房屋震害与分析讲座（李力）

汶川大地震房屋建筑震害与分析讲座提纲

李 力（西南交大建工系）

本讲座以震害图片为主，共分四部分：一、汶川大地震概况；二、砌体结构部分；三、钢筋混凝土结构部分；四、宗教建筑部分。以下是讲座提纲。 一、 汶川大地震概况

1、

基本术语

地震：地球内部缓慢积累的应力突然释放引起的地球表层的振动。 地震按成因可分为构造地震、火山地震和陷落地震，其中构造地震约占全球天然地震的90%，释放的能量约占地震总能量的99%。

据地震仪的记录统计，地震每年发生500万次（每天570次，每2.5秒一次），期中有感的5万次（每天6次），破坏性较大的7级以上的地震平均每年10次，而8级以上的特大地震每年1次。

地震区：地震活动特点和地震地质条件都密切相关的地区，是地震区带划分的一级单元。地震区可划分地震亚区和地震带。

台湾地震区，包括台湾省好临近海域，地处欧亚板块和太平洋板块之间，是中国地震活动最强烈的地区，仅1655年以来，就记录到8级地震2次、7~7.9级30多次、6~6.9级地震近200次。

地震带：具有成因联系的地震密集的地带，是地震区之下的次级地震单元。同一地震带往往受一组或一条活动的大断裂带或活动的断陷盆地带控制。

发生汶川大地震的龙门山地震带，受3条相互平行呈北东走向的活动断裂带控制。

地震断层：地震时由于突然释放能量，地壳突然破裂所形成的断层，通常是沿已存在的处于“闭锁”状态的活动断层重新产生错动或破裂而形成。断层的错动距离在极震区内最大，向两端逐渐减小。例子：北川-映秀地震断层。

震源：地球内部地震的发源地，即地震波的波源。

通常认为天然震源是具有一定体积的空间。对构造地震来说，它往往是地震断裂层发生破裂的区域，称为震源体积。

震源深度：震源到地表的垂直距离。 浅源地震：震源深度小于70km，占72.5% 中源地震：震源深度70~300km，占23.5% 深源地震：震源深度大于300km，占4%

对人类来说，浅源地震是破坏性最大并常常造成巨大灾难的地震。 震中：指震源在地面上的垂直投影。通常以经纬度表示。

通常说的震中一般都是根据仪器记录的地震数据所确定的微观震中（亦称仪器震中），宏观震中是指根据实地调查所确定的地震后破坏最严重的地区。

对于大地震，震中并非一个点，而是一个区域。微观震中与宏观震中往往并不重合。

地震波：由震源发出并在地球内部和表面传播，并使物质和质点发生往复运动的弹性波；是地震能量传播的一种方式。

按地震波的传播方向与振动方向的关系，可分为纵波（P波，周期短、振幅小、波速快200~1400m/s）和横波（S波,周期长、振幅大、波速慢100~800m/s ）。

震级：震级是描述地震强度大小的一种基本参数，常用里氏震级。 震级[4.5,6)，中强震；震级不小于6级，强震；震级不小于8级，巨大地震。

地震能：地震发生时岩石中释放出来的能量，它们绝大部分以机械能（岩石破裂和位移）和转化为热能的形式存在于震源区。

目前只能测量地震波的能量。0级地震其弹性波总能量约为105J，8级的为6.3*1018J（相当于广岛原子弹1070颗）。

震级每差0.2级，能量差2倍；震级每差1级，能量差32倍；震级每差2级，能量差1000倍。

（地震）烈度：指地震时地面受到的影响和破坏程度。宏观上主要表现为地面破坏、建筑物破坏、人的感觉。

一个地震只有一个等级，但有多个烈度。

影响因素：震级及震源参数、震源深度、离震中的距离、岩石性质和结构、地形、地基等。

2、汶川大地震

2008年5月12日14时28分，震惊世界的汶川大地震发生了。震级8级、震源深度约14公里、北川-映秀断裂带形成长300公里、深30公里的大断裂、最大垂直和水平错距分别达5米和4.8米、都江堰—江油断裂带也破裂60多公里、四川盆地相对下降最大达600毫米。震中位于北纬31.0o、东经103.4o的汶川映秀附近。

这次地震是建国以来最大规模的一次地震，给人民生命财产造成了巨大损失。这次地震具有以下的一些特点：

（1） 地震震级高，达到了8.0级；

（2） 主震持续时间超过100秒，断裂带长达300公里，比唐山大地震的十

几秒和十几公里要长出许多；

（3） 由于地震断裂带处在山区，引发了大量的次生地质灾害，如大规模的

山体滑坡、泥石流、堰塞湖等；

（4） 由于山区的特点，地震致使交通中断，难于在短时间内修复，也很难

就近绕道通行，给抗震救灾增加了巨大的困难；

（5） 地震影响范围广，全国绝大部分地区都有震感，四川、陕西、甘肃、

重庆等省市的众多地区受到了严重影响。

时钟虽凝固在14时28分，但止不住随后发生的灾难。近9万人遇难或失踪，其中大多数是因房屋倒塌造成的，作为结构方面的从业人员，内心的感受难于言表，房屋的抗震性能再一次引起了人们的密切关注。为什么不能有效抗震，除了地震烈度太高这一外因，房屋结构自身的问题——这个内因是我们专业人员必须调查研究的问题。从地震的破坏区域和严重影响的区域来看，经济水平发展不平衡，有山区有平原、有村庄有城镇、有中小城市也有大城市，建筑结构形式多种多样，设计施工水平千差万别，形成了各种各样的震害现象。我国的规范体系不仅具有相当的先进性，还特别适合国情，特别是1976年唐山大地震后，加快了对结构抗震的研究，其研究成果也反映在规范的条文中。现场调查表明，满足规范的建筑震害较轻、甚至保持完好，也说明了从业人员应遵守规范的必要性和重要性。灾难已经发生，重要的是要总结经验教训。我们要记住：比大地震更可怕的是设计、施工中缺乏抗震概念。

中国占世界22%的人口，以占世界7%的国土，承受了全球33%的大陆地震，是大陆强震最多的国家。

日本也是这样。中日最大的区别在抗震意识上。

二、 砌体结构震害与分析

砌体结构，尤其是预制板砖混结构，由于选材方便、施工容易、进度快、造价低廉等特点，多年来在我国已成为多层民用建筑中最广泛的一种结构体系，也是汶川大地震灾区和影响区最常见的。调查表明，本次地震中，砖混结构的表现是各类结构体系中差异最大的，相当一部分毫发无损，几乎见不到地震的影响，可评定为“基本完好”的状态，也有一部分摇摇欲坠，甚至倒塌，造成了生命和财产的巨大损失。

大地震下的震害原因是多种多样的，仅结构方面而言，平面布臵不合理、构造柱和圈梁不足甚至没有、对构造柱的作用认识不够、120厚半砖墙的使用等以及装修对结构的破坏是其主要原因。抗震的概念对结构设计和施工、甚至装修都具有重要的意义。我们的重要观点是地震作用下没有什么承重墙和非承重墙，所谓的“非承重墙”在抗震中也要起重要作用，对此要有充分和正确的认识。我们还要批评重装修豪华、轻结构安全的问题，甚至不惜破坏结构进行装修的问题。如果能将装修的预算分很小一部分给结构，其抗震性能将获得很大的改善，何乐而不为？！

除一般砌体结构外，还有底框结构上部的砌体部分，也包含一些混杂结构的砌体部分。灾区大量存在所谓的“混杂结构”，即在一个独立结构体系中，一个结构平面上存在钢筋混凝土框架和砌体共存的混乱状态。一般在建筑功能分隔处、建筑的两端采用砌体墙、在需要大开间、大空间位臵采用钢筋混凝土梁柱，楼板基本上是无整浇层的预制板。“混杂结构”按其抗震能力可细分为（1）最危险的教学楼体系，特点是横向进深为单跨，带悬臂走廊，两端为承重砌体墙、各教室的分隔为承重砌体墙，一个教室为两个及以上的开间组成，采用框架梁柱，

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