王亞勇所長(zhǎng)在他的文章《汶川地震建筑震害啟示——抗震概念設(shè)計(jì)》一文中指出:“---令人意外的是玻璃幕墻在地震時(shí)并沒有大量脫落傷人,大部分表現(xiàn)良好,盡管地震動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到“大震水準(zhǔn)”,主體結(jié)構(gòu)已有損壞,隔墻和吊頂也大量破壞,玻璃幕墻卻完好無損?梢娺@種幕墻設(shè)計(jì)具有良好的變形能力!玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ102—2003)第4.2.6條規(guī)定:“玻璃幕墻平面內(nèi)變形性能,…;抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)按主體結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值的3倍進(jìn)行設(shè)計(jì)!睂(duì)于明框幕墻的玻璃與槽口的配合尺寸作了規(guī)定(見第4.3.12條、9.5.2條和9.5.3條)。主體結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值的3倍相當(dāng)于“中震水準(zhǔn)”下主體結(jié)構(gòu)保持彈性的最大層間位移角限值,相當(dāng)于“大震”作用時(shí)結(jié)構(gòu)的彈塑性位移值。各類玻璃幕墻中,明框幕墻的主要問題是框架本身的變形過大導(dǎo)致玻璃擠碎,但是,如果框架的變形得到控制,也能保證玻璃的安全;隱框幕墻由于在伸縮縫處受到撞擊或硅酮結(jié)構(gòu)密封膠承載力降低均可能造成玻璃脫落!
趙西安教授在《汶川大地震中玻璃窗和玻璃幕墻抗震性能的初步分析》一文中指出:“我們不可能實(shí)際量測(cè)到玻璃窗和玻璃幕墻在地震中的平面內(nèi)側(cè)移量。但是,通過觀測(cè)玻璃窗和幕墻所在平面的結(jié)構(gòu)損壞情況,是可以估計(jì)它們?cè)诘卣饡r(shí)所經(jīng)歷過的最大水平位移值。磚墻的破壞狀況是最適用的衡量尺度。不僅因?yàn)榇u墻應(yīng)用最普遍,而且磚墻的破壞程度與其經(jīng)受的水平位移有較好的對(duì)應(yīng)性。多年來,進(jìn)行過大量砌體結(jié)構(gòu)的性能試驗(yàn)研究,對(duì)無筋磚砌體來說,其基本規(guī)律表現(xiàn)為:
水平位移角小于 1/800 磚墻完好無損;
1/800~1/500 輕微裂縫;
1/500~1/300 嚴(yán)重開裂;
1/300~1/150 嚴(yán)重破壞、掉磚、局部倒塌;
大于 1/150 倒塌。
2.7 固定窗的變形耐受能力
從這次汶川大地震中玻璃窗的表現(xiàn)來看,固定窗是有可能耐受到層間位移角1/500而不會(huì)產(chǎn)生破損;即使個(gè)別工程可能有玻璃破裂,破損的數(shù)量也會(huì)是極少的。
之所以如此,是由于在施工安裝時(shí),一般是墻先留出門窗口,后安裝門窗。窗框與洞口之間會(huì)有空隙,窗扇與窗框之間也留有空隙,它們都能吸收掉一些變形量,可以稍稍提高窗的耐受地震能力。
三、幕墻在汶川大地震中的表現(xiàn)
3.1 幕墻的變形性能
由于幕墻本身的構(gòu)造特點(diǎn),使得它能忍受大的平面內(nèi)變形而不破損。許多工程所進(jìn)行的幕墻平面內(nèi)變形試驗(yàn)表明,符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求的幕墻可以承受1/100層高的平面內(nèi)水平位移而不破損,甚至還可以承受更大一些的位移。
我們?cè)M(jìn)行過許多幕墻的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),采用了玻璃、石材、鋁板以及陶板、微晶玻璃、石粉板等人造板作為面板。這些幕墻在臺(tái)面加速度為0.7~0.9g(相當(dāng)于烈度約為9~10度)時(shí),位移角達(dá)到1/70~1/50,還能保持完好,無任何破損。這些試驗(yàn)結(jié)果說明幕墻具有比固定窗大得多的平面內(nèi)變形能力,可以在較高烈度的地震中免受震害。
3.2汶川地震中幕墻的性能
到目前為止,我們尚未收到震中地區(qū)未倒塌房屋上幕墻發(fā)生震害的報(bào)告,這與1995年阪神大地震和1999年臺(tái)灣大地震的情況類似。
原因是很清楚的,幕墻達(dá)到其可耐受的平面內(nèi)位移角極限1/70~1/50時(shí),絕大多數(shù)主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)倒塌。因此可以說,只要房子不倒,幕墻是不會(huì)破壞的,至多個(gè)別情況下有一些輕微的損傷。
據(jù)報(bào)道,在受災(zāi)最嚴(yán)重的北川,一片廢墟之中,劉漢希望小學(xué)依然屹立,長(zhǎng)十余米、三層樓高的玻璃幕墻居然連一塊玻璃都沒有破損。這不能不認(rèn)為是玻璃幕墻的一個(gè)奇跡。
四、 小 結(jié)
從目前初步了解的情況來看,固定窗的耐震能力與玻璃幕墻相比是有較大差別的。
強(qiáng)震區(qū)沒倒塌建筑中的固定窗,玻璃的破損程度相差懸殊,取決于主體結(jié)構(gòu)側(cè)向位移的大小。平面內(nèi)側(cè)向位移角不大于1/500時(shí),窗玻璃可望保持完好;位移角大于1/300時(shí),破壞就非常嚴(yán)重了。
玻璃幕墻的位移耐受性能遠(yuǎn)大于固定窗。地震中只要主體結(jié)構(gòu)尚未倒塌,幕墻一般都能保持完好。這次汶川地震中玻璃幕墻的表現(xiàn)就充分反映了這一規(guī)律。我們有理由相信,只要我們按照規(guī)范的要求,認(rèn)真設(shè)計(jì),認(rèn)真施工,就可以使幕墻達(dá)到小震完好,中震可修,大震不掉的要求的。”
再來看玉樹地震:
第一次地震
2010-04-14 05:39:57 震級(jí)(M):4.712 緯度(33.10N) 經(jīng)度(96.60E) 深度(千米)6 儀器震中:玉樹縣拉秀鄉(xiāng)日麻村
第二次地震
2010-04-14 07:49:40 震級(jí)(M):7.3 緯度(33.10N) 經(jīng)度(96.70E) 深度(千米)14 儀器震中:玉樹縣拉秀鄉(xiāng)日麻村
第三次地震
2010-04-14 09:25:17.8 震級(jí)(M):6.29 緯度(33.20N) 經(jīng)度(96.60E) 深度(千米)30 儀器震中:玉樹縣拉秀鄉(xiāng)日麻村
截止14日14時(shí)18次余震
宏觀震中隆寶鎮(zhèn)郭央煙宗多,距儀器震中約30公里,緯度(33度03分11秒N),經(jīng)度(96度51分26秒E),震中區(qū)域的地面水平位移最大可達(dá)1.75米,沿斷裂帶鼓脹出一個(gè)個(gè)“小帳蓬”,一條小溪被撕裂錯(cuò)斷,形成小型斷塞湖。這些變形破壞現(xiàn)象比其他地段都要強(qiáng)烈,只是由于周圍屬于山谷地帶,人煙稀少,沒有造成太大損失。
地表破裂大致可分為三段:西段為賽馬場(chǎng)以東,長(zhǎng)約16公里,表現(xiàn)為左旋走滑為主兼逆沖,最大水平走滑位移為175厘米,垂直斷距達(dá)60厘米;中段主要在城區(qū)南部,長(zhǎng)約3公里,由多條“雁列式”分布的地表破裂組成,表現(xiàn)為左旋走滑性質(zhì),該段地面最大水平位移為30厘米;東段從縣城擴(kuò)展到結(jié)古鎮(zhèn)禪古村,長(zhǎng)約4公里,表現(xiàn)為走滑——逆沖型,局部以逆沖為主,地面垂直斷距約60厘米,水平位移為30厘米,城區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)大的破裂帶。
宏觀震中是根據(jù)地震后地表變形強(qiáng)度和對(duì)地表建筑物的破壞程度確定的震中,主要通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查獲得,儀器震中則是通過對(duì)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站獲得的信息計(jì)算得到的震。宏觀震中與儀器震中因獲取方式不同,出現(xiàn)不同震中位置很正長(zhǎng)。

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