建筑施工技术-Construction Technology of Civil Engineering 大灾变 2018 花莲地震震害回06课件讲解

建筑施工技术ConstructionTechnologyofCivilEngineering大灾变·2018花莲地震震害回望目录CONTENTS一、地震背景二、地震震动特性三、建筑物震害四、桥梁震害

五、港口震害01地震背景2018年2月6日深夜，当大部分人正处梦乡时，断层内积累的压力被打破，花莲发生了6.5级的大地震。这是当地自1972年瑞穗地震以来发生过规模最大的地震。地震造成了数百人的伤亡，数以千计的人类构筑物分别受到了不同程度的损害。史称“2018年花莲地震”。根据台湾中央气象局地震测报中心所公布的资料显示，2018年2月6日23时50分花莲县近海发生了强烈地震。震央坐标为北纬24.1度，东经121.73度，震源深度约为6.3公里。花莲地震震度分布图从图中可以看出，基本上台湾大部分地区均有震感。台湾中央地质调查所对花莲市的灾情进行了初步调查，发现受灾严重的构筑物大多出现在一条经过花莲市的主断层——米仑断层附近。受损严重的建筑物与断层关系同时，沿断层沿线都可以观察到地表有显著的破裂与位移。因此初步判定，本次地震是由米仑断层发生错动，释放能量所导致的。02地震震动特性断层（fault）在地球构造运动中广泛发育。在地壳运动中，假设我们对地壳用力进行挤压，地壳就会受到很大的压力。当它受到的压力到达某个临界面时，在某个薄弱位置就会发生断裂，地层产生相对错动。断层的典型构造由于断层是受压力影响而成，这个区域的地层会特别破碎。所以，在大规模地震发生时，地震波传递到断层的位置时，由于地层突然变得破碎，在邻近区域会率先产生很多具有单一频率及方向性的速度脉冲，造成此区域的建筑物受到地震的影响更大，称为近断层效应（NearFaultEffect）。通过花莲邻近的测站结果也显示了这点。所有靠近米仑断层的测站都显示有速度脉冲。花莲地区测站的水平向速度脉冲这意味着，邻近断层两侧的构筑物将会遭受更加严重的破坏。震后的调查结果也验证了这一点。03建筑物震害本次地震受损严重的建筑物大多分布在断层附近，其中多栋多层建筑物出现了倒塌。值得注意的是，这些倒塌的建筑物都有个共性：他们都是“头重脚轻”的软弱底层建筑物。头重脚轻是抗震设防中的大忌。当遭受反复摇晃、摆动时，重心更高的建筑物在惯性的作用下，将很容易出现倒塌。倒塌的这些建筑物均为商住混用楼。底层作为商铺，高层作为住宅。底层的商户为了获得更大的空间进行商业活动，把很多填充间隔墙都拆了，人为地将建筑物变成了“软脚虾”。其中，受损最严重之一的云门翠堤大楼在地震的作用下，出现了跪下（kneedown）破坏。倒塌正面倒塌背面倒塌侧面云门翠堤大楼12层高，一楼至三楼为商业用途。由于底层墙量少，在地震时柱子受到的轴力过大，导致正面区域的柱子率先出现轴力破坏。正面被压坏的角柱被压坏的边柱在倒塌背面被拉断的柱子，则从另一个角度讲述了倒塌的原因。在倒塌背面的柱子来看，柱主筋搭接长度疑似不足，而且从断开面观察，钢筋似乎都出现了同位搭接的问题。在混凝土结构规范中，规定了在同一位置上钢筋搭接的面积不宜超过50%，为的就是避免在同一位置上出现搭接贯通薄弱面。钢筋的搭接位置都在同一平面上钢筋出现同位搭接搭接长度疑似不足建于1978年的老建筑统帅大饭店，由于头重脚轻的原因，则出现了坐下（sitdown）破坏。整个建筑物的底层柱子全部压坏，上部楼层一起“坐到”了地上。倒塌前的统帅大饭店倒塌后正面倒塌后背面大饭店的平面布置为L型，属于不规则结构，在地震时容易发生扭转，从外墙表面的斜裂缝可以观察得出。扭转在外墙留下的裂缝扭转在外墙留下的裂缝在破坏的构建外露情况来看，很多构造方面的布置未达标，使建筑物的抗震性能受损。从破坏的角柱来看，箍筋量不足，对混凝土的约束力较差，使柱子容易被压坏。梁柱接头并未布置横向钢筋，节点连接较弱。一楼外墙出现整片倒塌，暴露出的墙纵筋疑似埋置深度不足。梁底部的纵筋向下弯折埋入柱内，而并非现行规定的向上弯折，使梁柱节点较易发生破坏。旧远东百货大楼为一12层弃置大楼，在地震中虽然未被破坏，但一楼作为软弱底层，也出现了大量的柱受剪破坏。一楼角柱破坏一楼柱受剪破坏04桥梁震害在本次地震中，受损较严重的主要是七星潭大桥及花莲大桥。两条大桥均处于断层区域内。两条大桥的位置大桥的两侧桥台挤压产生地面隆起。伸缩缝同样受到了挤压，而出现不同程度的破坏。花莲大桥结构采用东西两线分离，东行线为原始桥，西行线为拓宽桥。七星潭大桥为七星潭景区内的高架桥，2013年完工，由于靠近引起地震的米仑断层，其受到的震害稍较严重。桥台顺接路面区域出现了路面破坏。桥墩上方支承及横向止震块产生了剪力破坏，出现错动。桥墩出现结构性损伤。05港口震害在地震下，花莲港区也出现了不同程度的灾害，部分码头设施破坏，多处出现了地层液化喷砂现象，侧面说明了地基的抗液化性能存在隐患。花莲港平面图花莲港23号码头为沉箱结构，在地震下沉箱结构与背后填土区域出现了差异沉降，最大达50cm.码头后线处出现差异沉降沉箱之间出现间隙西防波堤处，则出现了地基液化，排水沟两侧因液化而出现了喷砂现象。排水沟处喷砂路面裂隙出现了喷砂道路面板下出现了连续喷砂孔地基液化主要发生在砂性土层中。在地层振动时，砂颗粒会和孔隙中的水一起摇晃。在不断的摇晃中，砂层中的水压力会逐渐升高。当水压升高至一定程度时，砂颗粒在水压的作用下会变成悬浮颗粒，完全丧失强度。最终导致砂层与水变成混