浅淡对四川震灾的建筑震害分析与对策研究论文

　　摘要：研究分析了四川汶川地震后房屋破坏的原因，提出相应的对策，供同行参考。
　　关键词：框架结构,震害分析,监理质量控制对策
　　2008年5月12日14时28分，在四川汶川发生的里氏八级特大地震，持续时间仅仅5分钟，1500万间建筑物瞬间倒塌，69226人活活被压死，17923人失踪，直接经济损失达1500亿元，震惊全世界。
　　震后笔者受单位派遣汶川赈灾，同时对现场倒塌建筑物的破坏情况进行全面仔细的考察和分析，得出以下结论：地震破坏集中在对结构体系布置不当、建筑抗震措施和抗震构造措施不当、施工质量偷工减料、不按抗震规范、设计图纸施工等等问题上。所以，作为工程建设监理单位，除了在生产程序、影响因素和施工阶段三个方面严把质量关外，还应该重点把握房屋建筑抗震设计概念、节点构造，尽量将施工图的疑点、难点解决在施工之前。现场破坏的建筑物大多为多层或高层钢筋混凝土框架结构，笔者作为监理工程师，谈谈对框架结构破坏成因和抗震对策研究及监理要点，供同行参考。
　　一、框架结构平面刚度分布不均、不对称，竖向刚度突变产生的震害论文
　　案例：某街底部框架结构商住楼，平面形状凹凸复杂。地震后，底层多数钢筋混凝土柱顶端产生水平裂缝，混凝土局部压碎，外纵墙在窗口产生交叉裂缝，凹转角墙角错缝达5cm。
　　原因分析：建筑平面形状复杂，结构平面刚度不对称，凹转角墙角由于地震引起扭转造成破坏；底部框架结构竖向刚度突变，刚度变小的楼层产生较大变形。
　　监理质量控制对策：临街商住楼因使用要求，建筑平面布置不规则，往往在底层设置铺面等大宽度门洞，房屋的顶层设置大会议室、舞厅等空旷房间，楼梯间许多都设置在房屋的尽端和转角处，建筑物沿竖向突然变化，导致结构竖向刚度突变。这类“上刚下柔”的房屋，抗震性能较同高度的多层砖混结构还低。由于我国国情限制，此类房屋依然普遍兴建。
　　监理这类房子时，应建议在薄弱位置采取加强措施（设置构造柱和圈梁，其截面尺寸、竖向钢筋及箍筋、连接措施等要符合抗震规范规定；或对薄弱部位进行专门研究处理）。如当上层砌体承重墙的局部尺寸不满足要求时，对已设构造柱增大截面及配筋。房屋转角处的门、窗间墙承受双向侧向应力，其局部尺寸应不小于1m,其余外纵墙的门窗间墙局部尺寸不满足1m要求时，其限值可放松到0.8m；内墙门间墙局部尺寸不满足要求时，可用设构造柱来满足。
　　二、框架柱的设防薄弱引起的震害论文
　　框架主要是强度和延性不足产生震害，框架柱先于框架梁受到破坏，柱的震害大于梁害，角柱的震害大于内柱，短柱震害大于一般柱，柱上端震害大于柱下端，所以抗震结构设计中应提倡“强节弱杆、强柱弱梁、强剪弱弯”。
　　（1）角柱震害
　　案例：某大楼角柱上端产生45°斜裂缝，这是角柱斜截面受剪破坏。
　　原因分析：由于地震时房屋不可避免要发生扭转，因此角柱所受到的剪力最大；同时，角柱又受双向弯矩作用，而约束又较其他柱小，故角柱受力处于最不利的情况，震害较内柱严重。
　　监理质量控制对策：监理在图纸会审或检验角柱钢筋时，注意角柱箍筋是否按全高加密、箍筋直径是否满足规范要求，角柱四角主筋应较中柱粗和密，要特别注意。
　　（2）短柱震害
　　案例：某办公楼框架柱产生交叉裂缝。
　　原因分析：由于填充强的嵌固作用，原来的长柱变成短柱，短柱破坏与长柱明显不同，常形成交叉裂缝及脆断。这是典型的剪切破坏形式。
　　监理质量控制对策：房屋设计时，可能出现短柱（柱的长边大于柱净高的四分之一，如：小于2.2m层高的设备层），监理在图纸会审或检查短柱钢筋时，要注意：短柱箍筋是否按全高加密、箍筋直径是否满足规范要求。可建议采用井字复合箍、方复合箍、多边行复合箍、螺旋复合箍，以提高短柱抗剪能力。对于因嵌砌墙体形成的短柱，为抵抗附加剪力，建议设计最好采用加腋梁，或者在梁底增加一个角，并增加45°斜向钢筋，这样及可以改善柱端的受力情况。
　　三、梁柱节点的设防薄弱引起的震害论文
　　案例：某学校的屋面楼梯梁柱节点混凝土被剪压，酥脆：某会所顶层框架梁柱节点混凝土核心区产生斜向对角交叉的通长裂缝。
　　原因分析：这些都是由于框架在水平地震力作用下，节点受到左、右梁顺时针绕节点的同方向弯矩和上、下柱反方向作用，产生剪切型斜向裂缝。如此反复作用，节点产生多条交叉裂缝。导致节点核心区混凝土酥脆、箍筋外鼓，甚至崩断。该学校屋面楼梯梁柱节点破坏是由于圆柱断面过小（圆柱断面尺寸为250mm，低于规范规定的350mm要求），节点剪压较大导致。该会所顶层框架梁柱节点混凝土核心区破坏是由于节点核心区抗剪强度不足导致。
　　监理质量控制对策：
　　（1）重点审查柱的截面尺寸是否满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第6.3.6条规定的最小截面要求；
　　（2）施工现场遇到问题，及时与施工单位、设计单位沟通并解决。如遇到节点内的钢筋很密集，绑扎封闭箍筋较困难时，可以建议施工单位使用开口的并合箍筋，但要保证并口处交叉搭接15d以上。如遇到梁柱纵向钢筋很密集，框架节点内的箍筋配置很困难时，可以建议设计单位采用粱端水平加腋，并在加腋外圈设置附加箍筋。为提高节点抗剪能力，可以建议利用下一层柱子每一边中间抽出2至3根竖向钢筋，在节点内向对边的对应位置弯折，然后按照上一层竖筋接头的类型和位置，伸出梁面的一段长度，作为上层竖筋的焊接或搭接接头之用；当节点处做交叉钢筋不能保证混凝土施工质量时，可增设竖向钢筋。
　　（3）监理在检查节点钢筋时一定要注意以下几点：
　　①顶层中柱节点。这种节点的梁上部纵筋比中间层的中间节点梁上部纵向钢筋要求严格，所以，对一、二级抗震等级，贯穿梁上部纵向钢筋直径，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/25。柱的纵向钢筋应该伸至柱顶，当直线锚固长度不足时，柱纵向钢筋应伸入柱顶后弯折，弯折前竖向投影长度不应小于0.5La，弯折后水平投影长度不应小于12d。
　　②顶层边柱节点。框架梁与框架柱的纵向受力钢筋搭接，可采用柱搭接，不能升入梁内外侧柱纵向钢筋，沿柱顶伸进柱内边。当该柱位于顶部第一层时，伸至柱内边后，向下弯折不小于8d后截断；当该柱筋位于顶部第二层时，伸至柱内边后截断。亦可采用梁搭接，无论采用哪种搭接方式，一定注意搭接长度。柱搭梁的搭接长度大于或等于1.5LaE，梁搭柱的搭接长度大于或等于1.7LaE。
　　顶层边柱节点钢筋较密，监理要重点检查。混凝土施工作业时，因为钢筋较密，施工人员会强行割断梁上部锚固钢筋，以便混凝土下料，监理应杜绝这类行为，浇注混凝土应重点旁站监理。
　　四、框架梁的设防薄弱引起的震害论文
　　案例：某六层框架厂房，粱端裂缝集中在1.5-2倍梁高的长度范围，裂缝表现为上下贯通的垂直裂缝及斜裂缝，个别梁在负弯矩筋截断处，也出现斜裂缝；某车站两层框架厂房的框架梁主筋拔出。
　　原因分析：多层框架工业用房的震害是由于梁纵向钢筋屈服造成的；车站框架梁的震害是由于框架梁主筋锚固长度不够造成的拔出震害。
　　监理质量控制对策：钢筋隐蔽前，监理应对框架梁主筋型号、规格、锚固长度、连接，箍筋加密区、间距、肢距和直径，重点检查，还应该注意框架梁主筋不应该与箍筋、拉筋、预埋件等焊接，防止纵筋因焊接变脆，造成损害。
　　五、监理对钢筋混凝框架结构抗震质控的建议
　　（1）所有用于施工的设计图纸，必须严格按抗震结构安全规范、强制性条文进行设计，并提交建筑抗震报告书，并按国家规定的审图程序进行审查、签章，不合格的设计图纸不准用于报建、不准施工。
　　（2）在监理过程中，除了按图严格监督施工质量外，仍须将《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-95）鉴定方法与《建筑抗震设计》（GB5011-2001）列入监理实施细则依据，对抗震设防等级、双向框架平立面刚度分布、抗震缝设置、梁柱钢筋抗震构造等等进行审核，现场质量全面检查，全面验收合格。
　　六、结语
　　这次特大震灾给人民群众生命和财产带来巨大损失，同时给建设行业人员带来强烈震撼，给工程监理人员上了一堂深刻的加强抗震质量控制的课。监理人员肩负对国家人民群众的重大责任，不但要掌握基本建设理论知识，还要全面掌握抗震设计规范、抗震质量控制方法，对工程项目全过程控制，从设计图纸审查、原材料进场质量控制到各工序检查、验收，均实施严格监理、热情服务，才能为国家和人民监造出安全美好的幸福家园。

《浅淡对四川震灾的建筑震害分析与对策研究论文》

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