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一、 概 述
2013年4月20日8時02分,四川蘆山發生7.0級強烈地震,震中烈度達到9度。震區內建筑物受到不同程度的損害,相應地玻璃窗和建筑幕墻也受到了考驗。
這次地震中,玻璃窗和幕墻的表現,與2008年汶川地震和2010年玉樹地震中的表現極其相似,規律幾乎完全相同。
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。
2008年四川汶川地震和2010年青海玉樹地震中,玻璃窗的破壞程度表現出
與主體結構,特別是與鑲嵌玻璃窗的墻體的破壞程度的高度相關性。而相反,只要主體結構存在,建筑幕墻就幾乎沒有明顯的震害。
這次四川蘆山7.0級地震中,雅安、蘆山、寶興等經歷了強震的縣市,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,就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。
因此,我們可以參照窗和幕墻所在平面內磚墻的破壞程度來估計這一平面的水平側移,從而判定窗和幕墻在這種位移下的工作性能。
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。
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。
位于7度區的雅安市第二人民醫院和位于9度區的蘆山縣人民醫院,建筑主體完好,相應地玻璃窗完好,在這次地震中很快恢復正常使用,發揮了治療搶救的重大作用(圖1、圖2)。
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