2019 年 10 月 19 日
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四川长宁6.0级地震工程结构震害机理分析科考组现场工作小结


发布时间:2019/07/24

       一、综述

      2019年7月11日至7月21日,工力所派出由戴君武、杨永强、陈相兆、柏文、刘鹏和王皓六人组成的工程震害科考小组,对长宁6.0级地震及系列余震造成的当地工程结构震害情况进行了现场科考调查,调查点涵盖了灾区核心破坏烈度为Ⅶ和Ⅷ度区的所有乡镇以及靠近Ⅶ度区的6个破坏烈度为VI度的乡镇(图1)。根据建筑震害特点,科考小组选取部分受影响的典型房屋结构进行了结构自振特性测试(图2),获得了实测数据,为后续震害特征深入分析提供了第一手资料。

图1 工程震害科考调查点

图2 振动测试现场照片及测试数据(珙县一中教学楼,已拆除)

        二、不同类型房屋结构破坏特征

      此次地震灾区震中以长宁县双河镇为起点、结束于珙县巡场镇,呈东南—西北走向。灾区范围内,以学校、医院和政府大楼为代表的灾区公共建筑的结构类型以钢筋混凝土框架结构为主,少量采用框架-砖抗震墙结构,个别采用砌体结构;民居多采用砖混结构、砖木结构,少量老旧房屋采用木结构;城镇临街民房多采用底框架混合结构。本次地震中,受6.17长宁6.0级地震及后续4个5.0级以上余震序列影响,不同结构形式的房屋也呈现出不同的震害特征。

       2.1 框架结构、框架-砖抗震墙结构房屋

       多为公共建筑,经正规设计和施工。此次地震中,主体梁柱承重体系破坏较轻,极个别梁柱有轻微损伤,但填充墙、女儿墙等严重破坏,空心砖填充墙、加气混凝土砌块填充墙震害较为严重,普遍出现交叉型贯穿斜裂缝或倒塌,部分女儿墙开裂甚至垮塌掉落,装饰装修工程破坏严重。典型结构的破坏形式如下。

图3 长宁县双河镇中心医院(框架结构)填充墙、吊顶严重破坏

图4 珙县巡场镇米市街小学教学楼(框架结构)填充墙严重破坏

图5 长宁县硐底镇中心学校(框架-砖抗震墙结构)教学楼女儿墙外闪


       2.2 砖混、底框架混合结构

      砖混结构是本次地震区的农村地区最常用的结构形式,大都未设防,墙体厚度多为180mm,预制楼板为主,无圈梁构造柱,震害较重;混合结构多为临街多层砖砌体民房,底层门面采用混凝土柱或砖柱,两端山墙或隔墙为砖砌体承重墙,部分结构的突出屋面楼梯间及山墙出现裂缝,装饰装修工程破坏。典型结构的破坏形式如下。

图6 长宁县双河镇金鸡村非设防砖混结构严重破坏

                图7 长宁县双河镇中心小学教师公寓出屋面楼梯间破坏                  图8 葡萄村民居震后风貌

                                                                                                                                                              

       2.3 土木、砖木结构

     土木结构以土坯墙木屋架、毛石墙木屋架为主;砖木结构以砖墙木屋架为主。该类房屋大都建造年代久远,结构年久失修,震害表现主要为屋顶垮塌、梭瓦和掉瓦,部分墙体开裂、错位,少数房屋出现木柱倾斜,承重梁柱体系破坏较轻。典型结构的破坏形式如下。


                       

                       图9 珙泉镇鱼池村7社木结构房屋屋盖坍塌          图10付龙村木结构填充墙破坏严重、木柱倾斜

       经验与建议

       1. 早期建设的框架结构中小学校舍建筑抗震能力明显偏低,震害主要原因系设计、施工不规范,加之以教学楼为代表的校舍建筑开间较大,墙体数量明显影响结构震害程度。建议对灾区2008年以前建造的校舍建筑重新鉴定筛查、加固改造。

       2.填充墙、吊顶等建筑非结构构件破坏普遍。该次地震再次证明,对于中强地震事件,建筑非结构构件震害突出,对房屋使用功能造成严重影响,往往建筑主体结构完好,但由于非结构构件破坏导致房屋功能失效,严重者因外走廊栏板倒塌甚至引致人员伤亡,结构抗震设计和鉴定加固应进一步关注非结构构件抗震问题。

       3. 构造措施对砖混结构民居的抗震性能提升显著。即使构造措施不规范,只要有圈梁构造柱,就能大幅提高砖混农居的抗震能力;无抗震构造措施且破坏较严重的砖混结构民居的鉴定结论,应充分考虑拆除重建和抗震加固的技术经济可行性。

       4. 在VI-VIII度中低烈度区,有抗震措施的砖混结构比框架结构抗震性能更好。调查结果显示,在VIII度及以下灾区范围内,框架结构房屋的建筑非结构系统破坏程度明显重于砖混结构。提示我们,在开展地震易发区重点隐患排查和抗震加固工程中应对此予以高度重视。