汶川地震建筑震害調(diào)查分析

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1、汶川地震建筑震害調(diào)查分析特邀專家簡介：葉列平清華大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。國際土木工程FRP復(fù)合材料學(xué)會理事，中國建筑學(xué)會抗震防災(zāi)分會常務(wù)理事等。主要從事混凝土結(jié)構(gòu)基本理論、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、高強混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)抗震與減震分析理論和設(shè)計方法、纖維增強復(fù)合材料及工程應(yīng)用、混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)和計算理論等的研究。葉列平：前面聽了那么多精采的報告，下面我就這次汶川地震中的框架結(jié)構(gòu)中的很多問題做一些探討。這個圖片是一個小學(xué)，這個是有外廊的，有構(gòu)造柱的，這種新的抗震規(guī)范設(shè)計的樓多了一個抗震的層次，性能就比較好。所以對于未考慮設(shè)防的砌體結(jié)構(gòu)，基本都是唐山地震的重復(fù)，按照89規(guī)范

2、以后設(shè)計的，采取圈梁和構(gòu)造柱措施的砌體結(jié)構(gòu)，大多震害比較輕，很少發(fā)生脆性破壞而倒塌，因此砌體結(jié)構(gòu)主要是如何落實抗震規(guī)范執(zhí)行的問題，特別是落實圈梁和構(gòu)造柱抗震措施，需要進一步研究的工作可能并不多。主要是落實的問題，設(shè)計、施工、執(zhí)行規(guī)范的力度問題?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的震害問題很多，前面有很多的介紹，最主要的問題是填充墻破壞嚴(yán)重，未實現(xiàn)強柱弱梁。框架結(jié)構(gòu)的震害大概有這么幾個問題，一個是維護墻和填充墻的嚴(yán)重開裂和破壞，填充墻造成短柱剪切破壞，柱剪切破壞，梁柱節(jié)點破壞等等。這是填充墻破壞的照片，不多說了，會造成一定的人員傷亡，造成恐懼的心理，修復(fù)工作量很大，費用很高，規(guī)范對可修沒有明確定義，這是錯層

3、造成短柱剪切破壞的照片，其實只要預(yù)留縫就可以解決這樣的問題，對于這樣沒有辦法避免的短柱，可以采用連續(xù)箍筋約束混凝土的辦法增強，這個是連續(xù)箍筋約束混凝土的柱子，這個是一根鋼筋，施工其實也很方便，這是非常好的一個已經(jīng)成熟的技術(shù)，但是在我們國家一直推廣不開，不知道什么原因，鋼的外套管的柱子的問題，概念很簡單，這是箍筋約束混凝土，可以防止外面的保護層脫落，可以很容易的提供有效的約束，并且還可以作為模板用，這個鋼的外套和鋼板混凝土概念不一樣，只是在柱身這一段里面有一個鋼的外套管，這個延性很好，可以防止短柱的剪切破壞。相關(guān)的研究還不是很多。這是柱的各種各樣的剪切破壞的情況，這個照片也是一個有

4、代表性的，箍筋不少，但是都放在了底下，這個是偷工不減料，這是施工管理的問題。強剪弱彎的問題，即使柱端先發(fā)生彎曲破壞形成塑性鉸，巨大的軸壓易使混凝土壓潰，嚴(yán)重削弱柱端抗剪能力。連續(xù)箍筋技術(shù)可以防止柱端混凝土強度嚴(yán)重退化。底層側(cè)移擴大，并導(dǎo)致倒塌，這個前面介紹過了。這柱端出現(xiàn)塑性鉸，未實現(xiàn)強柱弱梁的屈服機制，要實現(xiàn)強柱弱梁，最起碼要看上去就像強柱弱梁，還有一個是施工階段的裸框架，承重墻還沒有進來，可以看到填充墻的重要性。下面重點討論一下沒有實現(xiàn)強柱弱梁屈服機制的原因和改進的建議，為什么要實現(xiàn)強柱弱梁屈服機制，這是地震是整個的，必須在結(jié)構(gòu)上有一個整體的方案，所以在美國，講到抗震的時候，

5、有一句話，做結(jié)構(gòu)方案的時候，必須考慮整個結(jié)構(gòu)抗震，不能說，按照一般構(gòu)件考慮，所以這種整體結(jié)構(gòu)可以耗散大量的地震能量，而且是一個穩(wěn)定有序的機制，日本的一個抗震規(guī)定中，也給出了整體性屈服機制。我們國家對這塊研究是不夠的，有關(guān)屈服機制，今年的六月份專門有一個文章討論結(jié)構(gòu)的抗震問題，我們既然要討論強柱弱梁的屈服機制，首先看看我們國家的抗震規(guī)范關(guān)于強柱弱梁的屈服機制的規(guī)定，這是一個公式。如果滿足這些條件的話，用這個公式還是可以做的，但是我們實際上可能沒有達到這些條件。影響強柱弱梁屈服機制的原因，有很多，看起來很簡單，其實很復(fù)雜，前面有專家也說了，填充墻是一個很重要的因素，第二是樓板的因素，

6、還有框架梁寬度和荷載過大使梁截面尺寸增大等等。填充墻的問題前面已經(jīng)討論了很多，填充墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，首先是可以作為結(jié)構(gòu)的第一道抗震防線，首先破壞并能耗散地震能量，所以就要允許它開裂和破壞，這個里面順便說一下，這次地震當(dāng)中，我們看到了很多的破壞。我們還要想清楚一個事，那就是，哪些破壞是在我們預(yù)定的范圍之內(nèi)的，哪些是超出了我們預(yù)測的范圍之外的，如果是以內(nèi)的就是可以接受的，第二是填充墻會影響框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布，三是可能造成結(jié)構(gòu)實際抗側(cè)剛度分布不均勻，這個例子前面已經(jīng)講過了。這個也不多說了，已經(jīng)放了很多照片了。這些原因就會改變整個結(jié)構(gòu)的整體受力機制，使得整體結(jié)構(gòu)難以形成強柱弱梁的屈服

7、機制，這個原因加劇了結(jié)構(gòu)的地震破壞?？挂?guī)也有規(guī)定，但是這些規(guī)定沒有可操作性，怎么做沒有給。而且實際工程中，填充墻的類型很多，布置復(fù)雜，與框架主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造也多種多樣，具體如何考慮十分復(fù)雜。這個里面我想處理填充墻的問題，關(guān)鍵還得清楚填充墻的結(jié)構(gòu)功能和設(shè)計目標(biāo)。可分兩個方面，一個是填充墻的目標(biāo)，是參與到結(jié)構(gòu)受力，還是不參與。如果是參與結(jié)構(gòu)受力就可以作為第一道抗震防線，就應(yīng)該跟周邊的框架可靠的連接形成組合墻，并應(yīng)沿結(jié)構(gòu)豎向連續(xù)布置；如果不參與結(jié)構(gòu)受力，目標(biāo)很明確，那么就跟周邊的框架