分析汶川房屋震害_提高抗震設計水平

1、5.12汶川地震發(fā)生后,舉國悲痛,世界震驚。按照中核集團、核電公司總部和國防科技局的工作安排,我分公司組成了有核化工、土木建筑、巖土工程、技術經(jīng)濟等專業(yè)技術人員的"汶川地震應急查險"技術服務隊,克服交通緊張的困難,5.15日由分公司總經(jīng)理吳忠儉帶隊,第一批應急救援人員自己駕車奔赴821廠參與應急查險工作。稍后又先后派出四批,三十人次前往821廠、綿陽、江油、平武等地參與應急查險、恢復重建調查評估和恢復重建規(guī)劃設計等工作。在災區(qū)工作期間,先后調查了821、839、903及其江油基地等各類住宅約30萬m2,十余類公共建筑(學校、醫(yī)院、郵局、銀行、影劇院等8.8萬m2,各個時期建

2、造的工業(yè)建構筑物約16萬m2;還察看了一些村鎮(zhèn)建筑。拍攝了幾百張照片,獲得了寶貴的第一手資料。筆者分析整理了現(xiàn)場記錄照片,查閱了有關設計文件、圖紙和文獻,撰寫此文,供有關土木建筑設計人員、建設行政管理和防震減災管理人員參考。并和同行交流,不妥之處,敬請指正。1調查震區(qū)概況廣元、青川、綿陽、江油、平武五地(以下簡稱五地,位于"汶川地震"地震帶的附近,青川、平武在重災區(qū),廣元、綿陽、江油離重災區(qū)稍遠,約100公里。五地多為山區(qū)。各個不同的年代"抗震設防烈度"變化見表1。表1各年代青川等地“設防烈度”表從表1可以看出以下幾點:1在5.12汶川大地震前,廣元、綿

3、陽等五地都處于“低烈度區(qū)”或稱“6度不設防區(qū)”。2三十年來,抗震設防的標準呈不斷提高的趨勢。這和我國的經(jīng)濟實力不斷提高,人的生命財產(chǎn)受重視的程度不斷提高密切相關。3地震工程界對地震的認識需要不斷完善2震害綜述及其原因分析2.1調查的主要對象根據(jù)國家國防科技局、中核集團的工作安排,我們主要調查了821、839、903等科研、生產(chǎn)廠房,建構筑物及其配套的基礎設施(供水、供氣等;為科研生產(chǎn)、試驗等服務的各類公共建筑,如中小學校、醫(yī)院、商店、體育、郵政等公共服務設施;各個時期建造的各種類型的住宅等,察看了“三堆鎮(zhèn)”的民用建筑。2.2震害綜述2.2.1科研、生產(chǎn)廠房、建構筑物震害。主體結構基本沒有受到實

4、質性的震害,屬于“中震可修”分析汶川房屋震害,提高抗震設計水平鄭州分公司汪建峰王慶偉摘要介紹了作者參與5.12汶川地震后房屋應急查險、恢復重建調查評估的經(jīng)驗、感受。整理了三十年來,廣元、綿陽等地的“設防烈度”。對特定的工業(yè)建構筑物、住宅、各類公共建筑的震害作了綜述。將河南省的房屋抗震設計狀況和廣元、平武作了對比,提出了防震減災工作建議?？晒┩两夹g人員和建設行政管理部門、防震減災相關管理部門制定防震減災規(guī)劃參考。關鍵詞:汶川地震設防烈度房屋震害防震減災年代廣元青川平武江油綿陽1977年地震基本烈度<6666<61990地震烈度區(qū)劃圖677662001地震烈度區(qū)劃圖60.05g70.

5、10g70.15g70.10g60.05g2008.6.11國家標準化管理委員會修改70.10g70.15g80.20g70.15g70.10g·民用工程·57··第72期范疇。沒有發(fā)現(xiàn)倒塌案例。破壞的部位或構件:圍護墻體、填充墻體,女兒墻、封山封邊墻、突出物、懸挑構件等。破壞的形式:主要為墻體交叉剪切裂縫,縫寬1mm5mm,長度1m5m不等。墻體鼓閃;封山墻、封邊墻、女兒墻塌落較多。鋼筋混凝土框架結構的加氣混凝土砌塊填充墻面層開裂、脫落較多,成為通害。2.2.2公共建筑震害。主體結構基本沒有受到實質性的震害,屬于"中震可修"或&qu

6、ot;大震不倒"。沒有發(fā)現(xiàn)倒塌案例。主要部位是平面、立面不規(guī)則,標新立異處。學校(如八二一技校教學樓、宿舍樓等、醫(yī)院破壞較重。破壞較嚴重的是1970年代建造的磚木結構或"磚混"結構房屋。主要形式,一是鋼木屋架、木檁條、粘土瓦坡屋面的塌落,二是磚墻的交叉剪切破壞。有些破壞嚴重的房屋,失去了維修的價值,需要拆除重建。2.2.3住宅震害。住宅的破壞和建造的年代、結構形式密切相關。簡述如下:上世紀七十年代的住宅,多為三四層、磚木結構,鋼木屋架、木檁條、紅粘土瓦坡屋面。破壞形式“紅瓦坡屋面”的紅瓦脫落,檁條坍塌,懸挑構件折斷,樓梯間、非承重隔墻開裂。這類住宅多數(shù)已經(jīng)接近“危

7、房”,失去了維修的價值。八十年代住宅,多為五六層"磚混"結構,預制鋼筋混凝土樓板,隔層設置了鋼筋混凝土圈梁,沒有構造柱。破壞的主要構件是非承重120厚隔墻,懸挑構件。這類住宅,主體是安全的,修理后可以繼續(xù)使用。九十年代以后住宅,多為五七層"磚混"結構,預制鋼筋混凝土樓板,隔層設置了鋼筋混凝土圈梁,設置了鋼砼構造柱。這類住宅基本沒有破壞。2.2.4村鎮(zhèn)建筑震害。多為13層磚木結構或磚混結構,木檁條、木條板,小青瓦坡屋面。破壞的主要部位是屋面坍塌,突出屋面的局部坍塌,無連接的非承重墻體坍塌。2.3原因分析根據(jù)2008.6.11日國家質檢總局和國家標準委員會批

8、準的GB18306-2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖國家標準第1號修改單,廣元、綿陽等五地的抗震設防烈度都提高了。據(jù)粗略估計,五地實際遭遇的地震烈度,比“設防烈度”高1.01.5度,但我們所調查的建構筑物主體多數(shù)都沒有倒塌。其主要原因有二:1有正規(guī)的設計以839工程為例說明這個問題。839工程,又叫"西南科學城"。據(jù)"九院布局調整改造工程專題史料"記載:關于抗震設防問題,經(jīng)與八三九工程部協(xié)調對各所科研主樓按提高一度(即7度設防,其它建筑按6度設防。當時,按照1977年的地震基本烈度表,綿陽地區(qū)的基本烈度<6度。出于對工程重要性的考慮,根據(jù)地震工程界對1

9、976年唐山大地震震害的深入研究成果,在839工程中采取以上的抗震設防標準進行設計,汶川大地震的實踐證明是恰當?shù)?。上述的科研主樓包?一所101子項(包括101a、101b、101c,二所201子項,三所309子項等。綜合分析這些科研樓的結構設計方案,主要特點如下:1“地耐力”都比較高,達28t/m2;2采用了整體性較好的基礎形式;3現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架;4240mm厚預制預應力空心樓屋面板(CG430,在樓屋面板上整澆一層50mm或70mm,細石鋼筋混凝土?，F(xiàn)場調查表明,這些建筑的主體結構都沒有受到實質性的震害,保證了人員、設備設施的安全。只需要對填充墻等進行適當維修即可繼續(xù)使用。2施工監(jiān)督到

10、位,施工質量較好。上世紀七八十年代,我國還沒有“工程建設監(jiān)理”制度,但核工業(yè)系統(tǒng)單位在搞基本建設時,都組建一個專業(yè)比較齊全的基建班子。以839為例,六個研究所,大大小小約九十個子項,每一個子項都有一位施工現(xiàn)場管理人員。所調查的絕大部分子項的建筑材料、施工質量都是挺好的。2.4分析破壞案例,可以得到這樣的結論:沒有正規(guī)設計的破壞嚴重,如村鎮(zhèn)建筑、七十年代建設的住宅;施工質量差的破壞嚴重;平面、立面、質量、剛度不規(guī)則的破壞嚴重;橫墻少的破壞嚴重,如學校。3河南省(鄭州市的抗震、防震情況3.1按照1990年的“中國地震烈度區(qū)劃圖”,我省只有三門峽、新鄉(xiāng)、衛(wèi)輝、淇縣、湯陰、范縣等幾個區(qū)縣為8度區(qū),其余

11、是6、7度的低烈度區(qū)。其中6度區(qū)約占70%。汪建峰、王慶偉:分析汶川房屋震害,提高抗震設計水平58··核工程研究與設計2008年10月鄭州市在上世紀“80年代中期”之前,抗震設防還是6度區(qū);此后,由于是省會城市(人口超過百萬,一部分重要建筑,如廣播電視、通訊、糧食、六層以上的住宅等,按照7度設防。1990之后劃為7度區(qū),近震;2001年后劃為7度,0.15g,第一組。對比本文表1廣元、平武的"設防烈度"的變遷可以看出,鄭州市和"平武"有相似之處。這是很值得制定防震減災規(guī)劃時關注的。工業(yè)與民用建筑抗震設計規(guī)范TJ11-78,于1978年

12、10月批準,1979年8月1日實行。該規(guī)范“第3條,注”規(guī)定“基本烈度六度地區(qū)的工業(yè)與民用建筑一般不設防,但應盡可能考慮本規(guī)范第4條第四、六、八款的要求”。四、六、八款的要求即“規(guī)則性、牢固連接、對施工質量提出要求”。在設計實踐中,這條“注”往往被忽略,而僅僅記住了“六度不設防”。所以可以說,鄭州市在1990年之前建造的相當多一部分房屋是沒有采取抗震措施的。特別值得一提的是,許許多多的村鎮(zhèn)建筑、包括“城中村”,多數(shù)沒有進行“正規(guī)設計”,沒有采取適當?shù)目拐鸫胧．斣庥觥爱數(shù)卦O防烈度的地震時,其震害將是嚴重的”。3.2我省的“豫魯冀交界”地區(qū),是中國地震局判定的“地震重點監(jiān)視防御區(qū)(2006202

13、0”。該區(qū)域呈西南東北走向,長約300km,寬約100km.在防震減災規(guī)劃,包括地震監(jiān)測、既有房屋及其它基礎設施的鑒定加固,新建基礎設施的規(guī)劃、新建建筑的抗震設計審批、應急預案、資金投入、宣傳教育、應急演練等方面,對該區(qū)宜給予傾斜。4結論與建議4.1房屋震害分析表明,就目前的技術水平,按照標準規(guī)范進行設計、施工,完全可以確保房屋在遭遇"設防烈度"或略高于"設防烈度"的地震時不倒塌,保證生命財產(chǎn)安全。4.2建設行政管理部門、土建設計人員一定要按照法律法規(guī)、技術標準進行管理、設計。汶川震害表明,即便是在“六度不設防”的七十年代建造的房屋,只要是滿足了“TJ11-78”總則所提出的“規(guī)則性、牢固連接、對施工質量提出要求”這三條要求的房屋,幾乎沒有倒塌的案例。說明全面理解規(guī)范的立規(guī)原則、按照規(guī)范進行設計、確保施工質量的重要性。4.3建議組織地震、巖土、土建等技術專家對“豫魯冀交界”地區(qū)的重要建構筑物、橋梁、水庫水壩等進行鑒定。制定規(guī)劃分期分批、多渠道籌措資金對不符合抗震設防要求的重要設施,人員集中的公共服務設施,如學校、醫(yī)院、大型商場、體育場館等進行加固。4.4組織培訓