【文章內(nèi)容簡介】 變化較大的兩種體系交接處。砌體結(jié)構中常見的一些破壞還有墻腳破壞、縱橫墻連接破壞、樓梯間破壞、樓蓋與屋蓋的破延安 大學西安創(chuàng)新學院本科畢業(yè)論文（設計） 3 壞、附屬構件的破壞等。 單層鋼筋混凝土廠房的震害 單層廠房的震害主要表現(xiàn)為屋蓋系統(tǒng)、排架柱、支撐系統(tǒng)、圍護墻體等的破壞。 屋蓋系統(tǒng) 單層鋼筋混凝土柱廠房大部分采用無檁屋蓋，即大型屋面板；少量采用有檁屋蓋。 在地震作用下，無檁屋蓋的破壞較嚴重。鋼筋混凝土無檁屋蓋的大型屋面板在地震作用下，與屋架上弦的連接發(fā)生破壞，從而錯動移位，常因移位較大而引起屋面板從屋架上墜落， 而導致整體倒塌。在地震作用下屋架的震害主要表現(xiàn)為：屋架發(fā)生部分桿件的局部破壞或屋架的整榀倒塌。其主要原因是屋蓋整體剛度不足，支撐布置不完整或不合理等。 鋼筋混凝土有檁屋蓋的震害較無檁屋蓋輕，主要表現(xiàn)為屋面檁條的移位、下落和塌落。產(chǎn)生此震害的主要原因屋架與檁條之間的連接不好，尤其在屋面坡度較大情況下，更容易造成移位和下滑。 排架柱 排架柱是單層鋼筋混凝土廠房的主要抗側(cè)力構件。排架柱具有一定的承載能力和抗側(cè)剛度。排架柱的震害特點為：在上柱根部和起重機梁標高處出現(xiàn)水平裂縫；下柱靠近地面處開裂，嚴重者混 凝土剝落，縱向鋼筋壓曲；不等高廠房高低跨交界處中柱支承低跨屋蓋牛腿上截面部位的柱截面出現(xiàn)水平裂縫；平腹雙肢柱和薄壁開孔預制腹板工字型柱發(fā)生剪切破壞；大柱網(wǎng)廠房中部、根部破壞等。 支撐系統(tǒng) 地震時破壞最多最嚴重的凸出屋面的天窗架支撐和廠房縱向柱列的柱間支撐，屋蓋支撐的震害不多。天窗支撐的破壞主要是兩側(cè)豎向支撐桿失穩(wěn)。柱間支撐是廠房縱向抗震的主要抗側(cè)力構件，具有較大的抗側(cè)剛度，其破壞主要特征是支撐斜桿的壓屈與柱的連接節(jié)點的拉脫。 圍護墻體 單層鋼筋混凝土柱廠房的圍護墻是出現(xiàn)震害較多的部位 。隨著地震烈度的增加，出現(xiàn)外閃、開裂直至倒塌的現(xiàn)象，發(fā)生這些震害的主要原因是墻體本身的抗震能力低，墻體與主體結(jié)構缺乏牢固拉結(jié)，高大墻體的穩(wěn)定性較差等。 多層和高層鋼筋混凝土房屋結(jié)構的震害 相對其他材料建造的房屋而言，鋼筋混凝土結(jié)構的房屋具有較好的抗震性能，但延安 大學西安創(chuàng)新學院本科畢業(yè)論文（設計） 4 如果設計不合理，施工質(zhì)量不良，鋼筋混凝土結(jié)構房屋也會產(chǎn)生嚴重的震害，建筑結(jié)構震害的嚴重程度主要取決于地震動特性和結(jié)構自身特征兩個因素，下面主要針對結(jié)構自身特征進行震害分析。 結(jié)構布置不合理產(chǎn)生的震害 （ 1）平面布置不合理產(chǎn)生的震害 。 如果建筑物平面布置不規(guī)則、質(zhì)量和剛度分布不均勻、不對稱而造成剛度中心和質(zhì)量中心有較大的不重合，易使結(jié)構在地震時產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)反應而嚴重破壞。例如，四川省都江堰市中醫(yī)院住院部大樓的平面為 L 形，七層框架結(jié)構。 汶川地震時產(chǎn)生了強烈的扭轉(zhuǎn)反應，一側(cè)完全倒塌。 （ 2）豎向不規(guī)則產(chǎn)生的震害 。 結(jié)構沿豎向布置的剛度有局部削弱或過大突變，地震時變化處產(chǎn)生應力集中，會產(chǎn)生嚴重震害。如果結(jié)構沿豎向布置的剛度嚴重不均勻時，剛度較小的樓層會成為薄弱層，若對可能出現(xiàn)的薄弱部位未采取相應的措施，將會致使局部變形過 大，極易發(fā)生破壞，甚至倒塌。 （ 3）防震縫處碰撞 。 防震縫兩側(cè)的結(jié)構單元各自振動特性不同，地震時會發(fā)生不同形式的震動，如果防震縫寬度不夠，其兩側(cè)的結(jié)構單元就會發(fā)生碰撞而產(chǎn)生震害。例如，唐山地震時，北京地區(qū)的烈度并不高，而民航局辦公大樓卻因防震縫的寬度不夠引起兩側(cè)結(jié)構碰撞致使女兒墻被破壞。 框架結(jié)構的震害 （ 1）框架結(jié)構的整體震害 框架結(jié)構的整體破壞形式可分為延性破壞和脆性破壞。若結(jié)構的塑性鉸出現(xiàn)在梁端，形成梁鉸機制（強柱弱梁），此時結(jié)構能承受較大的整體變形，吸收較多地震輸入能量， 結(jié)構發(fā)生延性破壞；當塑性鉸出現(xiàn)在柱端，形成柱鉸機制（強梁弱柱），此時結(jié)構的變形往往集中在某一薄弱層，結(jié)構發(fā)生脆性破壞，嚴重時會出現(xiàn)房屋倒塌。 （ 2）框架構件的震害 歷次地震震害調(diào)查表明：框架結(jié)構的震害多發(fā)生于柱端和節(jié)點，梁端震害相對較小。框架柱的主要震害形態(tài)有：柱端彎剪破壞、柱身剪切破壞、角柱彎剪破壞以及短柱的剪切破壞；框架梁的震害相對較輕，其基本表現(xiàn)為豎向彎曲裂縫或剪切斜裂縫；框架梁柱節(jié)點是連接框架梁和柱的關鍵部位，地震中節(jié)點核心區(qū)常產(chǎn)生對角方向的斜延安 大學西安創(chuàng)新學院本科畢業(yè)論文（設計） 5 裂縫或交叉斜裂縫，嚴重時混凝土剪碎剝落，柱縱筋壓 屈外鼓，這種破壞的主要原因是受剪承載能力不足或施工質(zhì)量較差所致，節(jié)點核心區(qū)箍筋配置不足是主要原因。 抗震墻的震害 歷次震害調(diào)查表明，相對框架結(jié)構而言，抗震墻結(jié)構、框架 抗震墻結(jié)構的震害較輕。高層建筑結(jié)構中抗震墻的破壞主要有兩種類型：一種是抗震墻底部破壞，這主要是由于狹而高的墻肢工作性能類似于懸臂梁，震害常出現(xiàn)在底部；另一種是連梁的剪切破壞，連梁是位于上下門窗洞口之間聯(lián)系墻肢的水平構件，墻肢之間是抗震墻結(jié)構變形集中之處，故連梁很容易產(chǎn)生破壞。 填充墻的震害 框架填充墻的震害形態(tài)表現(xiàn)為： 發(fā)生墻面斜裂縫，并沿柱周邊開裂，在端墻、窗間墻或門洞口的邊角部位產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫，震害更為嚴重。發(fā)生這些破壞的主要原因是：墻體抗拉、抗剪能力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)。 樓梯的震害 樓梯的震害是 汶川地震中發(fā)現(xiàn)的一個重要問題。以往的設計中沒有考慮樓梯參與抗震計算，僅對樓梯進行豎向荷載作用下的靜力分析和設計，實際上樓梯對結(jié)構提供了較大的抗側(cè)移剛度。在水平地震的往復作用下，樓梯承受拉壓作用，震害較輕者，樓梯板出現(xiàn)一、兩條水平裂縫，平臺梁板出現(xiàn)剪切裂縫；震害嚴重者，樓梯板受力筋壓屈或個別斷裂，平臺梁板混凝土崩落、鋼筋外露；個別嚴重震害者，樓梯板完全拉斷塌落。 多層和高層鋼結(jié)構的震害 鋼結(jié)構強度高、延性好、重量輕、抗震性能好。在同等場地、烈度條件下，鋼結(jié)構房屋的震害比鋼筋混凝土房 屋的震害輕。盡管如此，由于焊接、連接、冷加工等工藝技術以及外部環(huán)境的影響，鋼材材性的優(yōu)點將受到影響，特別是因設計、施工以及維護不當，就可能造成結(jié)構破壞。由震害分析知多高層鋼結(jié)構的破壞形式重要有以下四種： （ 1）節(jié)點破壞 梁柱連接節(jié)點和支撐連接節(jié)點在地震中經(jīng)常發(fā)生破壞。剛性連接的結(jié)構構件一般采用鉚接或焊接形式連接，如在節(jié)點的設計、施工中，構造及焊縫存在缺陷，節(jié)點區(qū)就可能出現(xiàn)應力集中、受力不均的現(xiàn)象，在地震中很容易出現(xiàn)連接破壞。梁柱節(jié)點可能出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象主要表現(xiàn)為鉚接斷裂，焊接部位拉脫，加勁板斷裂、屈 曲，腹板斷延安 大學西安創(chuàng)新學院本科畢業(yè)論文（設計） 6 裂、屈曲等。 （ 2）構件破壞 多高層建筑鋼結(jié)構構件破壞的主要形式兩種。一種是支撐的破壞與失穩(wěn) 地震時支撐承受反復拉壓的軸向力作用，一旦壓力超出支撐的屈曲臨界力，就會出現(xiàn)破壞或失穩(wěn)；另外一種是梁柱局部破壞，梁或柱在地震作用下反復受彎，在彎矩最大界面附近因過度彎曲可發(fā)生翼緣局部失穩(wěn)破壞；框架柱主要有翼緣屈曲、焊縫撕裂，甚至框架柱會出現(xiàn)水平裂縫或斷裂破壞。框架梁主要有翼緣屈曲、腹板屈曲和開裂、扭轉(zhuǎn)屈曲等破壞形態(tài)。 （ 3）結(jié)構倒塌 結(jié)構倒塌是地震中最嚴重的形式。鋼結(jié)構建筑盡管抗震性 能好，但在地震中也有倒塌事故發(fā)生。 1985 年墨西哥大地震中有 10 幢鋼結(jié)構房屋倒塌。造成結(jié)構倒塌的主要原因是存在結(jié)構薄弱層，因結(jié)構樓層屈服強度系數(shù)和抗側(cè)剛度沿高度分布不均勻造成，這要求在設計過程中應盡量避免出現(xiàn)上述不利因素。 （ 4）基礎錨固破壞 鋼結(jié)構與基礎的錨固破壞主要表現(xiàn)為柱腳處的地腳螺栓脫開、混凝土破碎導致錨固失效、連接板斷裂等。柱腳破壞可能是設計中未預料到地震時柱將產(chǎn)生較大的拉力以及地震開始時出現(xiàn)豎向振動所致。 4. 建筑工程的抗震設防 地震帶給人類的災難是慘重的。面對如此強大的自然災害， 人們會想到，如能準確地預測出來未來大地震的時間、地點和強度，無疑可以拯救數(shù)以萬計人的生命，減少地震造成的經(jīng)濟損失。但遺憾的是，迄今為止，地震預測仍處于探索階段，人類尚未掌握地震孕育發(fā)展的規(guī)律。目前的主要對策是進行工程抗震設防，即對工程結(jié)構物進行抗震設計和采取抗震構造措施，最大限度地限制和減輕建筑物的地震破壞，保障人民生命財產(chǎn)的安全。 抗震設防的基本思想 GBJ 11— 1989《建筑抗震設計規(guī)范》中確立了 “ 三水準設防目標，兩階段設計步驟 ” 的抗震設計思想。實行二十年來， 得到了廣大設計工程