正在为您跳转...
不懂得骄傲
正文
2019-02-26 17:59:29 | 分类:默认分类 | 标签:

       汶川地震发生后,5月13日起,国家和地方的地震、建设主管部门派出了数千名工程技术人员奔赴地震灾区,对震损房屋建筑开展调查工作,取得了十分宝贵的第一手资料,在对震损建筑(建筑幕墙)进行快速评估后,写出了一批论文,为我们正确理解幕墙抗震设计有很大帮助。

汶川地震发生后,5月13日起,国家和地方的地震、建设主管部门派出了数千名工程技术人员奔赴地震灾区,对震损房屋建筑开展调查工作,取得了十分宝贵的第一手资料,在对震损建筑(建筑幕墙)进行快速评估后,写出了一批论文,为我们正确理解幕墙抗震设计有很大帮助。对震损建筑(建筑幕墙)进行快速评估、收集资料、采集样本、鉴定评估建立完整的档案,是继紧急救援后刻不容缓的任务,也是各级政府和工程技术人员的责任。这些资料将为灾区的恢复重建和我国工程建设抗震规范和标准的修订提供科学依据,从而使我国地震灾区各类房屋建筑和工程设施的抗震能力得到进一步提高,也为我国建筑幕墙抗震设计和建筑幕墙抗震设计规范(标准)修订提供了科学依据,我们将建造更耐震的建筑幕墙

  实践是检验真理的唯一标准,汶川地震对我国建筑幕墙抗震设计是一次最有效的检验,因此,认真研究震害特点,总结经验,思考《建筑抗震设计规范》和幕墙设计规范中有关幕墙抗震设计的规定与设计、施工中的问题,对于灾后建造更为耐震的建筑结构和建筑幕墙,修订抗震设计规范和幕墙设计规范中有关幕墙抗震设计的规定具有重要意义。面对如此严重的破坏,我们应该清醒地认识到,除了实际地震烈度高于预计的设防烈度、特殊的地震衰减规律、地震波传播特征及对地形反应等原因外,针对建筑结构本身的特点,对照规范规定和施工中存在的问题,加以客观、科学的分析,对解释和认识震害也是十分必要的。对规范(标准)中哪些经过检验证明是正确的,在今后就要坚持执行,对在汶川地震中暴露出建筑幕墙抗震设计中存在的问题,要研究提出改进出措施,经过试验、论证再在实际工程中使用、改进、完善,成熟后列入规范(标准)中,造出更耐震的建筑幕墙

  王亚勇所长在他的文章《汶川地震建筑震害启示——抗震概念设计》一文中指出:‘---令人意外的是玻璃幕墙在地震时并没有大量脱落伤人,大部分表现良好,尽管地震动强度达到“大震水准”,主体结构已有损坏,隔墙和吊顶也大量破坏,玻璃幕墙却完好无损。可见这种幕墙设计具有良好的变形能力。《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102—2003)第4.2.6条规定:“玻璃幕墙平面内变形性能,…抗震设计时,应按主体结构的弹性层间位移角限值的3倍进行设计。”对于明框幕墙的玻璃与槽口的配合尺寸作了规定(见第4.3.12条、9.5.2条和9.5.3条)。主体结构的弹性层间位移角限值的3倍相当于“中震水准”下主体结构保持弹性的最大层间位移角限值,相当于“大震”作用时结构的弹塑性位移值。各类玻璃幕墙中,明框幕墙的主要问题是框架本身的变形过大导致玻璃挤碎,但是,如果框架的变形得到控制,也能保证玻璃的安全;隐框幕墙由于在伸缩缝处受到撞击或硅酮结构密封胶承载力降低均可能造成玻璃脱落。’震害经验表明,幕墙在结构总体安全时,可以满足大震后继续使用的要求。

  傅学怡的文章《汶川、台湾建筑震害启示——改进规范的几点建议》一文中指出:‘这次汶川地震引起部分房屋倒塌,特别是一些学校倒塌,损失掺重,引发了对所有建筑都采用“大震不倒”设计原则的思考,是否根据房屋使用功能,综合震后修复使用的代价,区分四类房屋调整不倒设计原则如下:

  1)次要房屋(仓库临建)“大震不倒”。

  2)一般房屋(住宅、办公、商业)“大震可修”,大震后会有一层的破坏,但可修复使用。

  3)重要房屋(如学校、医院、体育、公共)“大震不坏”,大震基本不坏,不需要做大的修理就可以继

续使用。

  4)生命线工程(通讯、电力、交通、市政管线)“大震可用”,大震下可正常使用。

  这样进一步的细分能对今后的抗震急救灾工作以及震后的修复工作,带来巨大的经济和社会效益。

  如果不进行细分都用一个“大震不倒”的原则和整个国家改革开放30年来的经济发展不协调,也不利

于震后修复。’

  同济大学卢文胜教授对大量建筑幕墙模拟振动台试验报告和研究成果的分析,以及进行一系列研究试验总结的文章建筑幕墙抗震性能指标探讨》指出:“模拟振动台试验可以有效地实现地震波形再现,从而有效地考核主体结构局部层间变形特征以及加速度变化特征,可以得出安装于主体结构的构件尤其是幕墙构件的两项重要的抗震性能要求,即加速度指标要求和位移指标要求。”“场地、设防烈度、结构类型、建筑高度和体形等都会影响该两个抗震性能评价指标”。“地面震动放大作用随楼层不同而不同,一般随高度而增加。规范中统一确定取值,可能过低估计建筑结构顶部和特殊部位的地震反应。高层建筑模型结构的振动台试验分析表明,结构最大加速度放大系数大多大于5.0,甚至达到10.0左右。取5.0可能使得局部幕墙结构设计偏于不安全;”“建筑幕墙的抗震性能与其变形能力直接相关。建筑幕墙依附主体结构,在震作用下要能够承受主体结构对其施加的变形作用,即建筑幕墙须具有足够的空间变形能力,以便与主体结构的变形相协调,幕墙结构变形性能通常用层间位移这一指标来描述。”“模型结构的振动台试验分析表明,有些模型结构的最大层间位移角超过弹性层间位移角限值的3倍。此时幕墙结构所具有的变形能力可能不足。”“通过对大量建筑结构模拟地震振动台试验分析,探讨主体结构层间位移角与归一化高度之间的关系。由于主体结构大震下的层间位移达到峰值,取大震下层间位移角值来分析。”“大多数结构的层间位移均在1/50以内,多数在1/100附近;总体来看,结构类型不同其层间位移角沿结构高度分布的规律不同。对于以剪切变形为主的结构,其层间位移角峰值分布在结构底层附近;对已弯曲变形为主的结构,层间位移角在中间附近较大;对于弯一剪变形为主的结构,层间位移角在底层和中间层较大,对于顶层附近较为薄弱的超高层建筑,层间位移角在顶层附近也会出现突然增大的现象;对于大多数建筑结构,在地震作用下的变形为主-----发生弯-剪变形的结构的层间位移角沿高度发布的特点-----在结构的底层附近,即归一化高度δ在0.00~0.20之间时,层间们移角逐渐增大;而当δ在0.20~0.80之间时,层间位移角较大;之后当δ大于0.8时,又逐渐减小。对于同一幢建筑结构来说,中间层的层间变形较大,安装在这一部位的建筑幕墙的平面内变形应该适应结构的这一变形特点,所以有必要提高中间层附近建筑幕墙的平面内变形能力,使其满足结构塑性变形的需要,------建筑幕墙的平面内变形能力可作如下修正:在底层和顶层附近,即δ>0.80和δ<0.20时,对于建筑幕墙的平面内变形能力取主体结构塑性变形能力的2/3------。”同时卢文胜教授又指出:“幕墙自重较轻,即使在罕遇地震作用下,产生的分布荷载仅为0.1~0.4KN/m2,而风荷载作用可以达到2.0~5.0KN/m2,使幕墙板材产生很大的弯曲内力。因此地震作用远小于风荷载,抗风性能是主要设计因素。但由于地震作用是动力作用,既对幕墙构件及其多重节点产生影响,又对主体结构产生影响,任何一个薄弱环节都会产生震害,甚至导致脱落、倒塌。”这些成果,为我们修改规范提供了有益的思路。

  《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)总结了2008年汶川地震震害经验,继续开展了专题研究和部分试验研究,调查总结了近年来国内外大地震(包括汶川地震)的经验教训,采纳了地震工程的新科研成果。规范新增建筑抗震性能化设计原则,补充了大跨度屋盖建筑水平及竖向地震作用计算方法。

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定:

  1.0.1-------按本规范进行抗震设计的建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。使用功能或其他方面有专门要求的建筑,当采用抗震性能化设计时,具有更具体或更高的抗震设防目标。

  条文说明1.0.1 -----本次修订,继续保持89规范提出的并在2001规范延续的抗震三个水准目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒” 的某种具体化。根据我国华北、西北和西南地区对建筑工程有影响的地震发生概率的统计分析,50年内超越概率约为63%的地震烈度为对应于统计(众震)烈度,比基本烈度约低一度半,本规范取为第一水准烈度,称为“多遇地震”;50年内超越概率约为10%的地震烈度,即1990中国地震区划图规定的“基本烈度”或中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度,规范取为第二水准烈度,称为“设防地震”;50年内超越概率2~3%的地震烈度规范取为第三水准烈度,称为“罕遇地震”,当基本烈度6度时为7度强,7度时为8度强,8度时为9度弱,9度时为9度强。

  1.0.3 本规范适用于抗震设防烈度为6、7、8和9度地区建筑工程的抗震设计以及隔震、消能减震设计。 建筑抗震性能化设计,可采用本规范规定的基本方法。

  3.1.1 抗震设防的所有建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223确定其抗震设防类别及抗震设防标准。

《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223规定:

  1.0.3 抗震设防区的所有建筑工程应确定其抗震设防类别。

  3.0.2 建筑工程应分为以下四个抗震设防类别:

  1.特殊设防类:指使用上有特殊设施,涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。

  2 重点设防类:指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑。简称乙类。

  3 标准设防类:指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。

  4 适度设防类:指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。

  3.0.3 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准,应符合下列要求:

  1 标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。

  2 重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

  3 特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。

  4 适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

  注:对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑,当改用抗震性能较好的材料且符合抗震设计规范对结构体系的要求时,允许按标准设防类设防。

  GB50223要求重点设防类建筑工程,在地震时使用功能不能中断,这意味着这类建筑工程在第三水准烈度(罕遇烈度)地震作用下,不单单是不能倒塌,而是要求主体结构完好,围护构件基本完好(如玉树机场航站楼),这就要按GB50011-2010第1.0.1条“-------使用功能或其他方面有专门要求的建筑,当采用抗震性能化设计时,具有更具体或更高的抗震设防目标。”即达到“小震不坏、中震可修、大震可用”。这样JGJ102-2003第1.0.3条要修改为:“在正常使用状态下,玻璃幕墙应具有良好的工作性能。抗震设计的幕墙:对于标准设防类幕墙,在遭遇多遇地震作用时,基本完好,不需修理即可继续使用;在遭遇设防地震作用时,有轻微破坏,经一般修理后可继续使用;在遭遇预估的罕遇地震作用时,幕墙支承结构构件不脱落,面板部分损坏,经修理后可继续使用。对于重点(特殊)设防类建筑的幕墙,在遭遇多遇地震作用时,保持完好,不需修理即可继续使用;在遭遇设防地震作用时,面板有轻微破坏,经修理后仍可继续使用;在遭遇预估的罕遇地震作用时,幕墙支承结构构件完好、个别面板有损伤(裂缝),建筑仍可正常使用。”达到使用功能不中断。

  GB50223要求重点(特殊)设防类建筑工程,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。建筑抗震设计规范指出:众震烈度比基本烈度约低一度半,规范取为第一水准烈度;罕遇烈度规范取为第三水准烈度,当基本烈度6度时为7度强,7度时为8度强,8度时为9度弱,9度时为9度强。即罕遇烈度比基本烈度约高一度,按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施,就要求重点(特殊)设防类建筑工程按主体结构弹塑性层间位移角限值[θp]进行设计。这样JGJ102-2003第4.2.6条要修改为:“玻璃幕墙平面内变形性能。非抗震设计时应按主体结构弹性层间位移角限值进行设计;抗震设计时:标准设防类平面内变形性能指标值应按《建筑抗震设计规范》表5.5.1规定的主体结构弹性层间位移角限值[θe]的3倍进行设计;重点(特殊)设防类平面内变形性能指标值应按《建筑抗震设计规范》表5.5.5规定的主体结构弹塑性层间位移角限值[θp]进行设计。


  汶川地震、玉树地震震害经验表明,幕墙在结构总体安全时,可以满足大震后继续使用的要求的。我国上百次建筑幕墙振动台抗震试验中也证明这些要求只要选型正确、构造措施得当是完全可以实现的。


<< 上一篇:《电力营销系统功能分析》
下一篇:《玻璃幕墙玻璃破裂原因》 >>
评论
遵守文明上网宣言,净化网络环境
声明 本平台提供的所有内容仅供学习、分享与交流,平台无法保证内容一定是正确可靠的。通过使用本平台内容而带来的风险与本平台无关,请知悉。