沈阳周边村镇砌体结构学校建筑抗震性能分析-seismic performance analysis of masonry structure school buildings in villages and towns around shenyang.docx

第一章绪论1.1引言地震是人类目前尚难以抵御的自然灾害之一，人类历史上已经无数次蒙受强烈地震所造成的灾难。随着全球社会经济的发展，地震的灾害性将变得越为严重。地震对人类社会的危害主要体现在两方面：(1)地震引起的建筑物的损坏、倒塌将导致惨重的人身伤亡和财产损失；(2)地震以及地震引起的水灾、火灾等次生灾害将破坏人类社会的自然环境，影响社会的生产、生活秩序等。我国的地理位置决定了我国是一个地震多发的国家。2008年5月12日我国汶川县发生M8.0级的强烈地震，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。地震危害严重威胁着我国经济和社会发展。我们更应该从此次汶川地震中得出，此次地震中的中小学建筑破坏严重，造成了巨大人员伤亡和财产损失。辽宁省是地震灾害较为频发的省区之一。依据辽宁省地震活动规律推测，2006年至2015年辽宁省正处于第五活跃期，将发生2-3次5-6级中强以上地震。沈阳市地质构造比较复杂，目前已经查明城区内长度大于6000米的隐伏断裂就有12条，地震小区划成果给出影响沈阳城区的潜在震源区有8个。沈阳市在未来15年国家地震重点监视防御区和全省地震危险区之内，存在着发生5.5级左右地震的危险。近几年来，沈阳市又多次发生有震感的地震，2003年3月30日高坎镇发生ML4.3级地震，2005年1月10日、4月4日新民发生ML3.0级地震。地震活动如此频繁表明我市地下构造处于活动状态，面临着严重的地震灾害威胁[1,2]。我国大陆发生的地震绝大多数发生在广大的农村和乡镇地区，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，而农村的学校房屋由于缺乏足够的抗震能力造成了更大的破坏和人员伤亡，这在2008年的“汶川地震”中尤为明显。目前，沈阳市村镇学校房屋结构与我国其他地区基本相同，主要的结构形式是砌体结构、砌体—木结构、框架结构等[3]。1.2砌体结构中小学建筑的抗震性能研究现状从世界范围看由于不同的国家和地区经济和文化上有很大的差别，因此这些国家和地区的建筑抗震性能也有很大的不同，对抗震研究也不尽相同，发达国家和地区研究相对更深入。1.2.1目前我国中小学建筑抗震研究的现状中小学建筑的抗震性能研究在我国开展的比较晚，理论和技术还相对落后，但由于最近我国的几次地震中中小学建筑遭到了严重的破坏，造成了大量的人员伤亡和财产损失而引起了众多学者对中小学建筑抗震性能的关注。通过专家学者的对中小学建筑抗震性能的研究指出了我国中小学建筑在抗震设计和构造方面存在许多问题。学者赵京州[4]通过分析1998年的张家口地震中被破坏的学校建筑，总结出了砖石砌体结构建筑在抗震性能方面存在很多问题，而在广大的农村大量存在这种结构形式的学校，并提出了解决的方法。学者林煌斌[5]等通过对2005年发生在我国江西和巴基斯坦的地震中学校建筑破坏情况的研究，归纳出学校建筑在地震中的破坏特点，并根据学校建筑的特点总结出学校建筑抗震性能研究的方法。我国台湾地区在1999年的台湾“集集地震”后对学校建筑也展开了大量的研究和分析，对学校建筑抗震性能研究的方法主要有以下两种(l)首先要对中小学建筑进行实地的考察调研，如果建筑有图纸就根据图纸建立分析模型。建好模型后通常采用Pushover分析方法对结构进行抗震性能的研究，并根据分析结构对学校建筑的抗震性能做出评价。(2)为了能准确的对结构的抗震性能做出评价这里我们定义一个抗震性能指标Is。Is??E??Q上式中，E—建筑结构在考虑到所有的能够抵抗水平力构件的基本抗震能力；Q—抗震性能指标的调整系数，可按下式求得。Q=q1??q2??q3??q4??q5??q6(1-1)(1-2)上式中，q1：考虑结构的平面的立面对称性的影响系数；q2：结构的薄弱层显著性影响系数；q3：结构中的裂缝及锈蚀程度影响系数；q4：结构的变形程度影响系数；q5：平面结构抗震性能影响系数；q6：结构的短柱严重性影响系数。虽然目前我国对中小学校建筑的抗震性能研究开展的比较晚，但对砌体结构的抗震性能研究我国已经做了大量的理论研究和实验分析，尤其是对单片墙体的抗震性能研究的更加深入。为了充分研究墙体的抗震性能，我国的许多高校和科研机构做了大量的实验，通过对实验数据的研究分析得出了带有构造柱的墙体在地震作用下能够吸收大量的能量，具有较好的延性，能够大大的提高墙体的抗震性能，同时楼板刚度的大小也对墙体的抗震性能有一定的影响。1.2.2国外中小学建筑抗震性的现状日本对中小学建筑抗震性能的研究开展的比较早且比较多。日本对中小学建筑抗震性的研究主要是在1923年关中大地震后开展的。此次地震后日本就对中小学建筑的抗震性展开的大量的研究，并决定把中小学作为震后的避难所，因此对学校建筑的抗震性能和强度做出了一定的规定。前苏联是最早对砌体结构进行研究的国家，并针对砌体结构建立了一整套的结构理论和设计方法。二十