汶川地震中都江堰市房屋建筑失效模式分析

49520099大连理工大学学报JournalofDalianUniversityofTechnologyVol.49,No.5Sept.2009:1000-8608(2009)05-0731-08孙爱伏1,侯爽*1,林迟2(1.大连理工大学土木水利学院,辽宁大连116024;2.哈尔滨工业大学深圳研究生院,广东深圳518055):根据都江堰市内房屋建筑的震害,分析总结了其在汶川地震中的失效模式及失效机理.首先给出了房屋建筑的地震失效模式判别准则,重点分析了都江堰市内房屋建筑在汶川地震中的典型失效模式和相应的失效机理.分析发现,对于多层砌体房屋和底部框架房屋,按现行规范进行抗震设防比较有效,对于钢筋混凝土框架房屋,还存在一些突出问题:结构形成了/弱柱强梁0的破坏机制,底层易于变成薄弱层,柱的截面尺寸相对较小和纵向钢筋配筋偏低,柱在端部和节点区的箍筋配置普遍不足.并根据房屋建筑的典型失效模式提出了相应建议.该研究工作可为房屋建筑的抗震设计和加固提供参考依据.:汶川地震;房屋建筑;失效模式分析;失效机理:TU312.3;P315:A:2009-04-05;:2009-06-02.:/0(2007CB714202,2007CB714205).:(1979-),,;*(1977-),,,,E-mail:[e-mail].020085128.0,.,21km,,10[1],.,,,,,,.,,.,.,,,,.11.1,,3km,.,,.,.,.,.,8000,2026,1/4.,.1.21.2.1构件的失效准则,,[23].(1)¹:().:.:.:.º:().(2),.1.2.2结构的失效准则[4],,.(1)(),.(2),.$[[$](1):$;[$].,.,3.2.,.;;,,[5]..2.12.1.1房屋倒塌(1990),1..,.,,,/0.2.1.2位移超界失效.2,,,,.图2多层砌体房屋整体倾斜Fig.2Entirelyinclinedmultistorymasonrybuildings2.22.2.1承载能力失效(1),,3.;,,;,,732大连理工大学学报49图3墙体裂缝Fig.3Cracksofwalls;,[56].(2),,,,,4.图4纵横墙连接破坏Fig.4Failureofcrossbarwallconnection(3),,,,[6],,,,5.,.(4),,6.(5),7.,,.(6),,8.7335孙爱伏等:汶川地震中都江堰市房屋建筑失效模式分析2.2.2使用功能失效,,,,.3,,/0/0/0[4].,.,.3.13.1.1房屋倒塌,2000,9.,.,,,,.9,,,,,.,,,,,,.,.,,,,,.,,.,,,,./0./0.图9钢筋混凝土框架倒塌Fig.9Collapseofreinforcedconcreteframes[7]:(1),,,;(2),,,,/0./0,.,/0.3.1.2位移超界失效,,10,,.10,,/0.,,,,.,,,,,图10钢筋混凝土框架位移超界Fig.10Displacementoverrunofreinforcedconcreteframes734大连理工大学学报49,,,,,,.,,,,,,.,,.3.23.2.1承载能力失效,,.(1),.,[6~9]:¹,,,,,,,11(a).:,,.,,,;,,,,,.,.,.º:,,11(b).:;,;,.»,11(c).:,,.,,,,.图11梁的破坏Fig.11Failuresofbeams(2).,[689]:¹,,12(a),.º:,,12(b).:,,.»,:,,,12(c).:,,,,.¼:,,12(d).:;,;,..½:,,12(e).:,,,,7355孙爱伏等:汶川地震中都江堰市房屋建筑失效模式分析.,.¾:,12(f)..¿:,,,,12(g).:,,,.À:,12(h),.:,,.736大连理工大学学报49(3),,[689]:¹:,,13(a).:,,.,.º:,13(b).:,,.»:,13(c)..图13梁柱节点破坏Fig.13Failuresofbeam-columnjoints3.2.2使用功能失效,.4-[4].,..4.1,,14.图14底部框架结构房屋倒塌Fig.14Collapseofbottom-framestructurebuildings4.2,,(15),2000(16),,.7375孙爱伏等:汶川地震中都江堰市房屋建筑失效模式分析5(1),,,,/,,0...(2),,,,,,.,,/0,.,,,,/0.(3),,;,,,.2000,/,,0.:[1]中国地震局灾害应急救援司.汶川8.0级地震烈度分布图[EB/OL].(2008-08-29).[2]中华人民共和国建设部.GB50003)2001砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001[3]中华人民共和国建设部.GB50010)2002混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002[4]中华人民共和国建设部.GB50011)2001建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2001[5]东南大学,同济大学,郑州大学.砌体结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2004[6]吕西林,周德源,李思明,等.建筑结构抗震设计理论与实例[M].上海:同济大学出版社,2002[7]叶列平,曲哲,马千里,等.从汶川地震中框架结构震害谈/强柱弱梁0屈服机制的实现[J].建筑结构,2008,38(11):52-59[8]东南大学,同济大学,天津大学.混凝土结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2005[9]胡聿贤.地震工程学[M].北京:地震出版社,2006FailuremodeanalysisofbuildingsinDujiangyaninWenchuanearthquakeSUNA-ifu1,HOUShuang*1,LINChi2(1.SchoolofCivilandHydraulicEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;2.ShenzhenGraduateSchool,HarbinInstituteofTechnology,Shenzhen518055,China)Abstract:TypicalfailuremodesandcorrespondingfailuremechanismofbuildingsinWenchuanearthquakeareanalyzedaccordingtoseismicdamageinDujiangyanCity.Firstly,theseismicfailurecriteriaofbuildingsaregiven.Secondly,typicalfailuremodesandcorrespondingfailuremechanismofbuildingsinDujiangyanCityaremainlyanalyzed.Byanalysis,itisfoundthatformultistorymasonrybuildingsandbottomframebuildingsseismicfortificationiseffectiveaccordingtocurrentseismiccodeandthatforreinforcedconcreteframebuildingstherearestillsometypicalproblems:thedweakcolumn-strongbeamdmechanismoccurscommonly,softstorycollapse,columncssectionsizeiscomparativelysmallandreinforcementratioiscomparativelylow,columncsstirrupisinsufficientuniversalattheendandbeam-columnjointpart.Finally,somesuggestionsareproposedbasedontypicalfailuremodesofbuildings.Theresearchworkcanprovidereferenceforseismicdesignandstrengtheningofbuildings.Keywords:Wenchuanearthquake;buildings;failuremodeanalysis;failuremechanism738大连理工大学学报49