| 2 震害原因分析
2.1设计方面的原因
结构选型不合理，出现平、立面不规则的结构布置；未按强柱弱梁的抗震概念进行设计，柱子断面小、材料强度低、层刚度弱、实际轴压比超限；施工混凝土强度低，往往形成薄弱层，大震下弹塑性变形过大，形成层间屈服机制，从而造成框架柱压溃、折断、倾斜及节点破坏等，或造成整幢房屋或房屋底层的压扁、倾斜、平移等整体破坏。
规范中对填充墙的竖向布置并无量化的规定，导致结构设计人员无章可循。即使在汶川地震后的建筑抗震设计规范局部修订版中，也仅提出了如下要求“框架结构的围护墙和隔墙，应考虑其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。”虽然作为新增的强制性条文列入规范，但设计人员在执行过程中仍存在很大的主观性。
2.2施工方面的原因
施工单位偷工减料，施工方法不当，浇注混凝土强度不足，梁柱配筋不足。特别是框架柱子的混凝土强度及配筋不足，实际轴压比往往超限，柱抗弯、抗剪、抗拔能力差，是造成整幢房屋倾倒、倾斜、压扁及柱子折断、压溃的重要原因。柱箍筋弯钩不是135度，大部分为90度，箍筋锚固差，加上无加密区等，对柱子混凝土约束很差，造成柱子压屈、压溃、剪切破坏等。柱局部抗压抗剪十分薄弱，大震下局部柱压溃或折断，造成整幢房屋倾倒或倾斜。
3 抗震设计
3.l平面布置结构、对称、质量和刚度变化均匀
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。
如果平面不规则，质心和刚心不重合，易发生扭转破坏使结构破坏；立面不规则，易产生突然削弱的薄弱层，导致地震力作用下的变形集中，从而使建筑物首先从该部位发生严重破坏，甚至整个建筑的破坏。
因此，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
3.2保证结构的延性抗震能力
合理选择了建筑结构后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能
力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标，抗震措施包括以下几个方面内容：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件。保证结构延性以防止脆性破坏、承受某些偶然因素的作用、实现塑性内力重分布而有利于抗震，同时也符合经济要求。
3.3设置多道设防的抗震结构体系
多道抗震防线对抗震结构是必要的，当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌。
3.4利用赘余构件增多抗震防线
在超静定结构构件中，赘余构件是第一道防线，由于主体已是静定或超静定结构，赘余构件破坏不会影响整个结构的稳定。超静定结构在超过其荷载能力时，先使多余杆件发生塑性变形，消耗吸收一部分能量，而保证整个结构的稳定性，减少地震破坏。超静定结构次数多，则消耗地震能量也就愈多，建筑抗震性能越强。
当建筑物受到地震动主脉冲卓越周期的作用时，一方面利用结构中增设的赘余构件的屈服和变形，来耗散输入的地震能量；另一方面利用赘余构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系，实现结构周期的变化，以避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。
3.5 增强构件的相互连接
多个构件有可靠的连接才能保证各个构件的强度充分发挥，才能更好地传递地震力，使各个构件都能充分地吸收地震力，提高整个构件的延性。构件连接不破坏，整个结构才能保证其整体性，各构件之间的连接必须可靠。
3.6填充墙的利用
填充墙在地震力作用时可减轻主体结构的破坏，但混凝土填充墙可能会造成框架比较显著的局部破坏，所以说填充墙对主体结构抗震有有利和不利两种影响，应该在结构抗震时加以具体分析，深人研究不同填充墙布置情况下填充墙对框架结构抗震性能的影响，以期提出对填充墙布置的量化规定，具有重要的工程价值。同时要使隔墙和围墙在平面上要对称均匀分布、沿竖向连续均匀分布。
3.7隔震与消能减震设计问题
使用了隔震技术的建筑在 1994年美国洛杉矶地震和 1995年阪神地震中经受住了考验，隔震技术的可靠性和优越性逐渐得到了认识和承认。2001抗震设计规范吸收国内外研究成果中比较成熟的内容，增加了“隔震与消能减震”一章，但由于当时受各种条件制约，实际应用较少。隔震技术对于低层和多层建筑比较合适，隔震技术近年来发展较为成熟，2008年抗震规范修改以后，也取消了隔震与消能减震设计主要应用于对功能有特殊要求和抗震设防8度、9度建筑的限制。与复杂的主动控制技术相比，隔震技术简单而容易掌握；与传统抗震设计相比，在取得同样抗震能力时，造价更低。中国 70%以上的大城市位于7度或 7度以上地区，隔震与消能减震设计在未来在中国一定会有很好的发展。
4 结论
地震极具偶然性，但同时也极具破坏性，有难于把握的复杂性和不确定性。要准确预测建筑物所遭遇的地震的特性和参数，因此，建筑抗震概念设计显得十分重要。它从总体上把握了抗震设计的基本原则，主要包括：选择有利的抗震场地，优化的平立面布置，利用结构延性，设置多道防线，强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件的指导思想，构件之间应的可靠连接，重视非结构因素。同时，通过抗震计算提供定量手段，构造措施以保证结构整体性，加强结构局部薄弱环节，保证抗震计算结果的有效性。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准，GB 50011-2010，抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]冯远,克艰,宜丰.汶川地震灾害引发建筑结构设计者的思考[J].建筑结构,2008,38(7):25-27.
许凯明工程师，1976.11 2/2 首页 上一页 1 2 |
