ＮＥ）Ｆｉｇ．１０ＤａｍａｇｅｔｏｂｕｉｌｄｉｎｇｓＮｏｒｔｈｅａｓｔｂａｎｋｏｆＪｉａｎｊｉａｎｇｒｉｖｅｒｉｎｃｏｌｌａｐｓｅｅｆｆｅｃｔａｒｅａ（ＶｉｅｗｔｏＮｏｒｔｈｅａｓｔ）３结论汶川地震北川县城受到了超越基本烈度的地震作用，而且该区域内地震引起的多种不利因素共同对区域内建筑物发生破坏作用，多种破坏因素共同作用导致了该区域内建筑物的严重破坏，建筑物平均震害指数达到０．８以上，其中中心区域甚至达到了０．９以上。
北川县城不同区域导致建筑物破坏的震害机制存在差异，按照不同区域的主要震害机制分析，北川县城可以分成几个不同的分区，而且不同区域破坏程度也存在一些差异；建筑物抗震设防需要对不同的因素采用不同的思路予以综合考虑。
参考文献：［１］卢滔。
薄景山，张建毅，等．汶川大地震科学考察第一阶段总结报告一北川县城建（构）筑物震害调查报告［Ｒ］．燕郊：防灾科技学院，２００８．［２】绵阳市国土资源局．北川县“５－１２”地震灾害范围与损失评估报告［Ｒ］．２００８．［３］李小军，于爱勤，甘朋霞，等．汶川８．０级地震北川县城区灾害调查与分析【Ｊ】．震灾防御技术，２００８．［４】ＧＢ／Ｔ１８２０８．３—２０００地震现场工作第三部分：调查规范［ｓ】．汶川地震北川县城建筑物震害分析作者：卢滔， 薄景山， 张建毅， 刘小阳， 门妮， 蔡晓光， LU Tao， BO Jingshan， ZHANG Jianyi， LIU Xiaoyang， MEN Ni， CAI Xiaoguang作者单位：防灾科技学院,河北,三河,065201刊名：地震工程与工程振动英文刊名：EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION年，卷(期)：2010,30(6)1.GB/T 18208.3-2000.地震现场工作第三部分:调查规范2.李小军;于爱勤;甘朋霞汶川8.0级地震北川县城区灾害调查与分析[期刊论文]-震灾防御技术 2008(4)3.绵阳市国土资源局北川县"5@12"地震灾害范围与损失评估报告 20084.卢滔;薄景山;张建毅汶川大地震科学考察第一阶段总结报告-北川县城建(构)筑物震害调查报告 2008本文链接：/Periodical_dzgcygczd201006003.aspx。