提要: 2008年5月12日汶川8.0級大地震中建筑物遭受巨大損失,震害調查表明:玻璃
固定窗破損與
主體結構破壞具有明顯的相關性。
玻璃幕墻則基本完好,目前尚未發現幕墻受到震害的事例。
關鍵詞: 玻璃窗、幕墻、震害調查、
抗震設計
一、概 述
1.1 固定窗和幕墻
固定窗和幕墻都是由
面板和
支承結構組成的維護結構系統。不同的是:固定窗通常是鑲嵌在柱子或墻體
平面內,在地震時必然與主體結構有相同的側向位移;而幕墻的構造則使得幕墻與主體結構之間可以有微小的相對位移,或者使得幕墻本身具有較大的
變形能力,可以忍受地震時主體結構所發生的側向位移。
因此,在歷次大地震中玻璃窗的破壞都比較普遍,安裝在墻體嚴重
開裂、破損或
框架明顯側傾建筑中的固定窗往往窗框扭曲、玻璃破碎、飛散;而在相同狀態建筑中的幕墻則震害很少,常常完好無損。
1976年唐山大地震的殘存建筑中玻璃窗大多破損,多數只留下空的洞口。而1995年日本阪神大地震和1999年臺灣集集大地震均有大量的玻璃窗震害的報告;雖然大阪、神戶和臺中、臺南等城市有不少帶有幕墻的建筑,但卻沒有見到關于震后尚存建筑中幕墻的震害報道。
這次四川汶川8.0級大地震中,汶川、北川、德陽、綿陽等經歷了強震的城市,玻璃窗和玻璃幕墻的
抗震性能表現出和歷次大地震相同的規律性。
1.2側向位移大小的估計
我們不可能實際量測到玻璃窗和玻璃幕墻在地震中的平面內側移量。但是,通過觀測玻璃窗和幕墻所在平面的結構損壞情況,是可以估計它們在地震時所經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。不僅因為磚墻應用最普遍,而且磚墻的破壞程度與其經受的水平位移有較好的對應性。多年來,進行過大量
砌體結構的性能試驗研究,對無筋磚砌體來說,其基本規律表現為:
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 嚴重開裂;
1/300~1/150 嚴重破壞、掉磚、局部倒塌;
大于 1/150 倒塌。
二、固定窗在地震中的工作性能
在不同的尚存建筑物中,地震震害程度各不相同,相應地玻璃窗的表現也是各不相同的:
2.1 主體結構無震害的建筑物
主體結構完好,承重磚墻或填充磚墻沒有產生可見的震害時,可以認為其水平側移不大于1/800。這時玻璃窗一般不會有破損。
都江堰市的四川農大教學樓完好,相應其玻璃窗也是完好的。青川的
地震烈度較高,中醫醫院病房樓中的病人要從窗口吊下自救,但磚墻無損,可判斷受地震影響不大,玻璃窗還是完好的(圖1)。
汶川雖然是震中,但少量保存完好的建筑相應其窗也完好。
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圖1 青川中醫醫院玻璃窗完好
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圖2 西安市高層建筑輕微受損
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