分析汶川房屋震害_提高抗震設(shè)計(jì)水平

1、5.12汶川地震發(fā)生后,舉國(guó)悲痛,世界震驚。按照中核集團(tuán)、核電公司總部和國(guó)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(shù)經(jīng)濟(jì)等專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的"汶川地震應(yīng)急查險(xiǎn)"技術(shù)服務(wù)隊(duì),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(duì),第一批應(yīng)急救援人員自己駕車(chē)奔赴821廠參與應(yīng)急查險(xiǎn)工作。稍后又先后派出四批,三十人次前往821廠、綿陽(yáng)、江油、平武等地參與應(yīng)急查險(xiǎn)、恢復(fù)重建調(diào)查評(píng)估和恢復(fù)重建規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作。在災(zāi)區(qū)工作期間,先后調(diào)查了821、839、903及其江油基地等各類(lèi)住宅約30萬(wàn)m2,十余類(lèi)公共建筑(學(xué)校、醫(yī)院、郵局、銀行、影劇院等8.8萬(wàn)m2,各個(gè)時(shí)期建

2、造的工業(yè)建構(gòu)筑物約16萬(wàn)m2;還察看了一些村鎮(zhèn)建筑。拍攝了幾百?gòu)堈掌?獲得了寶貴的第一手資料。筆者分析整理了現(xiàn)場(chǎng)記錄照片,查閱了有關(guān)設(shè)計(jì)文件、圖紙和文獻(xiàn),撰寫(xiě)此文,供有關(guān)土木建筑設(shè)計(jì)人員、建設(shè)行政管理和防震減災(zāi)管理人員參考。并和同行交流,不妥之處,敬請(qǐng)指正。1調(diào)查震區(qū)概況廣元、青川、綿陽(yáng)、江油、平武五地(以下簡(jiǎn)稱(chēng)五地,位于"汶川地震"地震帶的附近,青川、平武在重災(zāi)區(qū),廣元、綿陽(yáng)、江油離重災(zāi)區(qū)稍遠(yuǎn),約100公里。五地多為山區(qū)。各個(gè)不同的年代"抗震設(shè)防烈度"變化見(jiàn)表1。表1各年代青川等地“設(shè)防烈度”表從表1可以看出以下幾點(diǎn):1在5.12汶川大地震前,廣元、綿

3、陽(yáng)等五地都處于“低烈度區(qū)”或稱(chēng)“6度不設(shè)防區(qū)”。2三十年來(lái),抗震設(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)呈不斷提高的趨勢(shì)。這和我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提高,人的生命財(cái)產(chǎn)受重視的程度不斷提高密切相關(guān)。3地震工程界對(duì)地震的認(rèn)識(shí)需要不斷完善2震害綜述及其原因分析2.1調(diào)查的主要對(duì)象根據(jù)國(guó)家國(guó)防科技局、中核集團(tuán)的工作安排,我們主要調(diào)查了821、839、903等科研、生產(chǎn)廠房,建構(gòu)筑物及其配套的基礎(chǔ)設(shè)施(供水、供氣等;為科研生產(chǎn)、試驗(yàn)等服務(wù)的各類(lèi)公共建筑,如中小學(xué)校、醫(yī)院、商店、體育、郵政等公共服務(wù)設(shè)施;各個(gè)時(shí)期建造的各種類(lèi)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(gòu)筑物震害。主體結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有受到實(shí)

4、質(zhì)性的震害,屬于“中震可修”分析汶川房屋震害,提高抗震設(shè)計(jì)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(yīng)急查險(xiǎn)、恢復(fù)重建調(diào)查評(píng)估的經(jīng)驗(yàn)、感受。整理了三十年來(lái),廣元、綿陽(yáng)等地的“設(shè)防烈度”。對(duì)特定的工業(yè)建構(gòu)筑物、住宅、各類(lèi)公共建筑的震害作了綜述。將河南省的房屋抗震設(shè)計(jì)狀況和廣元、平武作了對(duì)比,提出了防震減災(zāi)工作建議。可供土建技術(shù)人員和建設(shè)行政管理部門(mén)、防震減災(zāi)相關(guān)管理部門(mén)制定防震減災(zāi)規(guī)劃參考。關(guān)鍵詞:汶川地震設(shè)防烈度房屋震害防震減災(zāi)年代廣元青川平武江油綿陽(yáng)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)修改70.10g70.15g80.20g70.15g70.10g·民用工程·57··第72期范疇。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)倒塌案例。破壞的部位或構(gòu)件:圍護(hù)墻體、填充墻體,女兒墻、封山封邊墻、突出物、懸挑構(gòu)件等。破壞的形式:主要為墻體交叉剪切裂縫,縫寬1mm5mm,長(zhǎng)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(jié)構(gòu)的加氣混凝土砌塊填充墻面層開(kāi)裂、脫落較多,成為通害。2.2.2公共建筑震害。主體結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有受到實(shí)質(zhì)性的震害,屬于"中震可修"或&qu

6、ot;大震不倒"。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)倒塌案例。主要部位是平面、立面不規(guī)則,標(biāo)新立異處。學(xué)校(如八二一技校教學(xué)樓、宿舍樓等、醫(yī)院破壞較重。破壞較嚴(yán)重的是1970年代建造的磚木結(jié)構(gòu)或"磚混"結(jié)構(gòu)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(yán)重的房屋,失去了維修的價(jià)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(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)。簡(jiǎn)述如下:上世紀(jì)七十年代的住宅,多為三四層、磚木結(jié)構(gòu),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(gòu)件折斷,樓梯間、非承重隔墻開(kāi)裂。這類(lèi)住宅多數(shù)已經(jīng)接近“危

7、房”,失去了維修的價(jià)值。八十年代住宅,多為五六層"磚混"結(jié)構(gòu),預(yù)制鋼筋混凝土樓板,隔層設(shè)置了鋼筋混凝土圈梁,沒(méi)有構(gòu)造柱。破壞的主要構(gòu)件是非承重120厚隔墻,懸挑構(gòu)件。這類(lèi)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(jié)構(gòu),預(yù)制鋼筋混凝土樓板,隔層設(shè)置了鋼筋混凝土圈梁,設(shè)置了鋼砼構(gòu)造柱。這類(lèi)住宅基本沒(méi)有破壞。2.2.4村鎮(zhèn)建筑震害。多為13層磚木結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu),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(wú)連接的非承重墻體坍塌。2.3原因分析根據(jù)2008.6.11日國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批

8、準(zhǔn)的GB18306-2001中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單,廣元、綿陽(yáng)等五地的抗震設(shè)防烈度都提高了。據(jù)粗略估計(jì),五地實(shí)際遭遇的地震烈度,比“設(shè)防烈度”高1.01.5度,但我們所調(diào)查的建構(gòu)筑物主體多數(shù)都沒(méi)有倒塌。其主要原因有二:1有正規(guī)的設(shè)計(jì)以839工程為例說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。839工程,又叫"西南科學(xué)城"。據(jù)"九院布局調(diào)整改造工程專(zhuān)題史料"記載:關(guān)于抗震設(shè)防問(wèn)題,經(jīng)與八三九工程部協(xié)調(diào)對(duì)各所科研主樓按提高一度(即7度設(shè)防,其它建筑按6度設(shè)防。當(dāng)時(shí),按照1977年的地震基本烈度表,綿陽(yáng)地區(qū)的基本烈度<6度。出于對(duì)工程重要性的考慮,根據(jù)地震工程界對(duì)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(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),汶川大地震的實(shí)踐證明是恰當(dāng)?shù)?。上述的科研主樓包?一所101子項(xiàng)(包括101a、101b、101c,二所201子項(xiàng),三所309子項(xiàng)等。綜合分析這些科研樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,主要特點(diǎn)如下:1“地耐力”都比較高,達(dá)28t/m2;2采用了整體性較好的基礎(chǔ)形式;3現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架;4240mm厚預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心樓屋面板(CG430,在樓屋面板上整澆一層50mm或70mm,細(xì)石鋼筋混凝土?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明,這些建筑的主體結(jié)構(gòu)都沒(méi)有受到實(shí)質(zhì)性的震害,保證了人員、設(shè)備設(shè)施的安全。只需要對(duì)填充墻等進(jìn)行適當(dāng)維修即可繼續(xù)使用。2施工監(jiān)督到

10、位,施工質(zhì)量較好。上世紀(jì)七八十年代,我國(guó)還沒(méi)有“工程建設(shè)監(jiān)理”制度,但核工業(yè)系統(tǒng)單位在搞基本建設(shè)時(shí),都組建一個(gè)專(zhuān)業(yè)比較齊全的基建班子。以839為例,六個(gè)研究所,大大小小約九十個(gè)子項(xiàng),每一個(gè)子項(xiàng)都有一位施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員。所調(diào)查的絕大部分子項(xiàng)的建筑材料、施工質(zhì)量都是挺好的。2.4分析破壞案例,可以得到這樣的結(jié)論:沒(méi)有正規(guī)設(shè)計(jì)的破壞嚴(yán)重,如村鎮(zhèn)建筑、七十年代建設(shè)的住宅;施工質(zhì)量差的破壞嚴(yán)重;平面、立面、質(zhì)量、剛度不規(guī)則的破壞嚴(yán)重;橫墻少的破壞嚴(yán)重,如學(xué)校。3河南省(鄭州市的抗震、防震情況3.1按照1990年的“中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖”,我省只有三門(mén)峽、新鄉(xiāng)、衛(wèi)輝、淇縣、湯陰、范縣等幾個(gè)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(shè)計(jì)水平58··核工程研究與設(shè)計(jì)2008年10月鄭州市在上世紀(jì)“80年代中期”之前,抗震設(shè)防還是6度區(qū);此后,由于是省會(huì)城市(人口超過(guò)百萬(wàn),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(shè)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(duì)比本文表1廣元、平武的"設(shè)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(zāi)規(guī)劃時(shí)關(guān)注的。工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范TJ11-78,于1978年

12、10月批準(zhǔn),1979年8月1日實(shí)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(shè)防,但應(yīng)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(duì)施工質(zhì)量提出要求”。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中,這條“注”往往被忽略,而僅僅記住了“六度不設(shè)防”。所以可以說(shuō),鄭州市在1990年之前建造的相當(dāng)多一部分房屋是沒(méi)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(méi)有進(jìn)行“正規(guī)設(shè)計(jì)”,沒(méi)有采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧．?dāng)遭遇“當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度的地震時(shí),其震害將是嚴(yán)重的”。3.2我省的“豫魯冀交界”地區(qū),是中國(guó)地震局判定的“地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)(2006202

13、0”。該區(qū)域呈西南東北走向,長(zhǎng)約300km,寬約100km.在防震減災(zāi)規(guī)劃,包括地震監(jiān)測(cè)、既有房屋及其它基礎(chǔ)設(shè)施的鑒定加固,新建基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃、新建建筑的抗震設(shè)計(jì)審批、應(yīng)急預(yù)案、資金投入、宣傳教育、應(yīng)急演練等方面,對(duì)該區(qū)宜給予傾斜。4結(jié)論與建議4.1房屋震害分析表明,就目前的技術(shù)水平,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工,完全可以確保房屋在遭遇"設(shè)防烈度"或略高于"設(shè)防烈度"的地震時(shí)不倒塌,保證生命財(cái)產(chǎn)安全。4.2建設(shè)行政管理部門(mén)、土建設(shè)計(jì)人員一定要按照法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理、設(shè)計(jì)。汶川震害表明,即便是在“六度不設(shè)防”的七十年代建造的房屋,只要是滿(mǎn)足了“TJ11-78”總則所提出的“規(guī)則性、牢固連接、對(duì)施工質(zhì)量提出要求”這三條要求的房屋,幾乎沒(méi)有倒塌的案例。說(shuō)明全面理解規(guī)范的立規(guī)原則、按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、確保施工質(zhì)量的重要性。4.3建議組織地震、巖土、土建等技術(shù)專(zhuān)家對(duì)“豫魯冀交界”地區(qū)的重要建構(gòu)筑物、橋梁、水庫(kù)水壩等進(jìn)行鑒定。制定規(guī)劃分期分批、多渠道籌措資金對(duì)不符合抗震設(shè)防要求的重要設(shè)施,人員集中的公共服務(wù)設(shè)施,如學(xué)校、醫(yī)院、大型商場(chǎng)、體育場(chǎng)館等進(jìn)行加固。4.4組織培訓(xùn)