王亚勇所长在他的文章《汶川地震建筑震害启示——抗震概念设计》一文中指出:“---令人意外的是玻璃幕墙在地震时并没有大量脱落伤人,大部分表现良好,尽管地震动强度达到“大震水准”,主体结构已有损坏,隔墙和吊顶也大量破坏,玻璃幕墙却完好无损。可见这种幕墙设计具有良好的变形能力。《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102—2003)第4.2.6条规定:“玻璃幕墙平面内变形性能,…;抗震设计时,应按主体结构的弹性层间位移角限值的3倍进行设计。”对于明框幕墙的玻璃与槽口的配合尺寸作了规定(见第4.3.12条、9.5.2条和9.5.3条)。主体结构的弹性层间位移角限值的3倍相当于“中震水准”下主体结构保持弹性的最大层间位移角限值,相当于“大震”作用时结构的弹塑性位移值。各类玻璃幕墙中,明框幕墙的主要问题是框架本身的变形过大导致玻璃挤碎,但是,如果框架的变形得到控制,也能保证玻璃的安全;隐框幕墙由于在伸缩缝处受到撞击或硅酮结构密封胶承载力降低均可能造成玻璃脱落。”
赵西安教授在《汶川大地震中玻璃窗和玻璃幕墙抗震性能的初步分析》一文中指出:“我们不可能实际量测到玻璃窗和玻璃幕墙在地震中的平面内侧移量。但是,通过观测玻璃窗和幕墙所在平面的结构损坏情况,是可以估计它们在地震时所经历过的最大水平位移值。砖墙的破坏状况是最适用的衡量尺度。不仅因为砖墙应用最普遍,而且砖墙的破坏程度与其经受的水平位移有较好的对应性。多年来,进行过大量砌体结构的性能试验研究,对无筋砖砌体来说,其基本规律表现为:
水平位移角小于 1/800 砖墙完好无损;
1/800~1/500 轻微裂缝;
1/500~1/300 严重开裂;
1/300~1/150 严重破坏、掉砖、局部倒塌;
大于 1/150 倒塌。
2.7 固定窗的变形耐受能力
从这次汶川大地震中玻璃窗的表现来看,固定窗是有可能耐受到层间位移角1/500而不会产生破损;即使个别工程可能有玻璃破裂,破损的数量也会是极少的。
之所以如此,是由于在施工安装时,一般是墙先留出门窗口,后安装门窗。窗框与洞口之间会有空隙,窗扇与窗框之间也留有空隙,它们都能吸收掉一些变形量,可以稍稍提高窗的耐受地震能力。
三、幕墙在汶川大地震中的表现
3.1 幕墙的变形性能
由于幕墙本身的构造特点,使得它能忍受大的平面内变形而不破损。许多工程所进行的幕墙平面内变形试验表明,符合规范设计要求的幕墙可以承受1/100层高的平面内水平位移而不破损,甚至还可以承受更大一些的位移。
我们曾进行过许多幕墙的振动台试验,采用了玻璃、石材、铝板以及陶板、微晶玻璃、石粉板等人造板作为面板。这些幕墙在台面加速度为0.7~0.9g(相当于烈度约为9~10度)时,位移角达到1/70~1/50,还能保持完好,无任何破损。这些试验结果说明幕墙具有比固定窗大得多的平面内变形能力,可以在较高烈度的地震中免受震害。
3.2汶川地震中幕墙的性能
到目前为止,我们尚未收到震中地区未倒塌房屋上幕墙发生震害的报告,这与1995年阪神大地震和1999年台湾大地震的情况类似。
原因是很清楚的,幕墙达到其可耐受的平面内位移角极限1/70~1/50时,绝大多数主体结构已经倒塌。因此可以说,只要房子不倒,幕墙是不会破坏的,至多个别情况下有一些轻微的损伤。
据报道,在受灾最严重的北川,一片废墟之中,刘汉希望小学依然屹立,长十余米、三层楼高的玻璃幕墙居然连一块玻璃都没有破损。这不能不认为是玻璃幕墙的一个奇迹。
四、 小 结
从目前初步了解的情况来看,固定窗的耐震能力与玻璃幕墙相比是有较大差别的。
强震区没倒塌建筑中的固定窗,玻璃的破损程度相差悬殊,取决于主体结构侧向位移的大小。平面内侧向位移角不大于1/500时,窗玻璃可望保持完好;位移角大于1/300时,破坏就非常严重了。
玻璃幕墙的位移耐受性能远大于固定窗。地震中只要主体结构尚未倒塌,幕墙一般都能保持完好。这次汶川地震中玻璃幕墙的表现就充分反映了这一规律。我们有理由相信,只要我们按照规范的要求,认真设计,认真施工,就可以使幕墙达到小震完好,中震可修,大震不掉的要求的。”
再来看玉树地震:
第一次地震
2010-04-14 05:39:57 震级(M):4.712 纬度(33.10N) 经度(96.60E) 深度(千米)6 仪器震中:玉树县拉秀乡日麻村
第二次地震
2010-04-14 07:49:40 震级(M):7.3 纬度(33.10N) 经度(96.70E) 深度(千米)14 仪器震中:玉树县拉秀乡日麻村
第三次地震
2010-04-14 09:25:17.8 震级(M):6.29 纬度(33.20N) 经度(96.60E) 深度(千米)30 仪器震中:玉树县拉秀乡日麻村
截止14日14时18次余震
宏观震中隆宝镇郭央烟宗多,距仪器震中约30公里,纬度(33度03分11秒N),经度(96度51分26秒E),震中区域的地面水平位移最大可达1.75米,沿断裂带鼓胀出一个个“小帐蓬”,一条小溪被撕裂错断,形成小型断塞湖。这些变形破坏现象比其他地段都要强烈,只是由于周围属于山谷地带,人烟稀少,没有造成太大损失。
地表破裂大致可分为三段:西段为赛马场以东,长约16公里,表现为左旋走滑为主兼逆冲,最大水平走滑位移为175厘米,垂直断距达60厘米;中段主要在城区南部,长约3公里,由多条“雁列式”分布的地表破裂组成,表现为左旋走滑性质,该段地面最大水平位移为30厘米;东段从县城扩展到结古镇禅古村,长约4公里,表现为走滑——逆冲型,局部以逆冲为主,地面垂直断距约60厘米,水平位移为30厘米,城区没有发现大的破裂带。
宏观震中是根据地震后地表变形强度和对地表建筑物的破坏程度确定的震中,主要通过现场调查获得,仪器震中则是通过对地震监测台站获得的信息计算得到的震。宏观震中与仪器震中因获取方式不同,出现不同震中位置很正长。
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