[分享]：山东省建设厅赴四川地震灾害考察报告

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2008年10月19日至25日，我处组织部分建设主管部门负责人和结构专家，赴汶川地震灾区进行为期六天的考察。先后考察了北川羌族自治县、都江堰市的建筑物震害情况，并走访了潍坊、临沂、淄博、济南、青岛等市的援建点。了解了建筑物受损情况，拍摄了大量实体照片，为抗震设防研究、技术分析、设计改进，收集了第一手资料，并对做好我省抗震防灾工作提出了意见和建议，现汇报如下：
　　一、概述　
　　本次地震的震中位置在四川省汶川县映秀镇，北纬30.969°，东经103.186°，位于成都西北方向90公里，绵阳西南方向145公里处。已发现地表破裂带主体沿北东向龙门山断裂带的中央断裂总长度在200km以上，同时发现：地震时沿龙门山断裂带的山前断裂也发生了约50km长的地表破裂，该地震最大垂直位错量6.4m、最大水平位错量5.5m。发震断层的运动方式为右旋逆冲断层。
　　断层类型：逆冲右旋走滑断层，震级：里氏8.0　级，烈度分布：　6－11度，震源深度：14km。这是我国自建国以来发生的最强烈的一次地震，直接严重受灾地区达10　万平方公里，包括震中50km范围内的县城和200km　范围内的大中城市，全国大部分地区有明显震感。
　　初步判断本次地震成因有以下三个：
　　1。印度板块向亚洲板块俯冲造成青藏高原快速隆起
高原向东缓慢移动，在沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川盆地刚性板块的阻挡，造成构造应力能量的长期积累，最终在龙门山北川－－映秀地区突然释放。
　　2。逆冲、右旋、挤压型断层地震
　　引发地震的构造是龙门山构造带中央断裂带，在挤压应力作用下，由南西向北东逆冲运动。本次地震属于单向破裂地震，由南西向北东迁移，致使余震向北东方向扩张，挤压型逆冲断层地震在主震发生以后，应力传播和释放过程比较缓慢，从而导致余震强度较大，持续时间较长。
　　3。浅源地震
　　汶川地震不属于深板块边界的效应，发生在地壳脆－韧性转换带，
震源深度较浅，范围在10～20千米之间，因此破坏性大。
二、各类结构形式建筑震害表现
　　1。　砖混结构
　　采用砖混结构的住宅楼、办公楼、教学楼、小型厂房震害比较严重，比较典型的破坏形式有：
　　（1）、承重横墙的破坏主要集中在底部两层，除了交叉斜裂缝外，还出现单向斜裂缝，墙顶（圈梁底部）出现水平裂缝。
　　（2）、外纵墙损坏严重，窗间墙出现交叉裂缝较多，底层局部有单向斜裂缝。
　　（3）、房屋四角及外墙构造柱破坏严重，混凝土构造柱为剪切破坏，钢筋被剪断或压屈。
　　（4）、地圈梁顶面墙体产生水平裂缝且周边贯通。
　　（5）、楼梯间破坏严重，楼梯间部位内纵墙、楼板不连续，多数梯段板坍塌先于楼板。
　　2。底层框架－砌体结构房屋
　　北川县城底层框架－砌体房屋较多且破坏很严重，该结构形式的房屋多布置在沿街，底层作为商铺、餐饮用房。都江堰市沿街的底层框架结构房屋的破坏程度不等，重者倒塌或局部倒塌，有的底层框架柱顶已出现裂缝，并已停止使用。由于底部抗震墙布置偏少且不均匀形成刚度突变。有的建筑底层的层高超限，形成了上刚下柔，底部框架的抗侧刚度明显不足。另外，梁、柱集节点配筋设计的不合理，导致塑性铰出现在柱顶（梁底部），多处底框结构的沿街房倒塌都是由于底层柱首先失稳破坏造成的。
　　3。框架结构
　　（1）、强梁弱柱现象
　　北川县框架结构房屋破坏较为严重，其中全部垮塌的典型实例有：县政府办公大楼、县邮电大楼、北川中学教学楼等。从这些倒塌建筑的残骸中可以明显观察到框架结构的塑性铰集中出现在框架柱顶，而框架梁受损较轻，柱倒塌后梁板重叠下落，造成了人员巨大伤亡。这是典型的“强梁弱柱”现象。抗震概念设计的主要理念是“强柱弱梁”，抗震规范采取的方法是加大柱的设计弯矩，但实际工程中梁的跨度增大。梁的截面尺寸也相应加大，梁端部负弯矩钢筋配筋量随之增加，实配钢筋一般大于计算钢筋，加上现浇楼板的约束作用，提高了框架梁的实际承载能力。现场可以看到很多柱头出现塑性铰的实例，仅在未倒塌房屋竖向荷载小的部位观察到有梁铰耗能现象。
　　（2）、节点薄弱
　　从震害现场倒塌或接近倒塌的框架结构观察，框架节点区箍筋没有按照规范要求进行加密处理，甚至有的节点区内没有设箍筋，加上混凝土施工质量差，在地震力作用下，节点区混凝土由于缺少约束作用，脆性破坏提前发生，导致结构失去了整体稳定而倒塌。
　　4。非结构构件
　　框架结构中，因为实心砖填充墙提供了很大的刚度，吸收能量多，妨碍梁的塑性铰出现，墙顶与梁没有结构拉结，仅有框架柱承担地震剪力，导致柱顶剪坏。
　　5。楼梯间破坏严重
　　框架结构中，楼梯间因楼板错层削弱了结构的整体性，而设计并没有针对这一情况在计算和构造两方面采取有效应对措施。斜向布置的梯板在地震作用下破坏情况严重，楼梯隔墙倒塌砸断梯板，并严重阻碍了逃生通道。
　　6。防震缝设置
　　从部分未倒塌建筑防震缝部位观察到，防震缝中存有砖头、模板等杂物，妨碍了防震缝发挥作用，地震发生时防震缝两侧的结构发生碰撞，导致主体结构受损。
三、考察结论和建议
　　1、砌体结构教训与思考　在震区，经常看到相邻的房屋建筑有的垮塌，有的主体结构却基本完好，除了地震波及场地等客观因素之外，房屋的平面形式、墙体布置、门窗洞口大小都与其主体结构的抗震性能有着密切关系。考察时发现，砌体结构建筑，特别是已经使用了一、二十年的旧建筑，凡是平面比较规则、横墙承重、纵墙上未开大窗洞口的房屋，地震发生后，仅在端部墙体局部开裂，窗间墙出现轻微的斜向交叉裂缝，主体结构基本完好。而平面不规则、局部凹凸、有圆形转角、悬挑阳台、外纵墙开大窗洞的砌体结构房屋，地震发生后多数倒塌或局部倒塌，构造柱破坏，墙体大开裂，预制楼板断裂坠落，损失惨重。
　　在今后的抗震设计中，应当对以上情况予以重视，砌体结构的抗震设防应从设计方案抓起，建筑设计应符合抗震概念设计要求，建筑方案应该力求规则，尽量不采用平面圆型转角的建筑方案。内、外纵墙的布置须合理，加密砌体房屋构造柱的设置间距，构造柱加密后可以增加对砌体的约束能力，较密的构造柱对部分开裂或失效的砌体能够起到一定程度分担竖向荷载的作用，从而改善结构抗震性能，另外要保证窗间墙的最小宽度要求，在窗台标高处外墙及横墙设置一道等同砖厚的混凝土配筋带。
　　应当采取措施提高墙体平面外的抗弯能力和出平面的整体稳定性，对大开间房屋，为避免大震发生时大面积倒塌，可采取构造柱加密方法，且构造柱配筋需考虑墙面出平面抗弯要求，并与现浇楼板、圈梁可靠连接。对悬挑构件，支座处应设置构造柱，梁端箍筋宜采用焊接封闭箍，悬挑梁底部钢筋设置应考虑地震反向作用影响。在施工质量方面，要加强对施工单位的质检，保证按照经施工图机构审查合格的图纸施工。对混凝土强度等级、钢筋连接、箍筋加密等重要环节均需加强监督、监管，确保施工质量，从而提高房屋建筑主体结构的抗震可靠性、安全性。
　　2。底框结构的震害教训　　北川老县城和都江堰市沿街有很多底框结构建筑，底部一至二层大空间，经目测有许多底层商店层高已明显超出规范限值，主体结构上刚下柔，框架和砌体承重墙抗侧力构件的承载力和变形能力很不协调，平面抗侧刚度极不均匀，上下刚度突变对抗震十分不利。从震害现场所观察到的情况分析，大部分该类建筑的结构主体受损严重，多数是底部的框架柱端产生塑性铰失稳后引起主体结构倒塌，个别建筑因局部柱失稳变形集中而破坏。此类建筑在北川县城只有少数没有倒塌，但底层框架柱及节点已经开裂。都江堰市沿街底框结构很多，受损程度不等。严重的已倒塌；次之底层柱顶明显开裂，柱顶四个角部的混凝土脱落柱纵筋、箍筋裸露，结构处于失稳临界状态；较轻的在柱顶已出现裂缝，但梁、柱表面混凝土基本完好。要想继续使用，必须经过严格检测和有加固设计、施工经验的单位处理。目前，都江堰市的此类沿街商店很多已人去楼空，财产损失严重。
　　从底框建筑物主体结构大量破坏实例中，可以找出底框结构的弱点和薄弱部位，在今后的设计中，须在严格遵循规范前提下，把概念设计融入结构方案设计中，要严格控制结构上、下刚度比，并在底部两个方向均匀布置抗侧力构件，底部框架的层高要严格控制，注意当首层没有设置梁、板结构时，底层的层高应自基础顶面算起。对于底层框架柱端部及梁柱节点箍筋宜设计为焊接封闭箍且加密，加强对柱端混凝土的约束，确保大震发生时结构不倒塌。
　　3。　框架结构震害反思　　通过在北川县城遗址对框架结构房屋震害考察调研，发现在该地区框架结构房屋的损坏比例要比砌体结构高。而且倒塌的多数是近几年来建设完成的，如北川县政府、北川电信大楼、北川中学等较为典型。现场观察发现，底层框架柱的柱头出现塑性铰、导致主体结构失稳、倒塌。多数为“强梁弱柱”破坏形态，框架柱破坏后引起梁、板叠加塌落，人员伤亡惨重。特别是中、小学教学楼，采用单跨框架带悬挑外廊的结构形式，这种结构没有二道防线，一根柱子破坏，框架马上倒塌。震害实例表明，结构设计所期望的“梁铰”基本没有出现，这种现象应当引起结构设计人员的反思。
框架结构震害的破坏形态给了我们启示，在今后的设计中应当加强抗震概念设计，力求实现“强柱弱梁”的延性破坏机制。　　　　　　
　　（1）、　框架结构设计改进　　在框架梁柱节点设计方面，除了考虑现浇板对框架梁刚度和配筋的影响之外，还需考虑梁实配钢筋数量超过计算值等不利因素，应当提高框架柱的抗弯、抗剪能力，提高框架节点配箍率，框架柱加密区箍筋尽量采用HRB335、HRB400焊接封闭箍。
　　（2）、考虑框架结构填充墙的刚度影响　　从震害现场考察看到，作为逃生通道的楼梯间过道隔墙倒塌破坏严重，由此对逃生人员产生较大伤害。因为填充墙对结构的刚度和承载力有较大影响，目前规范及现有的计算软件，还不能就填充墙对结构刚度的影响进行量化分析，填充墙改变荷载路径结构构件之间的内力分配等问题还有待解决。震害表明，上述影响不可忽视。在今后设计中，应当对框架结构的填充墙设计进行研究，在材料选用、连接构造方面改进。填充墙抗震设计已经成为结构设计的新难题，我们要努力研究解决这一难题，以实际行动告慰那些逝去的生灵，避免悲剧重演。
　　3。抗震概念设计　　通过本次震害考察，可以验证我国现行的建筑抗震设计规范、规程是基本可行的，按照我国89版《建筑抗震设计规范》设计施工的建筑，震后主体结构基本完好，表明了规范所起的重要作用。震害实例验证了执行规范中建筑抗震概念设计原则和抗震构造措施要求的必要性，地震难以预测，但是建筑抗震设防可以事先做到。规范中所确定抗震设防目标“小震不坏，中震可修，大震不倒”很实用，这次汶川地震高裂度地区有很多房屋建筑没有倒塌，有的甚至轻微受损足以证明抗震概念设计的重要性和实用价值。
　　从震区部分房屋倒塌损失惨重情况，引起结构设计反思，如何保证大震不倒，保证“强柱弱梁”，在墙、柱竖向构件设计时应当考虑改进，在计算上，充分考虑楼板的作用，特别是与框架梁平行方向板的钢筋应参与框架节点计算分析。引入强化竖向构件、弱化水平构件的设计概念，加强竖向构件的承载力。
　　4。几点建议
　　（1）、随着我国国民经济迅速发展、城市房屋建设标准不断提高，应适当提高结构造价在房屋建筑总费用中的比例。结合汶川地震灾害实例，加大建筑工程抗震设防宣传力度，让人民群众意识到房屋建筑抗震设防的重要性、必要性，要象珍爱生命花费那样重视对防震减灾的投入。
　　（2）、各级建设主管部门应加大对施工图审查的监管力度，严格把好施工图和超限审查关。对生命线工程及人员密集的大型公共建筑，必须在初步设计阶段严格审查、论证，按照《建筑抗震设计规范》要求，不应该采用严重不规则的建筑方案，对特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证。建议各级主管领导认真接受汶川地震灾害教训，增强抗震防灾意识，加大对抗震设防设计、施工的监管力度，重视建筑设计方案阶段的审查把关。尊重抗震专家意见，在大型公共建筑及生命线工程的审批和建筑优秀设计评选时，需邀请有经验的结构专家参加，重视抗震设防概念设计，从建筑工程的源头上把好抗震设防关，避免地震灾害悲剧的重演。
结束语
　　省政府援川办指挥部城乡建设办公室对这次考察工作给予了大力支持，请北川县建设局抗震办主任陪同考察。栾厚杰主任亲自制定了考察计划，娄保来科长为了让考察组能够进入老北川县城遗址，积极帮助办理政府相关手续，在此一并感谢！
　　六天的考察时间虽然短暂，目睹了震害现场和照片，听到了生还者的讲述，内心受到了极大震撼，同时也受到了启示。我们更加认识到防震减灾工作的重要性和必要性。生命不复返，技术可更新，作为抗震设防工作者，倍感肩负的责任重大，抗震防灾任重道远，为了同胞们不再遭受地震灾难，我们还需加倍努力！

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地震烈度划分的问题！地震局有责任！！！