由汶川大地震而对建筑结构设计及抗震鉴定的思考
汶川大地震对建筑物损害巨大,造成损害原因是多方面,但原有建筑结构设计安全设置度低及抗震设防烈度低是不争的事实,提高建筑结构设计及抗震鉴定标准,并立即在全国范围内开展抗震鉴定工作是刻不容缓的任务。
关键词:汶川大地震 建筑抗震设防烈度 建筑抗震鉴定思考
汶川大地震从发生地震到现在已经数月了,这场大地震对人类造成损害可谓深重!危害可谓巨大!巨灾袭来,本是人类庇护所的建筑群顷刻间变成一座座活坟墓,由此引发人们对当时建筑结构设计及施工质量的拷问及对现有建筑抗震能力的思考。
一、 汶川大地震的成因及其危害
2008 年5 月12 日14 时28 分,我国四川阿坝自治州的汶川发生里氏8. 0 级强烈地震,震中位于北纬31. 0°、东经103. 4°,即汶川县境内映秀镇。这次地震来势非常凶猛,涉及范围也较广,几乎在同一个时刻,龙门山中的青川、平武、江油、北川、绵竹汉旺、什邡蓥华、彭州银厂沟、崇庆九龙沟等许多地方,也跟随着发生强烈地震,全国大半地区都有明显的震感。这次地震给震中及周边地区造成了严重的财产损失,造成了灾难性的后果。
1. 汶川大地震成因
这次汶川地震发生在青藏高原的东南边缘、川西龙门山的中心,位于汶川-茂汶大断裂带上。从大的方面来说,汶川处于我国一个大地震带——南北地震带上。青藏高原在隆升的同时,也同时向东北方向移动,挤压四川盆地向东北走滑,而汶川地震就发生在青藏高原的东南上。这次地震具体的发生机制是挤压,开始主要是挤压,到地震快结束时可能还有走滑的能量释放。
而从小的方面说,汶川又在四川龙门山地震带上,这个地方是个地震多发区。板块挤压、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时,也同时向东运动,挤压四川盆地。这次地震的震中和震源机制与龙门山断裂带或者某个相关构造断层的运动相吻合,地震是一个逆冲断层向东北方向运动的结果。
2. 汶川大地震造成的危害
据不完全统计,这次地震已导致**过3000万平方米建筑倒塌,1.2亿多平方米房屋受损,数8**死亡和失踪,数十**受伤,500多**无家可归,直接经济损失数万亿人民币。其中四川的损失是较严重的,占到总损失的91.3%,甘肃占到总损失的5.8%,陕西占总损失的2.9%。
在这些损失中,建筑物和基础设施的损失确实很大,占到了总损失的7成。按照比例排序,民房和城市居民住房的损失较大,占总损失的27.4%。基础设施包括道路、桥梁和其他城市基础设施的损失为其次,占到总损失的21.9%,包括学校、医院在内的其他非住宅用房的损失为*三,占总损失的20.4%。不可计价和间接损失不计其数。地震中县城房屋倒塌近1/3,很多地方被夷为平地。而一些中小学整体房屋坍塌所引发的伤亡事件更是引人注目。
二、 汶川大地震造成建筑物大规模倒塌原因
1、地震作用震级大,烈度高,破坏性强
地震可按照震源深度分为浅源地震、中源地震和深源地震。浅源地震大多发生在地表以下30公里深度以上的范围内,占地震总数的70%以上,所释放的地震能占总释放能量的85%,是地震灾害的主要制造者,对人类影响较大。汶川发生地震是属于浅源地震,其破坏力度较大。
这次汶川地震8级,其震中地区的破坏力度在11度左右。特大地震发生后,灾区许多地质灾害隐患点已经成灾,巨大的滑坡、崩塌、泥石流造成许多建筑物和民房倒塌,造成了人员的大量伤亡,也使公路、铁路、桥梁、通讯等大量基础设施摧毁,地震引发的大量的地质灾害造成了灾区的巨大损失。
2、一些程施工质量问题
震害调查证明,在汶川地震中,很多瞬间倒塌的房屋都是一些村镇住宅,死伤人数也主要在城镇和农村。农村还有相当数量房屋属于自建房,由于没有设计和施工标准,抵抗自然灾害的能力较差。即使在小城镇,也对建筑的设计、建造缺乏有效的控制,施工质量自然也难以保证。地震区大量的砌体结构学校和住宅普遍采用预制空心楼板。由于不按规范要求设置构造柱和圈梁,或施工中不按要求将预制空心板与圈梁或楼面大梁可靠拉结,地震中,由于墙体破坏或外闪、
预制板滑动、折断,导致楼板塌落,造成结构局部或整体倒塌。
3、结构设计规范安全设置水准低,抗震设防烈度低
由于我国处于社会主义初级阶段,社会生产力不发达,为了节约成本和公共资源,我国结构设计规范安全设置水准相比欧美及日本等世界上一些发达国家要低的多,虽然每次规范的修订都加大安全设置水准,但相对还是要低。我国现行设计规范规定的荷载标准值偏低,设计时赋予结构构件的安全富裕度偏低,如欧盟规范要求使用荷载的安全系数为1.6、不变荷载为1.4,美国规范要求使用荷载的安全系数为1.7,而我国现行荷载规范规定的*荷载分项系数为1.2,可变荷载分项系数为1.4,另一方面对于同样的钢筋和混凝土材料,我国现行规范规定在计算结构构件能够承受的能力时,钢材强度需要除以1.08左右的材料强度安全系数,而欧盟规定需除以1.15的钢材强度安全系数。对于结构抵抗给定地震作用的能力,在同样大小的地震设防烈度下,我国现行规范规定设计取用的地震加速度要低于国际通用标准的20%,外加的地震力也随之降低20%,同时由于设计取用的活荷载标准值比国外的低,两项叠加以后,结构抗震能力就相差更多。
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