剖析臺(tái)彎921大地震建筑倒塌的原因_secret

1、一基本概況 一九九九年九月二十一日凌晨一時(shí)四十七分，在我國(guó)臺(tái)灣省中部南投縣集集鎮(zhèn)，發(fā)生了里氏7。3級(jí)的強(qiáng)烈地震，地震地面最大加速度高達(dá)984伽，而本區(qū) HYPERLINK /Constructure/ConKzsj/Index.html 抗震設(shè)計(jì)采用的地震地面最大加速度為230伽。地震持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)40秒鐘，而且地震是上下、水平同時(shí)發(fā)生。地面垂直錯(cuò)位最大有10米。本次大地震造成嚴(yán)重人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，死亡2246人，受傷8735人，毀壞房屋17484棟，其中包括619棟學(xué)校及許多公共 HYPERLINK /Article/Index.html t _blank 建筑，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1000億

2、新臺(tái)幣。大量的 HYPERLINK /Article/Index.html t _blank 建筑如骨牌一般應(yīng)聲倒塌，充分暴露了臺(tái)灣 HYPERLINK /Article/Index.html t _blank 建筑 行業(yè)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)、施工、使用和管理各方面的問(wèn)題。二建筑物震害基本特征據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，臺(tái)灣省五個(gè)縣的十六個(gè)市、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)共倒塌房屋17484棟，其中嚴(yán)重毀壞的有9909棟，半倒塌的有7575棟，其中很多是當(dāng)?shù)胤Q為“三合院”“土角厝”，是以黃泥、石灰加稻草屑制成的土坯砌墻、木屋架上鋪小青瓦的民房，在地震時(shí)幾乎100%倒塌；在城鎮(zhèn)也有大量的多、高層鋼筋混凝土建筑倒塌破壞，其中不乏高

3、級(jí)住宅、銀行、寫(xiě)字樓和豪華酒店，還有學(xué)校、車(chē)站等公共建筑，與1995年日本阪神地震和1996年云南麗江地震相比，本次地震中，多、高層鋼筋混凝土 HYPERLINK /Constructure/Index.html t _blank 結(jié)構(gòu)破壞較多。由大量倒塌的多、高層建筑破壞實(shí)例可以看出，幾乎倒塌的多、高層建筑，全是被當(dāng)?shù)胤Q為“軟腳蝦”“騎樓”的建筑。所謂“軟腳蝦”就是指住戶及建筑商為制造空間，而把一樓挑高、掏空，作為車(chē)庫(kù)及商業(yè)用房，形成建筑中的“薄弱層”；所謂“騎樓”是指沿主要大街的房屋，一層收進(jìn)，二層以上伸出，作為防雨遮陽(yáng)的人行通道。三震害原因分析和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)1地震預(yù)報(bào)和地震區(qū)劃的不準(zhǔn)確地震學(xué)

4、家多年來(lái)一直認(rèn)為臺(tái)灣東部為地震高危險(xiǎn)區(qū)，建筑物的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)高于中部一至二級(jí)。本次地震發(fā)生在臺(tái)灣中部，震中震度高出設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)以上，即地震力比設(shè)計(jì)中地震力高出4倍以上，實(shí)際的儀器記錄也證明了這一點(diǎn)。2抗震規(guī)范方面臺(tái)灣現(xiàn)行的“建筑物耐震設(shè)計(jì)規(guī)范”是1998年制訂的，而在次之前一直 采用1982年制訂的“建筑物耐震設(shè)計(jì)規(guī)范”。這本規(guī)范基本上照搬美國(guó)的“統(tǒng)一建筑規(guī)范”UBC的版本，臺(tái)灣工程界認(rèn)為此規(guī)范對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)相當(dāng)薄弱，構(gòu)造措施也很粗糙。而且對(duì)于現(xiàn)有建筑 HYPERLINK /Constructure/Index.html t _blank 結(jié)構(gòu)的抗震鑒定、評(píng)估和加固則也無(wú)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可循。3設(shè)計(jì)問(wèn)

5、題較多根據(jù)有關(guān)資料，以下幾種典型設(shè)計(jì)失誤造成了建筑震害（1）建筑平面布置不規(guī)則當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的帶有騎樓的“透天厝”樓房，在騎樓前部?jī)H由柱子支撐，正門(mén)為做店面大開(kāi)洞加玻璃櫥窗。地震時(shí)柱子折斷，騎樓倒塌帶動(dòng)主體 HYPERLINK /Constructure/Index.html t _blank 結(jié)構(gòu)前傾，層層跌落。本次在臺(tái)灣許多沿街建筑屬此類(lèi)破壞。這種建筑形式在大陸閩南、潮汕地區(qū)也很常見(jiàn)。另一種是底層作車(chē)庫(kù)、商場(chǎng)，也就是正門(mén)大開(kāi)洞，三面有墻，建筑平面剛度不均勻。地震時(shí)底層倒塌，帶動(dòng)上部結(jié)構(gòu)層層跨落成“千層餅”破壞形狀。如彰化縣員村鎮(zhèn)富貴名門(mén)大樓為16層鋼筋 HYPERLINK /Constructu

6、re/ConHnt/Index.html 混凝土結(jié)構(gòu)，平面為碟形，下部為車(chē)庫(kù)，屬不對(duì)稱平面布置，地震時(shí)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)嚴(yán)重，導(dǎo)致五層以下塌平，五層以上各層重疊成階梯形塌落。（2）建筑立面布置不規(guī)則，豎向剛度突變。建筑沿豎向或因?qū)痈咄蝗蛔兓ㄋ^“挑高”），或在某層抽掉柱子形成空曠（所謂“挑空”），或?yàn)樽非蟠箝_(kāi)間無(wú)梁無(wú)柱等均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則，剛度和強(qiáng)度突變。此類(lèi)建筑在本次地震中破壞最為嚴(yán)重，而且破壞多集中在這些薄弱部位。比較典型的有：南投縣汽車(chē)站三層建筑底層候車(chē)大廳空曠少墻，二、三層為辦公用房，橫墻較多，地震時(shí)底層塌平；臺(tái)北市“東星大樓”（12）層，地下有大型 HYPERLINK /transport

7、ation/transportparking/Index.html 停車(chē)場(chǎng)，地上一、二層為銀行寫(xiě)字樓，抽柱削梁墻也少，三層以上為住宅，剛度很大，地震時(shí)底部倒塌帶動(dòng)上部各層一起倒塌，九樓變一樓。以上震害實(shí)例分析證明合理的建筑布置在 HYPERLINK /Constructure/ConKzsj/Index.html 抗震設(shè)計(jì)中是頭等重要，提倡平、立面簡(jiǎn)單對(duì)稱。因?yàn)檎鸷Ρ砻?，?jiǎn)單、對(duì)稱的建筑在地震時(shí)較不易破壞。而且道理也很清楚，簡(jiǎn)單、對(duì)稱的結(jié)構(gòu)容易估計(jì)其地震時(shí)的反應(yīng)，也容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理?！耙?guī)則”包含了對(duì)建筑的平、立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜

8、合要求?！耙?guī)則”的具體界限隨結(jié)構(gòu)類(lèi)型的不同而異，需要建筑師與結(jié)構(gòu)工程師互相配合，才能設(shè)計(jì)出抗震性能良好的建筑。（3）抗震措施和抗震構(gòu)造措施不當(dāng)。在抗震設(shè)計(jì)中，“抗震措施”和“抗震構(gòu)造措施”是兩個(gè)不同的概念?！翱拐鸫胧笔侵赋卣鹱饔糜?jì)算以外的 HYPERLINK /Constructure/ConKzsj/Index.html 抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括建筑總體布置、結(jié)構(gòu)選型、地基抗液化措施等，主要是考慮概念設(shè)計(jì)要求對(duì)地震作用效應(yīng)的調(diào)整，以及各種結(jié)構(gòu)措施；“抗震構(gòu)造措施”是指根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的原則，一般不需做計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分所采取的細(xì)部構(gòu)造?？拐饦?gòu)造措施要求是作為抗震驗(yàn)算的一種補(bǔ)充和保證。這

9、就足以證明抗震措施和抗震構(gòu)造措施的重要性，但由于是構(gòu)造措施而往往容易被人們忽視。本次通過(guò)對(duì)臺(tái)灣大地震嚴(yán)重破壞但未倒塌的建筑物結(jié)構(gòu)分析表明：某些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)配筋不足，窗間墻過(guò)短，短柱，承重墻體高寬比過(guò)大，柔性底層建筑，抗震墻不連續(xù)，不規(guī)則開(kāi)洞，懸挑構(gòu)件過(guò)長(zhǎng)等。在地震時(shí)破壞集中在這些薄弱部位。（4）個(gè)別結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于大膽，設(shè)計(jì)缺乏抗震概念設(shè)計(jì)。從本次破壞情況分析來(lái)看，有的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng) HYPERLINK /Article/ArcPlan/Index.html t _blank 規(guī)劃不周全，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于大膽，再加上施工質(zhì)量有問(wèn)題，剪力墻面積太少，中庭挑高影響結(jié)構(gòu)安全。如：中山國(guó)賓大樓為中庭挑高建筑

10、，一樓作為公共空間，故墻壁很少，且整個(gè)大樓外墻未設(shè)剪力墻，且開(kāi)窗很多，形成建筑抗震上的所謂“柔軟”底層而倒塌。（5）建筑 HYPERLINK /Article/ArcPlan/Index.html t _blank 規(guī)劃和選址不當(dāng)。城市中樓房間距太小，過(guò)分密集，導(dǎo)致一棟樓房倒塌禍及其他樓房。如：臺(tái)中縣豐原市十一層“向陽(yáng)永照”大樓倒塌后，壓倒臨近建筑。房屋建造在軟弱地基或可液化場(chǎng)地或臨近地震斷層，地震對(duì)場(chǎng)地液化導(dǎo)致地基失效，房屋傾斜。如：南投縣中興新村一座鐘樓和十一層的“金陵世家”住宅樓由于場(chǎng)地液化造成建筑嚴(yán)重傾斜。 四施工質(zhì)量問(wèn)題本次地震時(shí)倒塌和破壞的建筑物暴露出許多嚴(yán)重的施工質(zhì)量問(wèn)題。據(jù)臺(tái)灣媒體報(bào)道“施工不確定（不按設(shè)計(jì)要求施工），設(shè)計(jì)與實(shí)際施工不同，偷工減料，未按 HYPERLINK /Constructure/ConKzsj/Index.html 抗震設(shè)計(jì)要求施工”等也是倒塌的重要原因。如：部分樓房柱子過(guò)細(xì)，配筋不足，箍筋間距過(guò)大，彎鉤、搭接長(zhǎng)度、錨固長(zhǎng)度、縱