地震後結構破壞形式


地震引起的破壞性影響


?直接運動結構,這是通過連接到地麵的結構引起的運動。這種運動的兩大影響一般是不穩定的影響,由快速翻轉以及上下運動的結構,慣性的結構和衝力產生的一係列分離塊所造成的。 

 ?地麵故障,表麵缺陷包括裂縫,垂直偏移,一般區域沉降,山體滑坡等等。這些可能是或大或小,輕微的造成損傷小,主要的造成結構崩潰。  ?潮汐,水下的地層震動能夠造成水體表麵上的大波動,可能會導致海岸線地區的重大損害。     

?水災,火災,瓦斯爆炸事故等等,接地故障或地麵運動可能會導致水壩,水庫,河岸,埋地管道等等的損壞,這些都可以導致獨立的災害

 ?運動引起的影響力一般是直接與結構的自重或更精確地說,結構承擔的總自重成正比的 這個重量也一定程度上決定了結構的動態響應的特性。其他主要影響結構的回應的是它的基本振動周期和它的能量吸收效率。振動周期基本上是根據質量,剛度和結構體的大小決定的。能源效率是由結構的伸縮性和各種因素,如剛度支持,獨立地移動部件的數量和剛性連接決定的。

地震後結構破壞形式


1

多層鋼筋混凝土



?結構局部破壞形式

?(1)構件塑性鉸處的破壞 ?(2)構件的剪切破壞 ?(3)節點的破壞

 ?(4)短柱破壞 

?(5)填充牆的破壞

 ?(6)柱的軸壓比過大時使柱處於小偏心受壓狀態,引起柱的脆性破壞

 ?(7)鋼筋的搭接不合理,造成搭接處破壞

2

框架結構的震害

           

3

結構布置不合理而產生的震害

4

整體破壞形式

?5.12汶川地震 

?5.12汶川地震建築物破壞的主要原因,首先是建築物所在地區的地震烈度,地震烈度越高對建築物的破壞越嚴重。這次地震的烈度遠遠超過了當地的抗震設防烈度。

 ?其次,建築物所處地段是決定建築物地震破壞的重要因素。(地震波是波形傳遞的,地震波分為橫波和縱波,橫波產生水平震動,縱波產生豎向震動。由於縱波傳播速度快於橫波,因此縱波先於橫波到達。處於波峰地段的建築物比處於波穀地段的建築物破壞嚴重。此次5.12汶川地震是多點多組強烈地震的同時爆發,由於各組地震的地震波傳播速度不一樣,橫波與縱波的傳播速度也不一樣,因此就有可能產生波的疊加或疊減。如果兩個波的波峰重疊就會產生波的疊加效應,就會對建築物造成更大的毀壞。在波的傳播過程中,傳播路程的地質條件不一樣,各種土層對地震波的作用不一樣,波的疊加也會不一樣,對建築物的損毀程度也會不一樣。有時不同方向傳遞的波疊加還會形成扭轉,地震波到達建築物兩端的時間差異,也會造成建築物的扭轉破壞,扭轉會造成建築物更為嚴重的破壞。這就是為什麼有的地區距震中距離較遠,但建築物破壞程度卻比距震中距離近的建築物破壞更嚴重的一個主要原因;也是為什麼同一地區有時相距很近的兩個建築物但破壞程度卻相差很大的一個重要原因。)

 ?三是建築物所在場地及周邊環境的地質構造對建築物地震破壞起著重要的作用。

 ?四是房屋的建造年代和房屋的勘察設計、施工質量對建築物的抗震極為重要。(老舊的教學樓、醫院又多采用單跨外走廊結構和內走廊磚混結構,單跨外走廊結構的抗震性能較差;內走廊磚混結構的內橫牆在內縱牆處不能貫通,老舊建築物在未貫通的磚橫牆與內縱牆交接處設置的鋼筋混凝土構造柱又較少;一般老舊的教學樓、醫院等房屋未層層設置鋼筋混凝土圈梁,又多采用預應力空心樓板,有的房屋還以縱牆承重,房屋的整體性和整體剛度都較差。因此這部分房屋的抗震性能自然也很差。)

5

砌體結構地震後破壞形式


1.剛性樓蓋房屋,上層破壞輕、下層破壞重;柔性樓蓋房屋,上層破壞重、下層破壞輕;

  2.橫牆承重房屋的震害輕於縱牆承重房屋;

  3.堅實地基上的房屋震害輕於軟弱地基和非均勻地基上的震害;

  4.預製樓板結構比現澆樓板結構破壞重;

  5.外廊式房屋往往地震破壞較重;

  6.房屋兩端、轉角、樓梯間、附屬結構震害較重。



7

抗震優例

?在日本木結構建築占到普通住宅建築的80%以上 

?輕型木結構具有三大特點,首先,結構自重輕,木材的重量僅為混凝土重量的1/4到1/5,相同體量的建築物,結構自重越小受到的地震作用也越小,所以輕質的木結構受到的地震作用比較小;其次,現代輕型木結構采用規格材做牆體骨柱,定向刨花板或膠合板等結構性能穩定的板材做覆麵板,形成具有良好抗側能力的木剪力牆,這也是結構主要的抗側力構件;最後,小斷麵密布的輕型木結構是柔性結構,有很大的結構冗餘度以及一定範圍內的變形能力,結構可以通過自身的變形來消耗能量,提高整體安全性。當發生地震時,在三大特點的共同作用下,輕型木結構體現出良好的“以柔克剛”的抗震性能。

?在日本,抗震設計中對建築結構的抗震性加以考慮,可分為抗震結構、減震結構、隔震結構三種。

 ?抗震結構就是中小地震發生時利用柱子、梁、剪力牆的承載力抵禦地震發生時利用延性抵禦地震的結構。結構形式大致分為框架結構和剪力牆結構。

 ?減震結構是指通過在抗震結構的建築物內設置阻尼器來抑製震動,減輕柱子、梁等主要結構構件損傷的結構。針對大地震設計的阻尼器,多采用安裝減震器的方法。應明確建築的結構、阻尼引起的地震力的方向後再選擇減震器。最近減震器已經開始用在高層建築及已建建築的抗震加固方麵。 

?隔震結構則是一種在建築物的基礎部位或中間層設置隔震構件以使施加於建築物的地震力引起的橫向震動得到抑製,並使建築物的晃動頻率放緩的結構。與在過去的抗震結構中認為放在第一位的是如何保護人員的生命安全,柱、梁、牆等中出現某種程度的損傷是不可避免的觀點不同,這種方法是為了設計出一種通過減小地震對建築物結構造成的損傷,在大地震過後仍可繼續使用、抗震性能更好的建築物。最近,在公寓、醫院等建築中也采用了這種結構。

END

小組成員:鍾開歌 許瑞琦 葛錦寧 曹傳森 陳約傑



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