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高層建筑震害分析研究(3頁).doc

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高層建筑震害分析研究(3頁).doc

1、高層建筑展害分析研究【摘要】:簡要介紹了 1985年墨西哥格雷羅7.3級地震和1996年麗江7.0級地震高層建筑震害特征。采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋震害預(yù)測方法對2000年姚安6.5級地震區(qū)的典型高層建筑進(jìn)行了計(jì)算,將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際震害進(jìn)行了對比，分析了震害原因。關(guān)鍵詞：高層建筑；震害分析；震害預(yù)測1高層建筑震害概況按照我國鋼筋碗高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程JGJ391規(guī)定,8層和8層以上的房屋為高層房屋。1.1墨西哥地震高層建筑震害特征1985年墨西哥格雷羅(Gucrrcro)7.3級地震吋，震中附近的建筑未受到嚴(yán)重破壞，而遠(yuǎn)在400多km以外的墨西哥城湖積區(qū)軟弱場地上的的高層建筑卻出

2、現(xiàn)了的嚴(yán)重破壞現(xiàn)彖, 使1015層的建筑遭到了前所未冇的嚴(yán)重破壞和倒塌。1.2麗江7.0級地震高層建筑震害 1.2.1麗江縣城埸地條件概況麗江盆地為肌型的斷陷盆地,麗江縣城位于麗江盆地中部，地形平坦開闊,地勢北高南低，平均坡度0.8%。除盆地東、西兩側(cè)邊緣出露少量基巖外，大部分地區(qū)為第四系所覆蓋。第四系最大厚度可達(dá)1200m以上，主要為下更新統(tǒng)蛇山組(Qlsh),厚 1871150m。麗江縣城地表主耍為晚更新統(tǒng)冰水沉積和全新統(tǒng)河湖相沉積層。晚更新統(tǒng)冰水沉積北厚南薄，厚14500余g全新統(tǒng)層較薄，一般只冇220m。根據(jù)城區(qū)不同位置24個鉆孔原位剪切波速測量結(jié)果，測試深度達(dá)35m,-般為2

3、0m左右。各七層剪切波速介于77533m/s Z間,多數(shù)在200350m/s之間。參照規(guī)范3標(biāo)準(zhǔn),人部為II類埸地土。122麗江7.0級地震高層建筑震害特征1996年麗江7.0級地震，極震區(qū)為9度5,麗江縣城處于極震區(qū)南部，髙層建筑分布在縣城新區(qū)，麗江縣城內(nèi)共有7幢高層建筑。其中基本完好2幢，占28.57%;輕微破壞4幢，山57.14%;中等破壞1幢，山14.29%。其典型高層建筑結(jié)構(gòu)概況和震害特征是:麗江地區(qū)人民銀行為12層框剪結(jié)構(gòu)，按9度地震進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，樁基礎(chǔ)，樁長16叫樁基持力層為粉十, 承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk800kPa,框架和剪力墻混凝土強(qiáng)度為C40,梁斷面為450mm600mm

4、。震害特征: 底層松架縱梁局部處斷裂，縫寬23 cm, 12層正而磁片局部脫落，填充墻多處輕微開裂，縫寬 0.17).3 cm,長13m;麗江地區(qū)工商銀行位于福惠路南面，與地區(qū)人行只隔一條公路，地區(qū)工行為9仃0)層框架樓，按9度地震進(jìn)行抗徵設(shè)計(jì)，震后基本完好;麗江地區(qū)物資商場為8 (10) 層框架樓，按8度地震進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，毛石條形基礎(chǔ)深1.2m,地耐力18t/m2o震害特征:13層填充墻多處出現(xiàn)交叉剪切裂縫，縫寬25 cm,在裂縫交叉部位粉刷層脫落，主樓南北兩側(cè)均為2 層的副樓,北而副樓屋蓋相對于主樓往北傾斜3 cm,|h于主樓重量要比副樓大得多，地震時主樓的沉降量比副樓的大;麗江地區(qū)

5、電訊大樓為9 (10)層框架樓，13層填充墻多處出現(xiàn)交叉剪切或水平裂縫，縫寬13 cm,長34m;黑白水大酒店為10 （13層框架樓，按8度地震進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),12層外墻面磁片局部脫落，填充墻輕微開裂。為了將震害預(yù)測計(jì)算結(jié)果與實(shí)際震害進(jìn)行對比分析，本文采用鋼筋混凝十框架結(jié)構(gòu)房屋震害預(yù)測方法對2000年姚安6.5級地震區(qū)的高層建筑進(jìn)行了計(jì)算。2鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋震害預(yù)測方法鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力受多種因素影響，國內(nèi)外大量地震實(shí)例、實(shí)驗(yàn)索試驗(yàn)和理論研究表明，層間位移角的大小綜合反映了該層梁、柱、節(jié)點(diǎn)破壞的程度。因此，可以選取層間位移角作為剪切型多層鋼筋混凝土框架房屋震害預(yù)測的

6、主要衡量指標(biāo)。水平地震作川按GB50011-2001 規(guī)范采用底部剪力法計(jì)算，僅就地震作用而言，認(rèn)為設(shè)計(jì)部門按規(guī)范設(shè)計(jì)的鋼筋混凝十框架結(jié) 構(gòu)是滿足規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度要求的，因此，僅驗(yàn)算框架結(jié)構(gòu)房屋的抗震變形，并將Z與變形允許值比較，從而預(yù)測其震害程度。層間彈性位移計(jì)算公式為UcXQiDij（1）式中,Uei為第i層層間彈性位移,Qi為第i層的地震剪力,Dij為笫i層所有柱的剛度特征值Z和。考慮到結(jié)構(gòu)的彈塑性影響,層間彈塑性位移按下式計(jì)算：Upi=pUei（2）式屮:Upi為第i層層間彈駛性位移;p為彈鴉性位移增人系數(shù)，當(dāng)薄弱層（部位）的屈服強(qiáng)度系數(shù)不小于相鄰層（部位）該系數(shù)平均值的0.8時,

7、按規(guī)范4表5.5.4給定值采用,當(dāng)不大于該平均值的 0.5時，按表內(nèi)相應(yīng)數(shù)值的1.5倍采用，其它情況采用內(nèi)插法取值;層間彈塑性位移角按下式計(jì) 算:pi=upiHi（3）式中,Hi為第i層的層高。由層間位移角，按下列范圍判定震害程度：基本完好p 1/800輕微破壞1/800 p 1/400中等破壞1/400 p 1/200 嚴(yán)重破壞1/200 pl/100 毀壞1/100 p3震害預(yù)測結(jié)果2000年姚安6.5級地震區(qū)遭受破壞的高層建筑主要有3幢，其小糧貿(mào)大廈和電力公司綜合樓位于姚安縣城，姚安縣城處于姚安盆地南部，離壓中約2030kim 牟定鑫大酒店位于牟定縣城，牟定縣城處于牟定盆地北部，離震中

8、約5060km。（1）姚安縣糧貿(mào) 大廈結(jié)構(gòu)概況：該樓位于7度區(qū)，為8層鋼筋混凝土現(xiàn)澆全框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積 3261.4m2,1994年竣工，層高12層為4.5m,3層為3.9m,48層均為3m,鋼筋混凝土柱斷面13 層為500mm500mm,48層為450mm450mm,梁、林、板混凝土強(qiáng)度為C2&填充墻厚24cm, 砂漿強(qiáng)度為M3.0JI類場地土，按7度抗震設(shè)計(jì)。姚安縣糧貿(mào)人廈和電力公司綜合樓震害預(yù)測計(jì)算結(jié)果列于。實(shí)際震害:底層、2層?xùn)|端兩角圓弧形填充墻產(chǎn)生X型剪切裂縫,磁片脫落,13層填充墻局部開裂,實(shí)際震害為中等破壞，與震害預(yù)測結(jié)果一致。破壞原因:1）縱、橫向傳來的地震波在圓弧

9、型墻體匯合，應(yīng)力集屮而導(dǎo)致破壞;2）裝飾墻底部無基礎(chǔ),以懸挑梁形式承重而破壞。（2）姚安縣電力公司綜合樓結(jié)構(gòu)概況:該樓位于7度區(qū)，為9層鋼筋混凝土現(xiàn)澆全框架結(jié)構(gòu),1,2層高各4.2m, 3層高3.9m, 48層高3.1m,9層高2.4m。總建筑面積3158.75m2,1997年竣丄，鋼筋混凝土柱斷面為550mm550mm,梁、柱、板混凝土強(qiáng)度13層為C25,49 層為C20,磚砌體砂漿強(qiáng)度為M5.0,填充墻厚24cm, II類場地土，按7度抗震設(shè)計(jì)。實(shí)際震害: 各層填充墻在梁、柱結(jié)合部位局部輕微開裂，其屮2層山墻水平裂縫長3.5m,寬1mm,13層電梯間墻面磁片局部脫落。實(shí)際震害為輕微破

10、壞，與震害預(yù)測結(jié)果一致。（3）牟定縣鑫人酒店結(jié)構(gòu)概況:該樓位于6度區(qū)，為10層全松架，總建筑而積7396.56m2,2000年竣工，層髙1層為 4.8m,23層為4.2m,410層均為3m,鋼筋混凝土柱斷面500mm600mm,梁、柱、板混凝土強(qiáng) 度15層為C30,610層為C25,填充墻厚24cm,砂漿強(qiáng)度為M5.0JI類場地土，按8度抗震設(shè) 計(jì)。震害預(yù)測計(jì)算結(jié)果:列于表2。實(shí)際震害:13層填充墻在梁、柱結(jié)合部位局部輕微開裂。實(shí)際震害為輕微破壞，震害預(yù)測結(jié)果為慕本完好，實(shí)際震害比震害預(yù)測結(jié)果重。4震害原因分析（1）軟土上的高層建筑震害重。如墨西哥城湖區(qū)的嚴(yán)重破壞的一個重要原因是土層與結(jié)

11、構(gòu)的雙重共振作用，地震波在墨西哥城的湖相沉積盆地內(nèi)多次反射，軟弱土層使得地面運(yùn)動加速度放尢持續(xù)時間延長，周期約為2s的近似于純簡諧振動的地面運(yùn)動持續(xù)時間長達(dá)180s 左右,加速度峰值達(dá)0.18go （2）地基十變形引起的破壞。如麗江地區(qū)人民銀行由于地基土開裂, 地而裂縫延伸到房屋框架上，使底層框架橫梁斷裂。（3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理。如麗江地區(qū)物資商埸為毛石條形基礎(chǔ)，地震吋山于地基產(chǎn)生不均勻沉降，使房屋嚴(yán)重傾斜。高層建筑的基礎(chǔ) 一般應(yīng)采用鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。（4）填充墻施丄砌筑質(zhì)量差。如麗江地區(qū)物資商埸磚填充墻設(shè)計(jì)砂漿強(qiáng)度為M2.5,實(shí)測砂漿強(qiáng)度不足M1.0,致使13層填充墻開裂、

12、酥碎。通過研究高層建筑震害，分析震害原因,可以從遭受破壞的高層建筑屮吸取教訓(xùn);同時可以從強(qiáng)烈地震作用下仍然保持基本完好的高層建筑屮總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì), 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，加強(qiáng)施工監(jiān)督、檢查和管理,保證工程施工質(zhì)量。參考文獻(xiàn):1 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T17742-1999,中國地震烈度表S.2中國地震局.地震現(xiàn)場工作大綱和技術(shù)指南M.北京:地震出版社,1998.3 GBJ11-89,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范S.4 GB 50011,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范S.5王錫財(cái)，等.麗江7.0級地震麗江縣城房屋震害分析J.地震研究,1997,20：417423.王錫財(cái)，等.施甸5.9級地震房屋震害分析J.白然災(zāi)害學(xué) 報(bào),2002,11（1）:74-80.

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