【導(dǎo)讀】專業(yè)班級：土木07—3班。沈陽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院

　　

【正文】 質(zhì)建筑物一般是通過鋼筋框架來承重的 .在這些建筑物中的石墻是用來為建筑分層的 ,給結(jié)構(gòu)增加側(cè)面抵抗性 .這些鋼筋框架填充的建筑物在California 過去的地震中一般比小一些的 墻磚結(jié)構(gòu)的建筑物的性能要好 .但是 ,這些建筑物 在 California 的立法中被歸為不穩(wěn)固石質(zhì)建筑 .在 Loma Prieta 地震中 ,許多石墻鋼筋框架的建筑性能很差 ,盡管它們沒有倒塌 .在 San Francisco 和 Oakland 的一些這種類型的大型建筑經(jīng)歷了過度的破壞 ,包括失去部分外墻 ,內(nèi)部黏土層脫落 ,以及陶瓦板的散裂 . 混凝土建筑 許多加強(qiáng)型的老式混凝土建筑在抗震方面是非常有限的 .這些建筑物非常沉重 ,導(dǎo)致巨大的地震力量 .另外 ,混凝土本身十分易碎 ,它要求大量的加強(qiáng)的鋼筋在地震中發(fā)揮作用 .在 70 年代中期以前設(shè)計的大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)沒有足夠堅固的鋼筋來保 證其良好的性能 .由工程師設(shè)計的沒有延展性的混凝土結(jié)構(gòu) ,在過去的地震中倒塌了 .倒塌了的 Cypress Viaduct 結(jié)構(gòu)就是一個沒有延展性的混凝土結(jié)構(gòu) . 幸運(yùn)的是 ,在這個地區(qū)的沒有延展性的混凝土結(jié)構(gòu)建筑物相對較少 ,所以這種類型的建筑物沒有倒塌的 .然而 ,很多中期興起的混凝土結(jié)構(gòu)建筑物沒有經(jīng)歷過過度的破壞 .主要的破壞包括承重墻的斜方向的拉裂 ,有時伴有從建筑物上落下來的大塊的混凝土碎片 .一個在 Oakland中心的 15層的混凝土結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重的破壞了 .在第一層的輕質(zhì)混凝土墻逐步破裂 ,露出了加強(qiáng)鋼筋 .在建筑物中的額外的鋼 筋框架可以阻止這種結(jié)構(gòu)的建筑物的倒塌 . 在 San Francisco 的一個 6 層高的混凝土支撐墻建筑也受到了一定的破壞。這座建筑近來被加以防震措施，在它周圍加上了鋼筋帶。由于設(shè)計和建筑工藝處理得不好，建筑物得邊框不適當(dāng)，大多數(shù)都垮了。建筑的偏差引起了邊框的倒塌，使得內(nèi)部的柱子打穿了地板的厚板。在門戶上的承重墻也受到了普遍的破壞。 上傾斜建筑物 混凝土上傾斜建筑是貫穿整個 California 的低層工業(yè)商業(yè)結(jié)構(gòu)中最普遍的形式。他們通常是由蓋著木頭框架的屋頂?shù)膴A板構(gòu)成，周圍是由混凝土支撐的。它們被稱為上傾斜，因為 它的圍墻是平的，而地板是傾斜的，在整個建筑物周圍都是斜的。在過去的地震中，像 1987 年的 Whittier 和 1971 年的 San Fernando地震。 上千棟上傾斜建筑物位于受影響的地區(qū)。盡管一些嚴(yán)重的破壞是在震中發(fā)生的，大多數(shù)這種結(jié)構(gòu)的建筑是位于受到微震的地區(qū)。因此大多數(shù)這種建筑物幾乎沒有遭到破壞。 我們對 Hollister 的一些建筑進(jìn)行了調(diào)查。在地震時，由于裝著番茄的罐子對墻進(jìn)行壓迫，一些上傾斜建筑物倒塌了。這強(qiáng)調(diào)了和地震有關(guān)的設(shè)備和內(nèi)容的話題的重要性，還有建筑設(shè)計的重要性。這些建筑是在 60 年代晚期 或者 70年代早期建造的，因此一般沒有屋頂?shù)綁Φ腻^。這些錨導(dǎo)致了 1971 年 San Fernando 地震中上傾斜建筑物的崩潰。有一個建筑物，它一半的屋頂都居住著人的，也倒塌了，引起了內(nèi)部的廣泛的破壞。 在 Watsonville，有一個食品包裝商的大型的上傾斜建筑，它的一些面板在中間向前方拱出，差一點(diǎn)就倒塌了。柱子上的混凝土碎片脫落了，露出了加固鋼，一些被扣住了。另外，一些新近建成的上傾斜建筑物，在歪斜處的的內(nèi)部連接也遭到破壞，屋頂也被嚴(yán)重地扯壞了。 鋼鐵建筑物 現(xiàn)代鋼架建筑物在這次地震中表現(xiàn)得很出色，正如它們 在過去的地震中的表現(xiàn)一樣。這些建筑遭到的破壞非常有限，僅僅限于覆蓋層和內(nèi)部區(qū)間的破裂，以及建筑物中物品的混亂。鋼架建筑物的非結(jié)構(gòu)性損壞很大一部分歸結(jié)于它們的彈性，可以允許大范圍內(nèi)的移位。 在 Hollister 的一個鋼架建筑，周圍是皺起的金屬，它是一個食品公司的倉庫。由于它和在 Hollister 的上傾斜建筑是一起的，這個番茄加工公司的鋼架結(jié)構(gòu)和遭受了嚴(yán)重的破壞，貨物也受到了嚴(yán)重?fù)p失。放在 30 英尺高的標(biāo)準(zhǔn)貨價上的番茄聽裝罐在地震中被震落下來。大多數(shù)罐子都落下來，打穿了金屬墻。 沖擊的力量是如此之大，以至于好幾個 錐形鋼柱和梁被嚴(yán)重破壞。這些被扭曲，彎曲和打碎的鋼制物件占據(jù)了建筑物的整個部分。這次事故強(qiáng)調(diào)了在地震中，存放的貨物可能對整個建筑物造成的影響。 摘要 在這次地震中，離震中較遠(yuǎn)的地區(qū)，如 San Francisco 灣地區(qū)，倒塌的建筑物相對較少。除了震中的建筑物，大多數(shù)嚴(yán)重的的損壞發(fā)生 在幾乎沒有抗震能力和土質(zhì)極為疏松的建筑物上。有的結(jié)構(gòu)不適當(dāng)?shù)慕ㄖ镏詻]有遭受嚴(yán)重破壞，是因為它們所在的大多數(shù)地區(qū)地殼的運(yùn)動都不是很劇烈。盡管如此，大多數(shù)商業(yè)活動至少停滯了一周，有的還遭受了巨大的損失。許多商業(yè)活動被迫搬遷地方，知道它們的建筑修理好或者是重建。在以后更強(qiáng)的地震中，或者地震發(fā)生更為接近人口集中區(qū)域時，更廣的破壞和更大的商業(yè)損失可能會發(fā)生。 住宅結(jié)構(gòu)在受到影響的地區(qū)的大多數(shù)住宅樓是木質(zhì)框架結(jié)構(gòu)。這樣的建筑物一般在過去的地震中表現(xiàn)較好，因為它們很輕，可以減小內(nèi)部壓力。由于它們相對較為僵硬，可以減小諸如變形之類的損壞，例如內(nèi)墻的破裂。但是無論如何，也存在一些反例。老住宅樓（尤其是 40 年代以前的），由于它們?nèi)狈εc地基的正確連接，或者它們的地板上升，這些地板是由相對較脆弱的跛墻支撐的。 一些形狀更為不規(guī)則的新樓，由于復(fù)雜的幾何形狀而缺乏清楚的負(fù)重路徑，或者沒有建造足夠的墻來抵抗地震的壓力。低層有停車場的多層建筑，停車場的門大多數(shù)是由堅固的墻來代替的。 震中地區(qū) 在震中地區(qū)的住宅樓的損壞是很廣泛的，這種損壞也非常大，盡管許多新房子的性能非常好。許多使用木板墻的建筑，它們遭受了嚴(yán)重的內(nèi)部非建筑性損壞。對于石膏板內(nèi)墻的損壞要小的多。煙囪的損壞從破裂到彎曲，在整個震中區(qū)域都可見倒塌的煙囪。這樣的損壞在 Watsonville 的老城區(qū)中 30％到 40％的面積的建筑物中都可以發(fā)現(xiàn)。在 Santa Cruz 的煙囪損壞沒有那么頻繁，主要限制在舊的，不牢固的煙囪上。 對住宅樓的嚴(yán)重結(jié)構(gòu)性損壞可以歸結(jié)為跛墻的不牢固，以及基石的缺乏。這些跛墻是短的木頭框架，位于地基和的一層地板之間。由于它們沒有覆蓋石膏，正如生活區(qū)的墻壁一樣，它們非常脆弱，是一個經(jīng)常破損的區(qū)域。這樣的損壞最早是在早于 40 年代的平行木頂住宅樓上發(fā)現(xiàn)的。這些建筑從幾個英寸向一個英尺側(cè)移，直到跛墻變得不穩(wěn)固和倒塌。由于這種運(yùn)動造成的損壞非常頻繁。在Watsonville，在整個地區(qū)，大約有 10％至 20％的 40 年代以前的住宅樓的跛墻被損壞，許多街區(qū) 100％ 的住宅樓都被損壞。在 Santa Cruz，損壞發(fā)生在土質(zhì)較差的地方。在南太平洋公園街的太平洋街，幾乎所有的住宅樓都被破壞了。 在 Myrtle 大街， Neary Lagoon 的廢水處理廠附近，也發(fā)生了嚴(yán)重的損壞。在有一個街區(qū)，五分之一的住所的跛墻都被破壞。在這條街上，一些關(guān)于維護(hù)質(zhì)量和震前情況的關(guān)聯(lián)性損壞也有發(fā)生。顯然，一些經(jīng)過結(jié)構(gòu)性修復(fù)的老房子可以有結(jié)構(gòu)上的升級。在下一頁的表格中顯示出，凡是有良好的防震條件的建筑都沒有被嚴(yán)重?fù)p壞，只有那些防震條件差的建筑受到了輕程度的損壞。在Watsonville 的一個街 區(qū)，只有一個房子沒有從它的地基上脫落。它剛剛被升級，有一個新的地基。它的內(nèi)部也沒有損壞，甚至夾板都沒有破裂。 San Francisco Marina 街區(qū) 在 San Francisco 遭受破壞最嚴(yán)重的地區(qū)是 Marina 街區(qū)。這個街區(qū)的土壤主要是由松軟的，滲透性的泥沙組成，其中一些是自然形成的，但是大多數(shù)都是在大約 1915 年的巴拿馬－太平洋博覽會時填充進(jìn)去的。 在 Marina 地區(qū)的大多數(shù)建筑是木質(zhì)框架結(jié)構(gòu)的公寓房和單間房， 2 至 5 層高，在 20 年代時建成的。這些建筑大 多數(shù)在第一層都有停車場。 Marina 街區(qū)的大量建筑都受到了破壞。盡管在 Marina 街區(qū)的所有的建筑物中都可以發(fā)現(xiàn)石膏和灰泥的破裂，最嚴(yán)重的破壞發(fā)生在中層（ 4 至 5 層）。這些建造很多都完全崩潰了，更多的已經(jīng)完全不能修理了。 這些建筑物被破壞的主要原因有兩個。第一，建筑的聚集度和僵硬度可能會導(dǎo)致基本振動，這種基本振動與支配性振動相近，都是由這個地區(qū)的松軟的土壤加強(qiáng)的。第二，幾乎所有的倒塌和幾乎倒塌的建筑物有相同的配置：這些建筑的第一層都有很多停車場的入口，缺乏切變強(qiáng)度或者稱為軟層。許多被嚴(yán)重?fù)p壞的建筑物都是建 造在角落上的，因此它們的四個外墻中有兩個都作為停車場的入口。這些角落上的建筑也會彎曲，進(jìn)一步使得它們的性能惡化。 地理上的塌陷和液化導(dǎo)致了在 Marina 街區(qū)的街道和人行道的破裂。土壤的劣質(zhì)不是導(dǎo)致建筑物倒塌的直接原因，然而它們毫無疑問的對整個事件產(chǎn)生了影響。 地震和地質(zhì) 里氏 級地震的震中位于 Santa Cruz 的東南部 10 英里處，沿著 San Andreas Fault，在 Santa Cruz 山接近 Loma Prieta 的地方。震深達(dá)到了 11英里。這是非常深的，就連典型的 California 地震的震深也只有 4 至 6 英里深。 一個 級的余震在主震之后發(fā)生了，持續(xù)了大約 2。 5 分鐘，自從那次以后，上千次余震被紀(jì)錄。在地震以后的那個星期里，有大約 300 個余震達(dá)到 級，還有大約 20 個達(dá)到 4。 0 級。余震區(qū)從接近 Highway 17 的 Los Gatos 北部延伸到 接近 Highway 101 的 Watsonville 南部 ，跨越了 25 英里。這個區(qū)域是受到最嚴(yán)重破壞的地區(qū)。在深度上，區(qū)域從 2 至 11 英里延伸，我們有理由相信，破裂的長度是和主震相聯(lián)系的。 表面影響 沿著一個 20 英里的區(qū)域，產(chǎn)生 3 到 4 英寸的 表面位移，這是通常伴隨著這個級數(shù)的地震的。但是我們在不間斷的模糊區(qū)域發(fā)現(xiàn)許多的裂縫。對于這些清楚的表面特征的缺乏，有一些可能的解釋。地震相當(dāng)深，使得巖床破裂至地表變得困難。崎嶇地形，厚土壤，森林覆蓋也使得地表顯得不是那么明顯。國家委員會1906 年地震的報告描述了沿著 San Andreas Fault 的 Santa Cruz 山的非常相似的地表破裂特征。 歷史地震 San Andreas Fault 是朝著西北方向延伸的，從 California 灣向 San Francisco 北部的 Cape Mendocino 延伸 了 800 英里。它是許多大地震的源頭，包括 1865年 Santa Cruz東北部的地震，以及著名的 1906年 San Francisco地震。 Loma Prieta 地震實際上是重復(fù)了 1865 年的地震，是從 1906 年以來沿著San Andreas 的第一次大規(guī)模的破裂。 fault 的破裂長度通常是從 1906 年破裂的楠端伸展，因此從那時起，就有山脈開始聚集形成。由于這段斷層運(yùn)動的缺乏， 還有在前二年發(fā)生的幾次 級的地震，使得地質(zhì)學(xué)家預(yù)測到這次地震。 在 Santa Cruz 地區(qū)的最近的一次破壞性強(qiáng)的地震包括一 個 1964 年 11 月 15日發(fā)生的 級地震，導(dǎo)致了煙囪的破壞；還有 1988 年 6 月發(fā)生的 級地震和這一年 8 月發(fā)生的 級地震，都和 Loma Prieta 地震發(fā)生在幾乎相同的區(qū)域。 近來在 San Andreas 斷層的破裂對地震來說是不平常的。過去的地震的發(fā)生是由于兩邊斷層的水平位移，西南端向西北端相對東北端運(yùn)動。在近來的 Loma Prieta 地震的破裂中，不僅僅包括這種水平成分的位移，也包括一個西南和東北方向的上推，斷層陡峭地插入這個地區(qū)的西南端。 地殼運(yùn)動紀(jì)錄 我們從數(shù)百個儀器中得到強(qiáng)烈的運(yùn)動紀(jì)錄，允 許通過一整個受到影響的地區(qū)的細(xì)節(jié)理解。初步結(jié)果表明，峰地的搖晃達(dá)到 ， (g 是重力加速度 ),這在震中的地區(qū)的水平和垂直方向都得到記錄。相對低的加速度在震中和 Oakland 以及 San Francisco 之間的地方 被記錄到。在 到 的加速度在沿著 San Francisco 和 Oakland 地區(qū)的周圍，內(nèi)部被記錄。在這些遙遠(yuǎn)地區(qū)的更為強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動反映了土壤震動密度的影響。 土壤 液化（一種現(xiàn)象，當(dāng)被嚴(yán)重震動時，沙子被地下水滲透，暫時表現(xiàn)的像流沙的現(xiàn)象）調(diào)查的發(fā)生表明，受到最嚴(yán)重擠壓的地 點(diǎn)是在 San Francisco 和 Oakland 邊緣，還有沿著 Santa Cruz 東部和南部的 Pajaro 和 Salinas 河的沖積平原。液化影響在受到最嚴(yán)重破壞的區(qū)域 San Francisco 的 Marina 地區(qū)被廣泛注意。在 Oakland 機(jī)場的高速公路上，在沿著 Pajaro and Salinas 和的橋上，在 Moss Landing 的 San Jose State Marine 站都被液化破壞了。 與在 San Francisco 和 Oakland 的與液化和土壤因素有關(guān)的的破壞的類型與 1906 年的相 似。在 1906 年的 Oakland，液化和沉降導(dǎo)致對碼頭的水的破壞，這些碼頭位于現(xiàn)在的倒塌了的 Cypress 結(jié)構(gòu)的南端。在 San Francisco，先前的液化破壞發(fā)生在 Ft. Mason 附近，與在 Marina 區(qū)域的當(dāng)前的破壞的位置相近，還有就是沿著 waterfront 的商業(yè)區(qū)，在那里 Embarcadero 高速公路和許許多多的古老的磚