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(jiǎn)介：葉列平清華大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。國(guó)際土木工程FRP復(fù)合材料學(xué)會(huì)理事，中國(guó)建筑學(xué)會(huì)抗震防災(zāi)分會(huì)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(qiáng)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(jì)方法、纖維增強(qiáng)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(jì)算理論等的研究。葉列平：前面聽(tīng)了那么多精采的報(bào)告，下面我就這次汶川地震中的框架結(jié)構(gòu)中的很多問(wèn)題做一些探討。這個(gè)圖片是一個(gè)小學(xué)，這個(gè)是有外廊的，有構(gòu)造柱的，這種新的抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的樓多了一個(gè)抗震的層次，性能就比較好。所以對(duì)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(jì)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(shí)抗震規(guī)范執(zhí)行的問(wèn)題，特別是落實(shí)圈梁和構(gòu)造柱抗震措施，需要進(jìn)一步研究的工作可能并不多。主要是落實(shí)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)、施工、執(zhí)行規(guī)范的力度問(wèn)題?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的震害問(wèn)題很多，前面有很多的介紹，最主要的問(wèn)題是填充墻破壞嚴(yán)重，未實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的震害大概有這么幾個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是維護(hù)墻和填充墻的嚴(yán)重開(kāi)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(diǎn)破壞等等。這是填充墻破壞的照片，不多說(shuō)了，會(huì)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(fèi)用很高，規(guī)范對(duì)可修沒(méi)有明確定義，這是錯(cuò)層

3、造成短柱剪切破壞的照片，其實(shí)只要預(yù)留縫就可以解決這樣的問(wèn)題，對(duì)于這樣沒(méi)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(qiáng)，這個(gè)是連續(xù)箍筋約束混凝土的柱子，這個(gè)是一根鋼筋，施工其實(shí)也很方便，這是非常好的一個(gè)已經(jīng)成熟的技術(shù)，但是在我們國(guó)家一直推廣不開(kāi)，不知道什么原因，鋼的外套管的柱子的問(wèn)題，概念很簡(jiǎn)單，這是箍筋約束混凝土，可以防止外面的保護(hù)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(gè)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(gè)鋼的外套管，這個(gè)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(gè)照片也是一個(gè)有

4、代表性的，箍筋不少，但是都放在了底下，這個(gè)是偷工不減料，這是施工管理的問(wèn)題。強(qiáng)剪弱彎的問(wèn)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(qiáng)度嚴(yán)重退化。底層側(cè)移擴(kuò)大，并導(dǎo)致倒塌，這個(gè)前面介紹過(guò)了。這柱端出現(xiàn)塑性鉸，未實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁的屈服機(jī)制，要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁，最起碼要看上去就像強(qiáng)柱弱梁，還有一個(gè)是施工階段的裸框架，承重墻還沒(méi)有進(jìn)來(lái)，可以看到填充墻的重要性。下面重點(diǎn)討論一下沒(méi)有實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁屈服機(jī)制的原因和改進(jìn)的建議，為什么要實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁屈服機(jī)制，這是地震是整個(gè)的，必須在結(jié)構(gòu)上有一個(gè)整體的方案，所以在美國(guó)，講到抗震的時(shí)候，

5、有一句話，做結(jié)構(gòu)方案的時(shí)候，必須考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)抗震，不能說(shuō)，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(gè)穩(wěn)定有序的機(jī)制，日本的一個(gè)抗震規(guī)定中，也給出了整體性屈服機(jī)制。我們國(guó)家對(duì)這塊研究是不夠的，有關(guān)屈服機(jī)制，今年的六月份專門有一個(gè)文章討論結(jié)構(gòu)的抗震問(wèn)題，我們既然要討論強(qiáng)柱弱梁的屈服機(jī)制，首先看看我們國(guó)家的抗震規(guī)范關(guān)于強(qiáng)柱弱梁的屈服機(jī)制的規(guī)定，這是一個(gè)公式。如果滿足這些條件的話，用這個(gè)公式還是可以做的，但是我們實(shí)際上可能沒(méi)有達(dá)到這些條件。影響強(qiáng)柱弱梁屈服機(jī)制的原因，有很多，看起來(lái)很簡(jiǎn)單，其實(shí)很復(fù)雜，前面有專家也說(shuō)了，填充墻是一個(gè)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(guò)大使梁截面尺寸增大等等。填充墻的問(wèn)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(kāi)裂和破壞，這個(gè)里面順便說(shuō)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(gè)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(cè)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(huì)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(shí)際抗側(cè)剛度分布不均勻，這個(gè)例子前面已經(jīng)講過(guò)了。這個(gè)也不多說(shuō)了，已經(jīng)放了很多照片了。這些原因就會(huì)改變整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體受力機(jī)制，使得整體結(jié)構(gòu)難以形成強(qiáng)柱弱梁的屈服

7、機(jī)制，這個(gè)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(méi)有可操作性，怎么做沒(méi)有給。而且實(shí)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(gè)里面我想處理填充墻的問(wèn)題，關(guān)鍵還得清楚填充墻的結(jié)構(gòu)功能和設(shè)計(jì)目標(biāo)?？煞謨蓚€(gè)方面，一個(gè)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