雕刻在心中的汶川记忆(2)
图1 新建小学4层未设防砌体结构倒塌
图2 居民小区设防与未设防砌体结构震害对比
图2 为都江堰某小区砌体结构震害的对比。中间完全倒塌的是未设防的砌体结构,塌损结构的瓦砾中压埋了多名居民。由于塌损结构形成的瓦砾相互嵌入,且每一块瓦砾质量又很大,无法用人力去搬动或实施救援。当时的都江堰倒塌现场很多,重型机械远远不能满足各个场点的救援需求,回想建筑倒塌后赶回家救援或者地震中侥幸逃生的家属那种无助、无奈的眼神和泪水,至今难以忘怀。而两侧新建的设防砌体结构由于整体性和施工质量较好,地震中仅遭受中等偏轻的破坏。在高烈度区的设防砌体结构完全倒塌的震例很少见,常见的最严重的破坏形式为底层塌损、2层以上倾斜的破坏形式。
图3 底框架结构底层框架“坐层”震害
图4 底框架结构过渡层砌体“坐层”震害
图5 设防砌体结构底层塌损,结构整体倾斜
“走”进映秀镇
大概是震后第3天,获悉汶川县映秀镇的灾害比都江堰要严重得多,遇难人数也很多,但是此时交通已经中断了,车辆无法进去。其实都江堰市与映秀镇的直线距离不算远,但是岷江上唯一通往映秀镇的庙子坪大桥已经是落梁破坏,我们烈度评定和灾害调查小组7人在16日(震后第4天)从都江堰渡口乘坐冲锋舟到漩口镇附近登岸,天上细雨淅沥,走在随时有滑坡或滚石威胁的泥泞的路上,数百米就得翻越一次震后滑下的坡体,徒步近4个小时,终于在黄昏时分接近了映秀镇。此时眼前的一切是我经历过的所有地震现场从未见到过的震害场景。映秀镇距离仪器测定的微观震中最近,镇里的所有结构达到了严重破坏或倒塌的破坏等级,最终确定该地区的影响烈度为Ⅺ度。
图3和图4是底框架结构中两种典型的震害现象。前者是由于底部框架部分空旷,上部砌体结构承重墙和隔墙较多,造成底部框架和上部砌体刚度差异过大,刚度相对弱的底部“坐层”。反之,后者是底部框架部分隔墙增多,刚度加大,使得过渡层砌体破坏严重,产生中间“坐层”。大量的震害表明,在高烈度区不宜采用该类结构形式。因为设计时较难控制底部框架和上部砌体的刚度比,同时,在使用时用户还经常改变其使用功能,将框架中的填充墙拆除以扩大内部使用空间,造成底层刚度削弱。
北川!北川!
北川县城的震害与映秀镇一样,同样令人痛心,最终北川县的影响烈度被确定为Ⅺ度。但是,由于北川是县城所在地,经济相对发达,结构类型较为多样。县城的老城区多以砌体结构和底框架为主,设防与未设防结构各占50%左右。县城的新城区设防结构的比例较大,其中钢筋混凝土框架结构占有相当的数量。
北川地区的基本设防烈度是Ⅶ度半(0.15g),但是在遭遇Ⅺ度罕遇地震时,绝大部分的建筑结构产生了严重破坏或者倒塌。图5为4栋五层设防砌体结构地震中的表现,震害特点均为底层结构被剪断、发生“坐层”破坏。由于上部结构设有圈梁和构造柱,整体性较好,当底层发生破坏后,后续地震力无法传递到上部结构才使得没有完全垮塌。
在我国大陆的历次地震中,钢筋混凝土框架结构发生严重破坏及以上的震例并不多见,其主要原因是:(1)近些年超大地震频次较少,高烈度影响区(Ⅸ以上)不多;(2)发生在发达地区的地震数量少,小城市和乡镇地区框架结构不多见;(3)框架结构一般都是设防且正规施工建设的结构形式,抗震能力较好。但是,在本次地震中框架结构的震害特点与以往不同。通常情况,底层破坏较为严重,原因是底层承受的地震剪力最大,但是若结构中间层有刚度薄弱层,破坏就会首先产生在薄弱层的构件上。图6是县城新区内的北川大酒店震害,底层柱头被剪断,结构向右倾斜。
图6 钢筋混凝土框架结构底部柱头被剪断
地震灾区结构特点及破坏情况
四川省是我国的人口大省之一,通常有人居住的地方就有工程结构,所以灾区建筑结构存量较多,且有以下几个特点:(1)市区内房屋结构多以砌体结构为主,多数居民住宅楼都是该结构类型。20世纪90年代以前所建的砌体结构多为不设防结构,90年代之后建设的砌体结构一般都按照当时的设防标准进行了设防。另外,还有一定比例的底框架和框架结构,这部分类型结构多数是90年代后建造的,大都符合7度或者更高烈度的设防要求;(2)城郊、乡镇和农村地区建设过程中由于缺乏有力的监管,自建的砌体结构和穿斗木构架结构居多,多数自建砌体结构的建设质量和设防状况堪忧,即便部分砌体结构增加了一些构造措施,如圈梁和构造柱,但也很难满足规范要求。穿斗木构架结构多以砖砌体作为围护墙和内隔墙,与支撑木柱几乎无连接;(3)地震影响区内的绵阳和德阳是我国重工业比较集中的地区,空旷的钢筋混凝土框架和排架厂房也是存量较多的结构类型。
文章来源:《世界地震工程》 网址: http://www.sjdzgczz.cn/qikandaodu/2021/0722/493.html
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