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四川芦山地震中的玻璃窗和建筑幕墙

来源:中国幕墙网收集整理  作者:赵西安  日期:2013-7-12
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  2013年4月20日芦山7.0级大地震中,震中地区建筑物遭受重大损失,震害调查表明:玻璃固定窗破损与主体结构破坏具有明显的相关性。建筑幕墙则基本完好,目前尚未发现幕墙受到严重震害的事例。

  关 键 词 玻璃窗 幕墙 震害调查 抗震设计

  当位移大于1/150时,砖砌体结构倒塌,玻璃窗也就随之消失。在震中高烈度地区,如芦山、宝兴等地,砖墙倒塌的房屋很多,玻璃窗也随之破坏了(图10~图12)。

  2.5 平面外位移产生的破坏

  除了大量破损是由平面内的变形产生以外,也有一些破坏是由平面外的位移导致的。位于震中区的建筑受到强烈的三维地震作用,许多砖墙同时出现平面内和平面外的大位移,墙体倒塌,连同玻璃窗一起破坏(图13)。

  2.6 活动窗扇破坏程度较轻

  平开窗窗扇在地震时往往处于开启状态,此时窗扇并不在墙的平面内,受墙体变形挤压很少,因而开启中的平开窗扇破损不多。

  推拉窗扇是可以水平滑动的,即使在建筑变形很大时,它相对于窗框可以有一定程度的相对位移,实际变形要小于窗框,因而破损程度要小一些(图14)。

  2.7 固定窗的变形耐受能力

  从这次芦山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。这个规律与2008年汶川地震和2010年玉树地震中玻璃窗的震害规律相同。

  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、 幕墙在芦山地震中的表现

  3.1 幕墙的变形性

  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 芦山地震中幕墙的性能

  到目前为止,我们尚未看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。也类似于2008年汶川大地震和2010年玉树大地震。

  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。

  成都为烈度7度地区,成都的玻璃幕墙、铝板幕墙石材幕墙在地震中表现良好,至今我们没有看到有关成都建筑幕墙震害的报道。

  图15~图17是一些位于烈度为7~9度地区的建筑,从它们的幕墙能保持完好的事例来看,上述关于幕墙有较好耐震性能的观点是可以令人信服的。

  雅安碧峰峡熊猫基地的一片全玻幕墙在地震中破碎(图18)。这和汶川地震中全玻幕墙和橱窗大玻璃破碎较多有相似的规律。主要原因可能是大玻璃地震中变形较大,而玻璃的边部安装空隙过小和填缝硬化,会使玻璃位移受限制。
  3.2 玻璃幕墙耐受地震性能和其他建筑部件的比较

  如果在一座建筑物中同时有玻璃幕墙和其他建筑部件,又经受同样地震,那末幕墙和其他部件的耐震性能就有可比性了。有幕墙得许多工程,当砖墙、固定窗、面砖已经发生明显震害时,同一建筑的幕墙却完好无损。

  3.4 板和石材幕墙

  芦山地震中铝板幕墙没有震害,雅安 (7度) 的一些工程,铝板幕墙保持原状,情况良好(图20、图21)。

  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。

  建筑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。这次芦山地震中建筑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。【完】

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