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四川蘆山地震中的玻璃窗和建筑幕墻

來源:中國幕墻網收集整理  作者:趙西安  日期:2013-7-12
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  2013年4月20日蘆山7.0級大地震中,震中地區建筑物遭受重大損失,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。建筑幕墻則基本完好,目前尚未發現幕墻受到嚴重震害的事例。

  關 鍵 詞 玻璃窗 幕墻 震害調查 抗震設計

  當位移大于1/150時,磚砌體結構倒塌,玻璃窗也就隨之消失。在震中高烈度地區,如蘆山、寶興等地,磚墻倒塌的房屋很多,玻璃窗也隨之破壞了(圖10~圖12)。

  2.5 平面外位移產生的破壞

  除了大量破損是由平面內的變形產生以外,也有一些破壞是由平面外的位移導致的。位于震中區的建筑受到強烈的三維地震作用,許多磚墻同時出現平面內和平面外的大位移,墻體倒塌,連同玻璃窗一起破壞(圖13)。

  2.6 活動窗扇破壞程度較輕

  平開窗窗扇在地震時往往處于開啟狀態,此時窗扇并不在墻的平面內,受墻體變形擠壓很少,因而開啟中的平開窗扇破損不多。

  推拉窗扇是可以水平滑動的,即使在建筑變形很大時,它相對于窗框可以有一定程度的相對位移,實際變形要小于窗框,因而破損程度要小一些(圖14)。

  2.7 固定窗的變形耐受能力

  從這次蘆山大地震中玻璃窗的表現來看,固定窗是有可能耐受到層間位移角1/500而不會產生破損;即使個別工程可能有玻璃破裂,破損的數量也會是極少的。這個規律與2008年汶川地震和2010年玉樹地震中玻璃窗的震害規律相同。

  之所以如此,是由于在施工安裝時,一般是墻先留出門窗口,后安裝門窗。窗框與洞口之間會有空隙,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、 幕墻在蘆山地震中的表現

  3.1 幕墻的變形性

  由于幕墻本身的構造特點,使得它能忍受大的平面內變形而不破損。許多工程所進行的幕墻平面內變形試驗表明,符合規范設計要求的幕墻可以承受1/100層高的平面內水平位移而不破損,甚至還可以承受更大一些的位移。

  我們曾進行過許多幕墻的振動臺試驗,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。這些幕墻在臺面加速度為0.7~0.9g(相當于烈度約為9~10度)時,位移角達到1/70~1/50,還能保持完好,無任何破損。這些試驗結果說明幕墻具有比固定窗大得多的平面內變形能力,可以在較高烈度的地震中免受震害。

  3.2 蘆山地震中幕墻的性能

  到目前為止,我們尚未看到震中地區未倒塌房屋上幕墻發生震害的報告,這與1995年阪神大地震和1999年臺灣大地震的情況類似。也類似于2008年汶川大地震和2010年玉樹大地震。

  原因是很清楚的,幕墻達到其可耐受的平面內位移角極限1/70~1/50時,絕大多數主體結構已經倒塌。因此可以說,只要房子不倒,幕墻是不會破壞的,至多個別情況下有一些輕微的損傷。

  成都為烈度7度地區,成都的玻璃幕墻、鋁板幕墻石材幕墻在地震中表現良好,至今我們沒有看到有關成都建筑幕墻震害的報道。

  圖15~圖17是一些位于烈度為7~9度地區的建筑,從它們的幕墻能保持完好的事例來看,上述關于幕墻有較好耐震性能的觀點是可以令人信服的。

  雅安碧峰峽熊貓基地的一片全玻幕墻在地震中破碎(圖18)。這和汶川地震中全玻幕墻和櫥窗大玻璃破碎較多有相似的規律。主要原因可能是大玻璃地震中變形較大,而玻璃的邊部安裝空隙過小和填縫硬化,會使玻璃位移受限制。
  3.2 玻璃幕墻耐受地震性能和其他建筑部件的比較

  如果在一座建筑物中同時有玻璃幕墻和其他建筑部件,又經受同樣地震,那末幕墻和其他部件的耐震性能就有可比性了。有幕墻得許多工程,當磚墻、固定窗、面磚已經發生明顯震害時,同一建筑的幕墻卻完好無損。

  3.4 板和石材幕墻

  蘆山地震中鋁板幕墻沒有震害,雅安 (7度) 的一些工程,鋁板幕墻保持原狀,情況良好(圖20、圖21)。

  四、 小 結

  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。

  強震區沒倒塌建筑中的固定窗,玻璃的破損程度相差懸殊,取決于主體結構側向位移的大小。平面內側向位移角不大于1/500時,窗玻璃可望保持完好;位移角大于1/300時,破壞就非常嚴重了。

  建筑幕墻的位移耐受性能遠大于固定窗。地震中只要主體結構尚未倒塌,幕墻一般都能保持完好。這次蘆山地震中建筑幕墻的表現就充分反映了這一規律。我們有理由相信,只要我們按照規范的要求,認真設計,認真施工,就可以使幕墻達到小震完好,中震可修,大震不掉的要求的!就辍

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