角度建筑设计、施工、规范、房屋现状
素材來源新闻视频资料、成都及灾区实地踏勘、地震历史文献、
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一、关于地震的基本知识点
一名词解释
1 、地喪震级 震级是表征地震强弱的址度通常用字母M农示它与地震所释放的能址有关。一个6级地震释放的能量和当于美国投掷在日木广岛的原了弹所具有的能量。震级每相差1.0级能量相差大约32倍每相差2.0级能量相差约1000倍。也就足说一个6级地震相当于32个5级地震而1个7级地震则相当于1000个5级地震。冃前吐界上最大的地震的震级为8.9级。
2、地震烈度地震发生时人们通常用地震烈度来描述地面遭到地震彩响和破坏的程度简称烈度。烈度人小是根据人的感觉室内设诞的反应建筑物的破坏程度以及地面的破坏现象等综合评定的它的单位是度。用來划分地震烈度标准的是地震烈度表。不少国家根据木国实际制定了地震烈度表。我国现行的《屮国烈度表》 最低为一度最髙为12度。一度时人完全感觉不到三度时少数静止中的人有感四至五度睡觉的人会惊醒悬挂物摇晃六度吋房屋损坏墙体微细裂缝七至八度破坏地面裂缝九至十度房屋倒塌地面破坏严重十一至十二度为毁灭性的破坏。
3、地震波震源及其附近震动一开始都表现为冲击式的然后形成规则的波向四周传播出去这种波称为地農波。地丧波是一种弹性波岩石屮各质点有规则地震动并依次传导然后各口回到原来静止的位置。质点从静止位迸到波峰的高度或波谷的深度叫振幅从波峰到波谷的全部振动幅度叫双振幅从波峰到波峰或从波谷到波谷之间的距离叫波长波前进一个波长的时间叫周期地贯波包括体波和面波体波乂分为纵波和横波。弹性体内质点振动方向与波的前进方向相同的叫纵波也叫p波或圧缩波 它是引起地面颠簸的地震波这种波在地壳屮传播速度较快每秒钟达5-6公里。弹性体内质点振动方向和波的前进方向互相垂直的叫横波也叫s波或剪切波 它是引起地面物体水帄摆动的地震波。横波在地売中传播速度较慢每秒钟仅为3—4公里。地震静波传到地表产生一·种沿地球表面传播的波很象帄静的湖面上投石后产生的水波这种波称为面波也叫L波 它的传播速度最慢。强烈地震发生时首先是纵波到达地表引起地面上下颠簸接着横波到达开始左右或前同摇摆。纵波和横波以不同角度与地面接触加上面波的作用使地表产生复杂的震动,造成各种破坏现象出现山助、地裂、喷沙、冒水、滑坡以及建筑物的倒塌、人畜伤亡等。
―历史冋顾
百年來中国人地震
1920年海原地震
1 920年1 2月1 6口20时5分53秒宁夏海原县发生震级为8.5级的强烈地震震中烈度
12度震源深度17公里死亡24万人毁城四座数十座县城遭受破坏。
1 927年古浪地震
1927年5月23日6吋32分47秒甘肃古浪发生震级为8级的强烈地震,震中烈度1 1度,震源深度12公里死亡4万余人。
1933年叠溪地震
1 933年8月25H1 5吋50分30秒四川茂县叠溪镇发生農级为7.5级的大地丧震中烈度10度叠溪镇被摧毁。
1950年察隅地震
1950年8月15BI22时9分34秒西藏察隅县发生震级为8.5级的强烈地震震中烈度12度死亡近4000人。喜马拉雅山几十万帄方公里大地面H全非雅鲁藏布江被截成四段。
1970年通海地震
1970年1月5H1时0分34秒云南省通海县发生震级为7.7级的人地震震中烈度为10度震源深度为10公里死亡15621人伤残32431人。
1976年唐山大地震
1976年7月28口3时42分发生于河北唐山的地震震级7.8级震中烈度1 1度。同口18吋43分在距唐山40余千米的滦县又发工7.1级地震震中烈度9度。唐山市区建筑物多数基本倒帄或严重破坏铁轨发生蛇形扭曲。242769人死亡 164851人受伤。
三中国的地质现状
1 、中国地震活动频度高、强度大、震源浅分布广是一个震灾严重的国家。 1900年以来中国死于地震的人数达55Jj之多占全球地震死亡人数的53% 1949年以來 100多次破坏性地震袭击了22个省自治区、直辖市 其中涉及东部地区14个省份造成277/余人丧生占全国各类灾害死亡人数的54%,地震成灾面积达30多万帄方公里房屋倒塌达700万间。地震及其他自然灾害的严重性构成中国的基本国情之一。
2、我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。这五个地区是①中国屮国台湾省省省及其附近海域②西南地区主要是西藏、四川西部和云南中西部③西北地区主要在甘肃河西走鳩、青海、宁夏、天山南北麓④华北地区主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾⑤东南沿海的广东、福建等地。我国的中国中国台湾省省省位于环太帄洋地震带上西藏、新疆、云南、四川、青海等省区位于喜马拉雅·地中海地震带上其他省区处丁·相关的地震带上。屮国地震带的分布是制定中国地震重点监视防御区的重要依据。
由此可见我们生存的口然环境并不优越只有尊重口然才能与地球和谐的共存。
二、从专业和度说明现彳J建筑设防现状
1 、我国建筑物设防标准是6度到9度地震烈度 在9度设防的地区建筑物都不允许超过三层。
2、此次发生地震的四川汶川等地房屋抗震设防的标准是7度。房屋设防标准与地震等级不同 7度与震级相对应该是5级左右地震新修订的汶川地震是8级烈度达到门度远远超出了房屋设防的标准。
3、国家对各地设防标准的设迸也是经过很多方而因索综合的每提高一个设防标准建筑的投资就要提高1 0%
4、汶川、北川、都江堰、成都等城市抗震设防烈度为7度本次地震的等级高达8.0级如果按照抵抗8级地震的标准来设计那么当地的设防标准就要达到1 1度这一标准远远超过了国家设防标准。
5、 LI前一般民用建筑的设计使用周期为50年。
从以上我们不难看出由于过去的国家经济的状况制约
三、5.12地震房屋倒塌分析
一 本次地震破坏力的方式
1 、在本次地雇中波及地区的成都市区民众都有相似的感受在此细化为 整个大地竖向猛烈跳动了3-4次后停顿约半秒钟时间开始横向左右摇摆起初摆动频率约1秒钟,后來逐步加强,30秒后达到约3次/秒并保持约一分钟内有纵横两向震波以及反射回波合力产生旋转应力复朵面波 而且频率极高致使人脑山晕瞬间麻木约2分钟开始绝望。 注本人楼层亲身感受当事地面在场人员口述看见建筑物有扭转现象事后都江堰踏勘一建筑屋顶框架八角楼柱子扭断倾倒姿态
从地震的破坏力方式來讲地震开始那儿秒的竖向震动纵波是垠具有破坏性质的其对建筑物产生巨大的垂直冲击力并在地球引力作用下髙速髙频地对建筑结构施加竖向N倍的荷载而后产生的水帄波横波乂是大多数房.屋倒塌的直接元凶而地震旋转合力是造成房屋瓦解蹦离的杀手
面波 。有了速度就有了杀伤力即便质量再小的物体。
2、在震中临近地区我们看到倒塌的建筑不是很多特别足在汶川城区但80%的建筑物虽然表而损伤不大但其内部墙体结构破裂损伤却很厉害己经不能居住了成都电视台有报道 。这说明在震屮竖向纵波表现强烈频率高而水帄横波的波长超出了震屮城M范囤的跨度因此少了房屋倒塌的直接因素从而也几乎失去了产生旋转合力的条件册下了许多身负内伤的未倒建筑许多的山体岩层脆断滑坡。然而震中止上方的映秀城却受到强烈地震纵波的毁灭打击。
3、在震中地区空间直线距离40・60公里范围的城市我们看到了大屋的倒塌房屋儿乎是整个城市的毁灭特別是处在地震带边缘的地方。他们主耍是因受到震屮水帄主横波波峰的第一、二轮冲击,并夹杂不同波长的横波袭击还有旋转合力的折磨顷刻间无论砖瓦结构还是木制结构以至于砖混、框架结构都散了都倒了。 如北川、绵竹、都江瑕
二 本次地震倒塌及破坏的房屋种类
1 、倒塌的城镇统一建房砖瓦结构帄房50-60^代甚至更早 早期砖木结构楼房1976年前的建造 中期砖混结构的多层楼房1976年后建造——80年代中期有抗震构造标准 近期建造的砖混结构和部分大跨度框架预制楼板结构楼房80年代初期一9 年代初期
2、倒塌的乡村建筑土木结构帄瓦房60-70年代甚至更早的房屋 农村单户自改造房屋凭传统经验建筑无建筑设计保障 80隹代后期开始出现到90年代屮期 农村小镇集屮规划用地居民自建房屋90年代中期开始出现仍未有建筑设计保障 乡村小镇公用建筑如学校、医院、事业单位部门用房普通砖木和砖混结构居多有设计保障但由于经济落后老房史新迟缓至今延用70年代房屋较多
3、 破损严重未倒建筑80年代末期开始修建的部分砖混多层结构9 年代初修建的底框砖混结构部分80年代中期修建的框架结构公用建筑
4、 结构轻伤但墙体破损严重的建筑部分80年代屮期开始修建的框架结构煤渣空心砖墙楼房部分90年代修建的框架结构长条型多层建筑部分2000年代后修建的框架结构加气磴砌块墙体多层建筑。三房屋易破损部位分析
1 、在地震区对未倒塌但成危房的建筑踏勘情况來看无论何种结构的多层建筑 1 ・3楼遭受的破坏故为严重特别是1 ・2楼的结构损伤巨大4楼及以上情况好得多这在2000年代后修建的房屋中表现特别明显。
2、房屋的山墙两端最先破损开裂出现端墙脱到此处2005.5.25L1青川6.4级突发坠。
3、房屋长方向的外墙以及阳台挑梁外走廊扌半板倾覆。
4、建筑物楼梯间边墙及楼梯板帄台梁。 木次地震中破损严重未倒塌建筑无论框架还是砖混结构情况基本一样
三倒塌房屋与基础形式
1 、 木次地震中在城市市区瓦解倒塌的房屋多为砖混结构楼房多数为底层崩溃后倒塌 砖混结构房屋在70-80年代以刚性条形基础居多 78年前的砖混结构基本为素磴条基基础埋深在1.5米左右有的三层左右的楼房基础埋深在1米左右伦条型基础无钢筋设置只是他厚度和宽度较“柔性条基”人“柔性条基”内配有钢筋 部分建筑为打桩地基的条型基础。在小城镇砖混多层建筑以毛石基础为普遍
·在灾区都江堰我们发现同一排紧相连的儿栋同高度同体量同时期修建的砖混结构居民楼在中间有一栋倒塌了其两侧的楼房只有不大的外伤这样的倒塌让我们不仅质疑该栋楼的施工质量史怀疑其地基处理和基础设置当然对于浅基础楼房下的具体地质变化状况是最关键而复杂因素。
2、 框架结构房屋在灾区倒塌的也有一部分多数为框架梁柱、预制板楼面结构这些房屋多数为上部楼板脱落后打击下层并依次击破到底楼期溃后侧向挤柱梁并在地震横波长时间作用下倒塌但一楼的柱子和梁几乎还存在这说明同样的抗震设防等级框架的底层比砖混结构底层结构要牢固在地震的头10秒时间里地震纵波破坏來临时框架结构楼房附给了人们宝贵的逃生时机。要是我们灾区的学校和医院的框架楼房用的毘全现浇楼板的话能逃出来的孩子和人人们将多很多。框架结构的建筑基本都是采用柱下独立基础有的独立基础下有预制桩打桩地基处理费用高一些 90年代开始应用人工挖孔桩连接独立柱基础其基础持力和抗倾覆能力更强一些。
3、 在灾区未见深棊础的框剪结构、筒剪结构小高层及高层建筑有蹦离倒塌现象有外墙冰口墙皮脱落现象。这种建筑多为带地下室的板式基础、筏式基础、箱型基础等一般埋深都超过3米以上。
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