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從5·12汶川特大地震談中小學教學樓抗震設計

王國安

摘 要: 通過對5·12汶川特大地震中中小學教學樓受損情況的實地考察,從結構設計專業角度分析了教學樓大量損壞、倒塌的原因,提出了應在抗震設防分類標準、平面布置、結構選型及抗震構造措施等方面加強中小學教學樓的結構抗震設計,以對中小學教學樓結構設計提供參考。 關鍵詞: 地震; 中小學教學樓; 砌體結構; 抗震設防; 構造措施 1前言 5·12汶川特大地震,國人心中永遠的痛!地震造成許多砌體結構的中小學教學樓(以下簡稱教學樓)倒塌,眾多學生遇難,未倒塌的教學樓也都受到了不同程度的破壞,震中60%以上的教學樓成了危房,需要拆除重建。 2震害原因分析 2.1 抗震設防烈度 5·12汶川特大地震,震級為M8.0級,震中地震烈度相當于10~11度,已遠遠超過了抗震設計方面的現行國家規范規定的抗震設防烈度。《建筑設計抗震規范》GB50011-2001[1]中,明確了對各地的抗震設防等級劃分。本次特大地震主震區,如茂縣、汶川、北川最高抗震設防烈度只為7度,而綿陽、廣元抗震設防烈度只為6度。 2.2教學樓結構特性 本次特大地震中倒塌或嚴重損壞的中小學教學樓一般都為砌體結構。砌體結構是一種脆性結構,其抗拉和抗剪能力均較低。而教學樓多為兩道縱墻,多道橫墻,另加一外挑走廊。橫墻間距為教室的長,縱墻間距為教室的寬,縱墻因采光需要,開洞較多,而且不均勻,如圖1。在強烈地震作用下,這種砌體結構更易于發生脆性的剪切破壞,從而導致房屋的整體破壞和倒塌。

2.3 抗震構造措施 震區倒塌的教學樓大多還是80年代甚至更早以前的建筑,抗震設防標準低,抗震構造措施嚴重不足。絕大多數教學樓為磚砌體加預制混凝土樓板結構,圈梁和構造柱設置數量嚴重不足。在強烈地震作用下,墻體脆性受剪破壞,本身未有多少破壞的預制樓板,因與墻體(圈梁)缺少可靠連接,預制樓板垮塌下來,造成教學樓整體倒塌。

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