地震对房屋结构破坏的认识与我们的责任.ppt

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1、地震对房屋结构破坏的认识与我们的责任,工程抗震知识教育与培训,一、对地震的认识,1、地震的成因,地球表层是由一些板块合并而成.这些板块就像浮在海面的冰山，在熔融的地幔岩浆上漂浮运动。所谓板块构造，讲的就是这些坚硬的岩石板块以及它们的运动体系。地球表层主要有六个基本板块，板块是坚如磐石，其内部是稳定的，地壳处于比较宁静之中，而板块之间的交界处是地壳运动激烈的地带，经常发生火山喷发、地震、岩层的挤压褶皱及断裂。,如果一个或者两个板块边缘都是很薄的海洋岩壳，那么，一个板块就可能滑向另一个，当两个板块运动到一起时，它们之间的摩擦造成戳穿和剧烈运动，因而产生地震带。海洋下沉岩壳向更深层地壳运动，在接近热

2、核（hot core）深层时融化，然后融化的岩浆喷出地表，形成火山喷发现象。如果这两个板块携带着大陆，那么，它们将相互接近。大陆壳比海洋岩壳密度小，所以，如果一个大陆接近一个下沉板块边缘的时候，就不会滑向另一块岩壳的下面，所以，就会防止它下面的板块继续下沉。如果两块板块各具有一片陆地，相互碰撞时都不会塌陷退让，撞击的结果形成长长的山脉。喜马拉雅山是世界上最高的山脉，就是由于4000-4500万年前，印度板块和亚洲板块相撞形成的，现在仍然在缓慢上升。,2、地震等级与地震烈度 震级是指地震能量释放的大小；烈度是地面遭受地震影响和破坏的程度。它们是衡量地震的两把“尺子”。一次地震只有一个震级，但烈度

3、不只一个，一般而言离震中近的地方烈度高，破坏大；反之烈度低，破坏小。烈度的大小还和地质情况的差异有有很大关系，比如是否是在断裂带上。我们经常听说，这个建筑能抗几级地震，实际上这个概念是不准确的，所以施工图纸上都是说明地震设防烈度，比如合肥地区就是7度抗震设防。,地震发生时，地下岩层断裂或错位释放出巨大的能量，激发出一种向四周传播的弹性波，这就是地震波。地震波主要分为体波和面波。体波可以在三维空间中向任何方向传播，又可分为纵波和横波。纵波振动方向与波的传播方向一致的波，传播速度较快，到达地面时人感觉颠动，物体上下跳动。横波振动方向与波的传播方向垂直，传播速度比纵波慢，到达地面时人感觉摇晃，物体会

4、来回摆动。面波 当体波到达岩层界面或地表时，会产生沿界面或地表传播的幅度很大的波，称为面波。面波传播速度小于横波，所以跟在横波的后面。,3、地震对土木工程的破坏,唐山大地震7.8级，95%的房屋被摧毁,1 1976年7月28日凌晨3时49分56秒，唐山市发生7.8级强烈地震，这是中国历史上、也是400多年来世界地震史中最悲惨的一次。这次地震破坏范围超过3万平方千米，有感范围波及全国14个省、市、自治区，相当于国土面积的一半，这次地震有24.24万人死亡，重伤16万，轻伤36万。震后唐山一片废墟，倒塌房屋530万间，经济损失100亿人民币。震时列车出轨，桥梁坍塌，供水供电，交通，通讯等系统破坏。

5、,3、2008年汶州大地震（重点介绍）2008年5月12日14时28分，在四川省汶川县映秀镇附近发生80级的地震，震中位于北纬3l度，东经1034度。此次地震是新中国成立以来破坏力最强、波及范围最广、救援难度最大的地震，给震中和地震波及区带来了极大的损失，而造成损失最直接的原因之一是房屋建筑的破坏和倒塌。据统计此次地震造成的直接经济损失达8451亿元，地震造成69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪。,地震成因印度洋板块向亚欧板块俯冲，造成青藏高原快速隆升。高原物质向东缓慢流动，在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构造应力能量的长期积累，最终

6、在龙门山北川映秀地区突然释放。逆冲、右旋、挤压型断层地震。四川特大地震发生在地壳脆韧性转换带，震源深度为1020千米，与地表近，持续时间较长，因此破坏性巨大，影响强烈。,汶川大地震过程中地表位移场的变化,汶川地震时地表破裂位移滑动过程,5月14日航拍的地震后汶川县映秀镇,绵竹市遵道镇鹏花村在地震发生前后的对比图,5月14日，绵竹市汉旺镇。亲人们在死去的孩子身边痛哭。,四川省汶川大地震灾区5月17日频繁发生余震，岷江两岸多处因山体滑坡和塌方形成危险的堰塞湖。,地震造成的房屋倒塌或者其他次生灾害，造成大量人员伤亡和财产损失，居各种灾害第二位，给无数的家庭带来永久的伤痛。比如1906年4月18日凌晨

7、5时13分，美国旧金山发生里氏8.3地震，无数房屋倒塌，水管、煤气管道被撕裂，遇到明火，发生大火，整整燃烧了3天，烧毁了520街区近3万栋楼房，死亡6万余人。房屋结构由于地震的作用造成的破坏大致由以下几种原因1、选址不当，如果房屋选址距离地质断层、断裂带很近，就会造成房子的破坏，而这种地层断裂或者错位造成的破坏是巨大的，几乎没有土木工程能够抵抗。比如台湾集集地震导致的水坝溃坝；比如四川省彭州市白鹿中学断裂带通过。,石岗大坝拦截大家溪，是台中县主要饮用水源之一，全长700米，兴建于194-1977年。9.21地震中受断层作用北段三跨泄洪道断塌，断裂处南侧拱起约9.8米，北侧约2米。,2、不当的设

8、计与施工：在市场经济条件下，房地产开发商要求设计合同签订最低含钢量，导致很多建筑都只能满足规范各项最低标准，将各项最低标准叠加，必然导致结构安全度降低，设计和施工时间不断压缩导致了不科学的建设周期，加之普遍存在的施工低价中标，又叠加了施工最低标准。施工中的不规范就太多了，主要是指工序操作层面的，有很多是大家在施工操作中经常性、习惯性的。3、还有不使用不合格的材料、不正确的使用，比如装修中擅自破坏结构等发现问题不及时加固。等等。作为建设者，工程就在我们的手中诞生，选址、设计、使用等环节我们左右不了，但我们的操作环节质量决定了工程的实体质量。“百年大计，质量第一”，以下就着重就不当的施工容易造成结

9、构薄弱部位，影响结构抗震安全，结合图片和地区工程实际，与各位共同探讨，以期引起各位重视，自觉认真执行规范。,四、结构施工中常见的通病及防治措施,1、框架结构柱、梁端箍筋加密区、节点核心区箍筋设置、钢筋非连接区段、焊接与连接质量保证等。“强柱弱梁、强剪弱弯、节点更强”等，是结构设计的一个原则，其目的就是使结构在地震作用下有优良的抗剪功效，实现延性屈服机制，保证结构不倒塌。地震作用下框架结构破坏有整体倒塌、局部垮塌、房屋倾斜等，特征主要为：底层柱柱端混凝土剥落、压碎，柱纵筋压曲、梁端弯剪破坏、梁柱节点破坏等等。,框架结构房屋破坏发生局部垮塌、整体倾斜的主要原因是柱（尤其是底层柱）的破坏。底层柱上下

10、端均出现塑性铰，但还有一定的承载力时，房屋底层发生整体倾斜。当地震作用时间增长，幅度增大，尤其是这次地震有时间间隔不长的二次主峰作用，使得已严重受损的主要承重构件再度遭受水平作用，致使房屋底部楼层发生垮塌。而出现这种情况的房屋大多是：底层为大空间，隔墙很少，上部为住宅，隔墙较为密集，引起上下层刚度突变，底部成为薄弱层，严重破坏。,北川县城多层办公楼在遭受大震时完全倒塌，各层重叠，框架梁柱节点破坏，框架柱倒塌至水平位置,汶川县映秀镇中学五层教学楼整体倒塌，各层柱剪断形成阶梯,都江堰市区底层为商铺，上部四层为住宅。图中原为五层，一、二层倒塌，上部基本完好。,都江堰市区酒店式公寓楼，框架，底部为架空

11、层，隔墙少上部为五层内走廊式公寓，隔墙多。图中为底层柱上下端出现铰，倾斜。,框架柱破坏对于多层框架结构，地震中柱端弯剪破坏比较多，尤其是底层空旷，填充墙较少时破坏更加严重。主要表现有：柱端混凝土压碎、钢筋裸露、纵筋压屈或箍筋拉断、柱折断。短柱是指钢筋混凝土结构中按内力计算值得到的剪跨比MC/(VCh0)不大于2、反弯点在柱子高度中部、柱净高与柱截面高度之比Hn/h不大于4。实际工程中，应注意由于实心粘土砖填充墙对框架柱的约束，如：框架柱间砌筑不到顶的隔墙、窗间墙以及楼梯间休息平台使框架柱变成短柱。还应注意计算的方向，柱子的截面高度应选取沿填充墙平面内的柱子截面尺寸，而不是选取柱子截面尺寸最大值

12、(尽管这二者有时可能会相同)。短柱的几种类型1.错层短柱。出现于楼层不同标高相连接的柱。2.夹层短柱。出现于带走马廊的夹层中。3.全层短柱。,4.填充短柱。这是柱被硬质装修所约束形成的短柱。虽然柱身较长，在构造上仍应按短柱对待。国内外历次震害调查报告和模拟实验结果均表明：短柱容易发生沿斜裂缝截面滑移混凝土严重剥落等脆性破坏。其破坏特点是裂缝几乎遍布柱全高，斜向裂缝贯通后强度急剧下降，破坏非常突然。尤其是同一层同时存在长住和短柱时，常由于短柱率先失效，而导致建筑物的局部乃至整体倒塌。11G101-1图集中规定：当柱净高（包括因嵌砌填充墙等形成的柱净高）与截面长边尺寸（圆柱为截面直径）的值Hn/h

13、c4时，箍筋沿柱全高加密。小墙肢即墙肢长度不大于墙厚4倍的剪力墙。矩形小墙肢的厚度不大于300时，箍筋应全高加密。这些部位施工方面的原因主要是柱端箍筋加密区箍筋间距过大、梁柱纵筋锚固不满足，混凝土骨料级配不好以致节点区或上下端混凝土压碎，其危害告诉我们工程中的问题，看似小问题，施工中怕麻烦，一味贪图方便，想省一点人工，结果常常会造成很大的损失。,都江堰市一在建小区的独栋别墅错层处短柱混凝土碎裂、剥落、钢筋裸露等严重破坏的情况,这是都江堰市区一小区商住楼底层柱上下端箍筋间距偏大，间距不均匀，地震来袭击时，纵筋压屈、混凝土压碎的情况。,都江堰市一工业建筑底层柱上端箍筋间距偏大，柱纵筋压屈,青川，三

14、层框架结构，施工时该处箍筋偏位，间距过大，底层柱上端纵筋压屈,楼梯二、三层间的平台处的斜向框架梁梁柱节点的破坏，其箍筋间距偏大甚至漏设，节点处混凝土不密实，施工缝处的连接也很差。地震来袭时，终未能幸免于难。,汶川映秀镇五层框架结构，梁柱节点区箍筋放置不均匀，纵筋在地震力作用下呈现灯笼状鼓出。,汉旺，三层框架结构，二层梁柱节点处箍筋间距过大，主筋鼓出，混凝土剥落,2、框架-剪力墙结构 框架-剪力墙或剪力墙结构在地震中的破坏特征主要表现为：剪力墙身发生剪切破坏或边缘构件压弯破坏，以及墙身沿施工缝滑移错动的水平施工缝剪切破坏；框架部分梁、柱或节点出现裂缝。剪力墙水平施工缝、混凝土接槎处的清理和交接质

15、量直接关系到抗剪切能力，由于混凝土结合不良，就会形成抗震薄弱部位。墙身L形转角形墙及一字形暗柱等部位，由于刚度大而应力集中，是最容易受损的部位，一字形暗柱在剪力墙受力过程中，其最外边缘部分的应力将大大高于其他部分而易于破坏。而很多钢筋工认为剪力墙及暗柱、约束边缘构造等的拉钩认为不重要，应该两个135度弯钩往往做成一头135度，一头90度；拉钩遗漏的情况比较多。剪力墙的连梁部位在地震中主要以剪切破坏为主，所以设计规范要求对于一、二级抗震等级各类构件中的剪力墙连梁，当跨高比（L0/h2.0）,且连梁宽度不小于200时，另设斜向交叉构造钢筋；当截面宽度不小于400时，另设设置斜向交叉暗撑，全部剪力由

16、暗撑纵筋来承担，并按框架梁要求设置箍筋加密区。这样的设置能有效拉高连梁的抗剪钢筋效能，延迟连梁的剪切破坏发生，提高连梁的延性。,都江堰一八层框架-剪力墙结构剪力墙身裂缝处墙身分布钢筋被压屈,都江堰十三层框架-剪力墙结构的L形转角墙边缘构件、一字形暗柱纵筋压屈破坏，混凝土压碎，纵筋屈服。,都江堰市区八层框架-剪力墙结构弧形剪力墙水平施工缝破坏的情况，左侧图片显示施工缝处竖向分布筋断裂。,都江堰、彭州十一、十六层框架-剪力墙结构连梁破坏的情况，右侧图片是小跨高比连梁发生剪切破坏，交叉裂缝相交处混凝土被压碎。,对于施工缝处的混凝土浇筑，要求：1、已浇筑混凝土，其抗压强度就不小于1.2N/mm2，也就

17、是人踩上去没有脚印来直观判断；2、在已硬化的混凝土表面上，应清除水泥薄膜、松动石子以及软弱混凝土层，并充分湿润和冲洗干净，且不得有积水；3、浇筑混凝土前，应行在施工缝处铺一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆；竖向结构混凝土浇筑前，应先均匀铺3-5cm厚与混凝土内砂浆相同成分的水泥砂浆。使用预拌混凝土泵送的，可以采用润管砂浆，应禁止无接浆浇筑混凝土；4、混凝土应仔细捣实，使新旧混凝土紧密结合。,3、楼梯楼梯在框架结构中，由于对结构刚度影响比较显著，楼梯受到的地震损害比较普遍，产生的破坏也非常严重。（1）板式梯板震害中，其中有在板施工缝位置产生剪切滑移裂缝，这是因为施工的原因留缝位置不当、施工缝未清理

18、干净致使夹渣产生等使施工缝成为薄弱部位造成的。其他的破坏情况有沿板宽出现贯通裂缝，梯板钢筋被压屈或拉断；板断裂并产生较大错动，钢筋与混凝土剥离等。（2）板式楼梯平台梁震害出现在梁端及上下梯板相交处。梯梁在上下梯板相交处处于面内和面外同时受力的复杂应力状态下，破坏以剪扭破坏为主；梁端有剪切破坏和弯曲破坏；（3）平台梯柱震害与框架柱类似，当梯柱截面较梯梁截面小较小时出现柱端破坏。,梯板在施工缝位置剪切破坏汉旺七层底部框架-剪力墙底部楼梯在施工缝处破坏，钢筋断裂或压曲,梯板施工缝处破坏情况,框架结构楼梯底层平台梯梁在上下梯板相交处破坏的情况,都江堰七层框架结构楼梯底层平台梯梁梁端弯曲破坏,都江堰在建

19、工程楼梯起步处小柱破坏,4、填充隔墙等围护结构填充墙等围护结构主要震害表现为砌体填充墙由于剪切破坏产生X形裂缝、沿裂缝线的块体垮塌、墙体失效整体垮塌、墙体与柱墙的连接破坏、女儿墙和栏板的破坏或塌落等等。（1）砌体填充墙钢筋混凝土框架结构房屋的底部区域和框架-剪力墙结构的中下部楼层的砌体填充墙在地震作用下情况比较严重，框架的层间变形最大值发生在底部几层，框架-剪力墙结构的层间变形最大值发生在（0.4-0.8）H左右，若框架-剪力墙结构中的剪力墙偏少，则其最大层间变形位置会下移。较大的层间变形是导致砌体填充墙破坏的主要原因。在往复水平地震作用下，墙体一般先沿对角线剪切破坏，产生X形裂缝；当裂缝开展

20、到一定程度，砌体会丧失承载力，沿裂缝线成块体垮塌，重则整片墙全部垮塌。施工中往往发现构造柱插筋未预留，后植筋锚固力质量得不到保证，特别是上部钢筋，这些问题都应杜绝；砌体填充墙破坏虽不象主体结构破坏那样带来的严重后果，但其损坏或倒塌，同样会造成人员伤亡和财产损失，震后修复加固的代价也是很高的。,这二张图显示的是因为砌体填充墙与主体柱、墙等连接问题而产生的破坏。,都江堰一在建工程四层框架底层页岩空心砖填充墙X形裂缝,都江堰一十三层框架-剪力墙结构第五层页岩空心砖填充隔墙墙角垮塌,砌体、过梁与柱连接失效致使局部垮塌图,配电箱、开关盒处墙体因管线集中设置处薄弱部位应力集中，沿垂直主拉应力方向开裂破坏。

21、,5、变形缝 在实际施工中，往往缝中有混凝土块体等建筑垃圾，建筑在地震作用下产生的相互碰撞使得变形缝两侧的梁等构件破坏。我们要注意一个是缝的净宽度要满足设计要求；二是缝内混凝土块体等建筑垃圾要清理干净。,这是绵竹汉旺东汽宾馆变形缝震害，因缝内有大量的混凝土块体未清理，建筑的碰撞挤压使得变形缝处的封边梁侧向破坏。,6、农村自建房每次地震来袭击时，大量倒塌和严重损坏的房屋建筑中，农村自建房占有很大的比例。特别是边远的地区，大量的农村自建房没有抗震设防和抗震能力，往往是受灾的“重灾区”。我们基本上老家都在农村，在外面赚了些钱后，会回老家盖房子，为小孩子娶媳妇，改善居住条件，往往是花费自己一生的积蓄，

22、关注自建房屋的抗震安全，事关各位的切身利益。农村自建房屋参与建设的工匠，好多是我们这样经历过工程建设施工的建筑工人，但技术素质、操作质量，参差不齐，直接关系到这部分房屋的施工质量。在一些城镇，靠近主干道，会大量建造底层是临街商业店铺，上部二、三层住宅的建筑。有共同的特点：底层纵向墙体沿街面设置较少甚至未设，大多设置在建筑物的后面，中间偶尔设置少量。墙体采用砌体居多，部分临街面外纵墙设置于二层悬挑梁承托的边梁上。地震造成的破坏主要有整体垮塌，一层钢筋混凝土结构垮塌，房屋倾斜，上部砖砌体受剪破坏或局部垮塌等。,彭州三层底框架底层严重破坏情况,砖混结构墙体的大面积垮塌，从断口来看，墙体厚度仅120，

23、转角部位均无构造柱，楼层位置也无圈梁。,这是位于北川县城的一砖混结构房屋，圈梁、构造柱形成了有效的约束体系，提高了房屋的抗震性能，尽管发生了很大的侧向位移变形，但未倒塌，体现了构造柱和圈梁的抗震能力。,安县外推砖混结构房屋上层外推墙局部垮塌，纵墙为120厚，且角部无构造柱，角部砌筑时也未留马牙槎,施工中的外推房纵墙损坏，120厚，转角及大洞口边无构造柱，窗边墙段长度偏小，破坏情况,乡镇自建临街家带店房屋，具体抗震措施建议有：1、上部砖墙应设构造柱；2、采用现浇钢筋混凝土楼屋面板3、加强下部底层框架柱的配筋，提高其在砖墙失效后的承载能力4、底层砖砌体墙应采用配筋方式，提高其抗剪承载力和抗倒塌能力

24、5、在临街面纵向方向适当增加钢筋混凝土抗震墙6、上部砌体墙应与底部的框架梁或抗城震墙对齐，外纵墙和横墙应避免置于悬挑梁上，使地震剪力的传力途径尽量直接。农村自建房应效仿砖混结构房子，砌体转角处、房屋角部、大面积开口处两侧应加构造柱，楼层位置应设圈梁，楼板与屋面板尽量选用现浇钢筋混凝土结构；预制空心板应保证搁置长度不少于100，且端头应座浆；砖砌体厚度尽量采用240，少用空斗墙，砌体应注意选材，砖块砌筑前应浇水湿润，砂浆灰缝饱满，组砌合理，断砖不要集中使用；后期装修时，墙面开槽不能过深。,五、地震模拟试验,日本防灾科学技术研究所的振动台试验视频，全尺寸6层钢筋混凝土框架结构房屋，长17米，宽12

25、米，高16米。各个角度记录了试验柱等构件破坏情况。,六、创优质结构工程的措施,（一）目标与策划（二）培训交底1、进行质量意识教育2、加强对劳务队伍的培训3、加强对图纸、图集、规范的学习（三）样板制度：事前详细可靠技术交底，可将第一个施工段的各道工序作为样板，严格验收；（四）三检制度：自检、互检、交接检(五)、质量会诊：生产质量例会、讲评(六)、质量奖罚：制定奖罚标准，奖罚结果张榜公布(七)、成品保护,七、具体的创优质结构工程措施,（一）钢筋工程1、钢筋滚压直螺纹机械连接严格按规范钢筋机械连接技术规程JGJ 1072010操作施工，注意：（1）钢筋端部不平时，应用砂轮切割机切掉。（2）钢筋套丝完

26、成后，专用直螺纹量规检验，通规能顺利旋入并达到要求的拧入长度，止规旋入不得超过3p。（3）安装接头时可用管钳扳手拧紧，应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧。标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2p。（4）安装后应用扭力扳手校核拧紧扭矩，拧紧扭矩值应符合规程中表格要求。（5）自检合格的丝头，一头拧上同规格的保护套，另一头拧上同规格的连接套。,1、钢筋加工箍筋弯钩角度必须为135度，平直部分长度为10D和75中大值。钢筋弯曲时，需根据不同的弯折角度、直径、使用不同的弯心模具。钢筋加工后的半成品应分规格堆放，并有标识牌，标明半成品编号、规格尺寸和使用部位。,2、钢筋滚压直螺纹机械连接严格按规范钢筋机械连

27、接技术规程JGJ 1072010操作施工，注意：（1）钢筋端部不平时，应用砂轮切割机切掉。（2）钢筋套丝完成后，专用直螺纹量矩检验，通规能顺利旋入并达到要求的拧入长度，止规旋入不得超过3p。（3）安装接头时可用管钳扳手拧紧，应使钢筋丝头在套筒中央位置相互顶紧。标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2p。（4）安装后应用扭力扳手校核拧紧扭矩，拧紧扭矩值应符合规程中表格要求。（5）自检合格的丝头，一头拧上同规格的保护套，另一头拧上同规格的连接套。,3、钢筋焊接连接严格按钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2012）规范施工作业。焊工应持证上岗，正式开焊前，应做焊接工艺试验，确定焊接参数，合格后方可上岗操作

28、。电渣压力焊焊剂应存放在干燥库房内，如受潮时，在使用前应经250-350度烘焙2小时，烘焙应使用烘干烘箱，严禁掺加锯末，防止产生气孔。电渣压力焊焊包突出钢筋表面 不得小于4mm，接头弯折不得大于2度，接头处轴线偏移不得大于1mm。钢筋搭接焊接时，焊接端钢筋应预弯，并使两根钢筋的轴线在同一直线上。,4、钢筋绑扎板和墙的钢筋网，至少靠近外围两行钢筋的相交点必须全部满扎，中间可隔点绑扎，但双向受力钢筋必须全部绑扎。钢筋绑扎接头注意搭接长度，位置错开要求，搭接处应在中心和两端扎牢。绑扎接头处箍筋应加密设置。5、钢筋位置固定措施：目前剪力墙结构的钢筋都比较细，框架柱、剪力墙暗柱、约束边缘构造的竖向纵筋容易偏位，应采取有效措施固定位置。6、钢筋保护和清理竖向钢筋在楼面位置上至少500范围内应采取保护措施，以免污染钢筋表面，影响钢筋与混凝土之间握裹力。已有污染的钢筋，应清理干净。7、钢筋保护层垫块，水泥砂浆垫块应采用同楼层混凝土配合比的砂浆制作。负筋位置保护层垫铁注意间距，确保钢筋位置正确。,