高層建筑震害研究_1

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1、高層建筑震害研究　　【摘要】：簡要介紹了1985年墨西哥格雷羅級地震和1996年麗江級地震高層建筑震害特征。采用鋼筋混凝土框架結構房屋震害預測方法對XX年姚安級地震區(qū)的典型高層建筑進行了計算,將計算結果與實際震害進行了對比,分析了震害原因。關鍵詞:高層建筑;震害分析;震害預測　　1　高層建筑震害概況　　　　按照我國《鋼筋砼高層建筑結構設計與施工規(guī)程》JGJ3—91規(guī)定,8層和8層以上的房屋為高層房屋?！　　∧鞲绲卣鸶邔咏ㄖ鸷μ卣鳌　?985年墨西哥格雷羅(Guerrero)級地震時,震中附近的建筑未受到嚴重破壞,而遠在40

2、0多km以外的墨西哥城湖積區(qū)軟弱場地上的的高層建筑卻出現(xiàn)了的嚴重破壞現(xiàn)象,使10~15層的建筑遭到了前所未有的嚴重破壞和倒塌。　　　麗江級地震高層建筑震害　　　麗江縣城埸地條件概況　　麗江盆地為典型的斷陷盆地,麗江縣城位于麗江盆地中部,地形平坦開闊,地勢北高南低,平均坡度%。除盆地東、西兩側邊緣出露少量基巖外,大部分地區(qū)為第四系所覆蓋。第四系最大厚度可達1200m以上,主要為下更新統(tǒng)蛇山組(Q1sh),厚187~1150m。麗江縣城地表主要為晚更新統(tǒng)冰水沉積和全新統(tǒng)河湖相沉積層。晚更新統(tǒng)冰水沉積北厚南薄,厚14~500余m,全

3、新統(tǒng)層較薄,一般只有2~20m。根據(jù)城區(qū)不同位置24個鉆孔原位剪切波速測量結果,測試深度達35m,一般為20m左右。各土層剪切波速介于77~533m/s之間,多數(shù)在200~350m/s之間。參照規(guī)范[3]標準,大部為Ⅱ類埸地土?！　　←惤壍卣鸶邔咏ㄖ鸷μ卣鳌　?996年麗江級地震,極震區(qū)為9度[5],麗江縣城處于極震區(qū)南部,高層建筑分布在縣城新區(qū),麗江縣城內(nèi)共有7幢高層建筑。其中基本完好2幢,占%;輕微破壞4幢,占%;中等破壞1幢,占%。其典型高層建筑結構概況和震害特征是:　　麗江地區(qū)人民銀行為12層框剪結構,按9度地震進

4、行抗震設計,樁基礎,樁長16m,樁基持力層為粉土,承載力標準值fk≥800kPa,框架和剪力墻混凝土強度為C40,梁斷面為450mm×600mm?！　≌鸷μ卣?底層框架縱梁局部處斷裂,縫寬2~3cm,1~2層正面磁片局部脫落,填充墻多處輕微開裂,縫寬~cm,長1~3m;麗江地區(qū)工商銀行位于福惠路南面,與地區(qū)人行只隔一條公路,地區(qū)工行為9〔10〕層框架樓,按9度地震進行抗震設計,震后基本完好;麗江地區(qū)物資商場為8〔10〕層框架樓,按8度地震進行抗震設計,毛石條形基礎深,地耐力18t/m2。震害特征:1~3層填充墻多處出現(xiàn)交叉剪切

5、裂縫,縫寬2~5cm,在裂縫交叉部位粉刷層脫落,主樓南北兩側均為2層的副樓,北面副樓屋蓋相對于主樓往北傾斜3cm,由于主樓重量要比副樓大得多,地震時主樓的沉降量比副樓的大;麗江地區(qū)電訊大樓為9〔10〕層框架樓,1~3層填充墻多處出現(xiàn)交叉剪切或水平裂縫,縫寬1~3cm,長3~4m;黑白水大酒店為10〔13〕層框架樓,按8度地震進行抗震設計,1~2層外墻面磁片局部脫落,填充墻輕微開裂?！　榱藢⒄鸷︻A測計算結果與實際震害進行對比分析,本文采用鋼筋混凝土框架結構房屋震害預測方法對XX年姚安級地震區(qū)的高層建筑進行了計算。　　2　鋼筋混

6、凝土框架結構房屋震害預測方法　　　　鋼筋混凝土框架結構房屋的抗震能力受多種因素影響,國內(nèi)外大量地震實例、實驗室試驗和理論研究表明,層間位移角的大小綜合反映了該層梁、柱、節(jié)點破壞的程度。因此,可以選取層間位移角作為剪切型多層鋼筋混凝土框架房屋震害預測的主要衡量指標。水平地震作用按GB50011─XX規(guī)范采用底部剪力法計算,僅就地震作用而言,認為設計部門按規(guī)范設計的鋼筋混凝土框架結構是滿足規(guī)范規(guī)定的強度要求的,因此,僅驗算框架結構房屋的抗震變形,并將之與變形允許值比較,從而預測其震害程度。層間彈性位移計算公式為　　ΔUei=Qi∑

7、Dij(1)　　式中,ΔUei為第i層層間彈性位移,Qi為第i層的地震剪力,∑Dij為第i層所有柱的剛度特征值之和?？紤]到結構的彈塑性影響,層間彈塑性位移按下式計算:　　ΔUpi=ηp×Uei(2)　　式中:ΔUpi為第i層層間彈塑性位移;ηp為彈塑性位移增大系數(shù),當薄弱層(部位)的屈服強度系數(shù)不小于相鄰層(部位)該系數(shù)平均值的時,按規(guī)范[4]表給定值采用,當不大于該平均值的時,按表內(nèi)相應數(shù)值的倍采用,其它情況采用內(nèi)插法取值;層間彈塑性位移角按下式計算:　　θpi=ΔupiHi(3)　　式中,Hi為第i層的層高?！　∮蓪娱g位移

8、角,按下列范圍判定震害程度:　　　基本完好　　　　　θp<1/800　　輕微破壞　　　　　1/800θp<1/400　　中等破壞　　　　　1/400θp<1/200　　嚴重破壞　　　　　1/200θp<1/100　　毀　壞　　　　1/100θp　　3　震害預測結果　　　　XX