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源起:
2008年5月12日,四川汶川一带发生了震惊世界的8级特大地震,举国哀悼之时,我们不得不思考,我们能做些什么?
7月中旬,结束了高一的学习,我立刻来到四川地震灾区做了一名普通的志愿者,为灾区人民尽一份绵薄之力。在这次8.0级大地震的重灾区绵竹市九龙乡,几乎所有的民房都被夷为平地,唯有一栋二层民房幸免于难,甚至连裂缝几乎都没有,房屋四周围墙部分倒塌。这引起了我极大的兴趣,为什么这栋房屋屹立不倒?为什么这栋房屋未遭破坏々为什么房屋周围的围墙部分定向倒塌?带着这些疑问,我对这栋房屋进行了详细考察。
基本情况:
房屋状况:该栋房屋大门朝向为东偏南约15度,房屋东西方向宽约7米,南北方向长约13米,主体结构高约6米。经向房屋主人了解后得知,房屋建成于2007年,采用钢筋混凝土框架结构,楼板是由钢筋混凝土现场浇注而成,墙体由红砖砌成,震后房屋照片如图1。
房屋围墙情况:房屋四周有围墙,围墙高约3米,围墙东西方向长18米,南北方向长16米。地震后,房屋南北侧围墙几乎全部坍塌,房屋东西侧围墙完好无损,破坏后的围墙照片如图2。
原因分析:
2008年7月底,在结束了志愿者的工作后,我带着收集的基本资料,回到了武汉。通过请教有关地震专家,查阅相关资料,渐渐理出了结论。
1、不同结构的房屋的抗震能力为何有差异?
没有倒塌的这栋房屋是一幢典型的框架结构建筑,它的框架是由钢筋混凝土浇筑而成的,钢筋混凝土结构具有较高的强度和延性。房屋顶部及框架自身的重量都由大梁枋传到立柱,再经过立柱传到地面,结构整体性好。
反观周围的倒塌房屋,所采用的是农村普遍的砖瓦结构,其建筑方式是简单的砖瓦堆砌,用少量的水泥砂浆黏合剂填充砖块闻的缝隙(有的甚至不使用),砖瓦堆砌结构延性差、强度低。
就结构这一点来看,这栋没有垮塌的房子采用了更为安全且更为合理的框架结构,良好的整体性使得整栋房屋均匀受力,减小了地震所带来的破坏。从这方面看,这栋房子在结构上明显优于普通的砖瓦式房屋。
2、房屋方向及围墙倒塌分析
首先看此次地震断裂带与房屋所在地的相对位置关系。经查阅相关资料得知,此次汶川大地震位于龙门山断裂带,重灾区汶川、北川及青川都位于该断裂带上。该断裂带基本属于南北偏东走向,而房屋所在地绵竹市九龙乡位于此次地震震中映秀镇东面,直线距离约35千米。根据地震波理论,首先到达建筑物的是平行于地震波传播方向的P波(体波),P波的周期较短、振幅较小,由于建筑物所在地距震中很近,P波使建筑物上下抖动,其破坏性通常较小。紧接而至的S波(面波)使建筑物产生水平摇摆,相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力。对于这栋房屋来讲,作用于它的S波产生的力是在南北方向的反复作用,所以可以推论,在该地区,建筑物由于S波造成的破坏应该是南北方向的破坏。
因为此次地震的S波的震动方向为南北方向,从图3互看出,该拣房屋的长边正好为南北走向,而该方向房屋刚度相对大,可以承受更大的S波产生的水平摇摆动力作用,所以这也是房屋安全无损的又一个原因(所谓刚度就是受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力)。
再看房屋围墙的情况,图3中位于北面的A段围墙向北面倒塌,位于南面的C段围墙几乎全部向南面倒塌,其余围墙完好无损。这是因为A与C段围墙基本为东西走向,受到了南北向的作用力,S波产生的水平摇摆动力作用正好作用于A、C墙刚度小的薄弱方向,致使A、C墙遭到破坏性打击。而B、D段围墙基本沿南北走向,受到的是基本平行于墙面的力,该方向围墙刚度相对大,可以承受更大的S波产生的水平摇摆动力作用,所以围墙完好无损。而E段围墙虽然沿东西向布置,但由于D段围墙及房屋的支撑,增加了其抵抗水平力的能力,所以未受破坏。
关于灾后重建:
1、从房屋的平面布局上看,由于汶川地震断裂带为南北偏东走向,汶川地震是挤压型地震,其错动方向是北面稍偏东,其产生的s波也就为南北偏东方向。因此在该地区灾后重建房屋时,房屋较长的方向应尽量布置在南北方向,即房屋南北方向刚度尽量大,以抵抗S波对房屋的破坏。
2、从房屋结构的整体性来看,要选择坚硬的房屋基础,并在每层间采用圈梁,转角及刚度变化处设构造立柱,楼板整体现浇。当然采用框架结构抗震性能更佳。
3、从围墙的破坏特点看,位于房屋东西侧建造的围墙按一般结构施工,而位于房屋南北侧建造的围墙则应采取加固措施,如围墙加厚或外设砌体柱等增强刚度的方法,这些均能有效提高围墙抗震能力。
2008年5月12日,四川汶川一带发生了震惊世界的8级特大地震,举国哀悼之时,我们不得不思考,我们能做些什么?
7月中旬,结束了高一的学习,我立刻来到四川地震灾区做了一名普通的志愿者,为灾区人民尽一份绵薄之力。在这次8.0级大地震的重灾区绵竹市九龙乡,几乎所有的民房都被夷为平地,唯有一栋二层民房幸免于难,甚至连裂缝几乎都没有,房屋四周围墙部分倒塌。这引起了我极大的兴趣,为什么这栋房屋屹立不倒?为什么这栋房屋未遭破坏々为什么房屋周围的围墙部分定向倒塌?带着这些疑问,我对这栋房屋进行了详细考察。
基本情况:
房屋状况:该栋房屋大门朝向为东偏南约15度,房屋东西方向宽约7米,南北方向长约13米,主体结构高约6米。经向房屋主人了解后得知,房屋建成于2007年,采用钢筋混凝土框架结构,楼板是由钢筋混凝土现场浇注而成,墙体由红砖砌成,震后房屋照片如图1。
房屋围墙情况:房屋四周有围墙,围墙高约3米,围墙东西方向长18米,南北方向长16米。地震后,房屋南北侧围墙几乎全部坍塌,房屋东西侧围墙完好无损,破坏后的围墙照片如图2。
原因分析:
2008年7月底,在结束了志愿者的工作后,我带着收集的基本资料,回到了武汉。通过请教有关地震专家,查阅相关资料,渐渐理出了结论。
![](http://pic.soolun.com/d/file/20211020/kxdz20090114-1-l.jpg)
1、不同结构的房屋的抗震能力为何有差异?
没有倒塌的这栋房屋是一幢典型的框架结构建筑,它的框架是由钢筋混凝土浇筑而成的,钢筋混凝土结构具有较高的强度和延性。房屋顶部及框架自身的重量都由大梁枋传到立柱,再经过立柱传到地面,结构整体性好。
反观周围的倒塌房屋,所采用的是农村普遍的砖瓦结构,其建筑方式是简单的砖瓦堆砌,用少量的水泥砂浆黏合剂填充砖块闻的缝隙(有的甚至不使用),砖瓦堆砌结构延性差、强度低。
就结构这一点来看,这栋没有垮塌的房子采用了更为安全且更为合理的框架结构,良好的整体性使得整栋房屋均匀受力,减小了地震所带来的破坏。从这方面看,这栋房子在结构上明显优于普通的砖瓦式房屋。
2、房屋方向及围墙倒塌分析
首先看此次地震断裂带与房屋所在地的相对位置关系。经查阅相关资料得知,此次汶川大地震位于龙门山断裂带,重灾区汶川、北川及青川都位于该断裂带上。该断裂带基本属于南北偏东走向,而房屋所在地绵竹市九龙乡位于此次地震震中映秀镇东面,直线距离约35千米。根据地震波理论,首先到达建筑物的是平行于地震波传播方向的P波(体波),P波的周期较短、振幅较小,由于建筑物所在地距震中很近,P波使建筑物上下抖动,其破坏性通常较小。紧接而至的S波(面波)使建筑物产生水平摇摆,相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力。对于这栋房屋来讲,作用于它的S波产生的力是在南北方向的反复作用,所以可以推论,在该地区,建筑物由于S波造成的破坏应该是南北方向的破坏。
因为此次地震的S波的震动方向为南北方向,从图3互看出,该拣房屋的长边正好为南北走向,而该方向房屋刚度相对大,可以承受更大的S波产生的水平摇摆动力作用,所以这也是房屋安全无损的又一个原因(所谓刚度就是受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力)。
再看房屋围墙的情况,图3中位于北面的A段围墙向北面倒塌,位于南面的C段围墙几乎全部向南面倒塌,其余围墙完好无损。这是因为A与C段围墙基本为东西走向,受到了南北向的作用力,S波产生的水平摇摆动力作用正好作用于A、C墙刚度小的薄弱方向,致使A、C墙遭到破坏性打击。而B、D段围墙基本沿南北走向,受到的是基本平行于墙面的力,该方向围墙刚度相对大,可以承受更大的S波产生的水平摇摆动力作用,所以围墙完好无损。而E段围墙虽然沿东西向布置,但由于D段围墙及房屋的支撑,增加了其抵抗水平力的能力,所以未受破坏。
![](http://pic.soolun.com/d/file/20211020/kxdz20090114-2-l.jpg)
关于灾后重建:
1、从房屋的平面布局上看,由于汶川地震断裂带为南北偏东走向,汶川地震是挤压型地震,其错动方向是北面稍偏东,其产生的s波也就为南北偏东方向。因此在该地区灾后重建房屋时,房屋较长的方向应尽量布置在南北方向,即房屋南北方向刚度尽量大,以抵抗S波对房屋的破坏。
2、从房屋结构的整体性来看,要选择坚硬的房屋基础,并在每层间采用圈梁,转角及刚度变化处设构造立柱,楼板整体现浇。当然采用框架结构抗震性能更佳。
3、从围墙的破坏特点看,位于房屋东西侧建造的围墙按一般结构施工,而位于房屋南北侧建造的围墙则应采取加固措施,如围墙加厚或外设砌体柱等增强刚度的方法,这些均能有效提高围墙抗震能力。