【积石山地震专访】陕西省建科院张风亮博士:安危不顾践使命,抗震救灾显担当
【积石山地震专访】陕西省建科院张风亮博士:安危不顾践使命,抗震救灾显担当
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采访团队:《建筑结构》杂志社
问题1:您和您的团队是何时接到上级通知并确定奔赴灾区一线?具体接受到哪些方面的任务?请介绍下贵单位是如何组织及第一时间所做的准备以及路上经历、何时到达灾区等情况。
**回复:**我司是在2023年12月25日接到青海省住建厅的邀请,公司党委第一时间集结公司专业技术人员39人组建先锋救援队驰援青海灾区,全力投入震后房屋安全评估工作。同时,公司紧急统一采购御寒鞋服、保暖帽、手套、食品等物资,并组织安排车辆、检测设备,于12月26日分三批次驾车连夜驰援(图1),历经10个小时的长途跋涉(图2),于2023年12月27日3:25全部抵达青海重灾区民和回族土族自治县(图3)。后续,根据灾区救援需要,公司党委又先后派出36人驰援前线,在最顶峰时期人员数量最多达到75人。
▲ 图1 连夜驰援灾区
▲ 图2 沿途线路图
▲ 图3 第一批先锋救援队员在满坪镇中心学校合影
问题2:青海大多数地区属于高原地区,正值冬季,天寒地冻且交通不便,贵公司多名技术人员在青海灾区开展房屋灾后鉴定评估,请介绍一下同事开展的工作及生活情况?面对困难,同事们工作状态和心态方面是如何得以及时调整的?
回复:我司部分技术人员前期到达的是青海省海东市民和回族土族自治县,海拔高度平均2,300m,后续到达的循化撒拉族自治县,最高海拔3200m,最低温度–17℃,居住地距离灾区约50km。村里道路坑洼不平(图4、图5),沿途多处滑坡地段,还有滚石不断滑落。本次地震烈度图见图6。
▲ 图4 通往待检测农房村庄的道路大车来往不断,交通不畅
▲ 图5 村内道路一侧沟内淤泥深度2m
▲ 图6 积石山6.2级地震烈度图
为尽快完成评估任务,让灾区老百姓能够早日住上安全可靠的房屋,我司全体成员克服高原不适、天气寒冷、交通不便、路途危险等困难,自发地早出(8:00)晚归(20:00),并自带泡面(午餐),晚上简餐后,再投入整理数据的工作(图7),一般每天工作至凌晨1:00左右,平均每天工作1516小时,各位同事的工作量巨大(图811)。
▲ 图7 晚上加班进行数据整理工作
▲ 图8 建筑物相对不均匀沉降检测现场照片
▲ 图9 采集住户信息照片
▲ 图10 混凝土强度测试照片
▲ 图11 柱内钢筋扫描现场照片
工作开展期间,公司领导及当地政府领导亲赴救援一线,亲切慰问奋战在低温高原环境下的先锋救援队员们,给队员们送去了慰问品、食品等,队员们均深受鼓舞,并将这份热情转化到现场的实际工作中。
问题3:请结合现场考察震害情况,介绍下本次地震中学校和医院等公共建筑及民房的震害特点和分布情况。
**回复:**本次积石山地震震级为6.2级,民和县、循化县抗震设防烈度均为7度,民和县有三个乡镇(甘沟乡、中川乡、官亭镇)是重灾区,本次地震破坏烈度均为8度,破坏相对来说比较严重。
所调研的学校和医院的建筑多数为框架结构,少量为砖混结构,从灾害范围分布上看,三个重灾区的公共建筑,损坏严重。框架结构的典型破坏形态为填充墙体的“X”形剪切破坏(图12、13),少量的框架结构出现梯柱(短柱)上下两端节点的剪切裂缝(图14)和底层框架柱柱顶的剪切裂缝(图15),未见框架结构的公共建筑柱端出现塑性铰的严重破坏形态,均满足抗震规范“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防要求。
▲ 图12 框架结构填充墙剪切破坏
▲ 图13 填充墙体水平开裂
▲ 图14 梯柱柱端开裂
▲ 图15 框架柱柱顶开裂
砌体结构的公共建筑在本次地震中震害相对严重,三个重灾区的学校、医院建筑的一层承重墙体均出现较为严重的“X”形剪切破坏(图16)和水平剪切破坏(图17),有的承重墙体的砖块及构造柱被剪成碎渣状,构造柱钢筋屈服(图18)。
▲ 图16 砌体结构承重墙体剪切破坏
▲ 图17 窗间墙水平剪切破坏
![图片](data:image/svg+xml,%3C%3Fxml version='1.0' encoding='UTF-8'%3F%3E%3Csvg width='1px' height='1px' viewBox='0 0 1 1' version='1.1' xmlns='http://www.w3.org/2000/svg' xmlns:xlink='http://www.w3.org/1999/xlink'%3E%3Ctitle%3E%3C/title%3E%3Cg stroke='none' stroke-width='1' fill='none' fill-rule='evenodd' fill-opacity='0'%3E%3Cg transform='translate(-249.000000, -126.000000)' fill='%23FFFFFF'%3E%3Crect x='249' y='126' width='1' height='1'%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E)
▲ 图18 砌体结构构造柱钢筋屈服
该地区典型的农房结构形式为砖/土木混合承重结构(或木构架承重),这些混合承重房屋因砖墙、土墙与木构架抗侧刚度、变形能力的差异较大,呈现出典型破坏形态是木梁与墙体出现相对位移(图19),最大移位量达16cm。
▲ 图19 木梁与承重墙体产生相对位移
其次,木构架节点出现拔榫(图20),甚至个别节点出现脱榫现象(图21),致使木柱倾斜。
▲ 图20 木结构榫卯节点拔榫
▲ 图21 木结构榫卯节点脱榫
另外,还有承重墙体出现剪切破坏(图22),外闪甚至倒塌,纵横墙连接位置失效(图23)等震害。
▲ 图22 农房承重砌体墙剪切破坏
▲ 图23 纵横墙连接失效
木构架承重房屋的震害主要表现为:围护墙体外闪、倒塌、开裂,木构架榫卯节点拔榫、木柱倾斜、柱底移位等震害(图24),起到很好的耗能能力。个别内框架结构/底部大空间框架结构一层柱端(柱顶和柱底)出现明显的塑性铰(25、26)。
▲ 图24 木柱柱底移位【水平位移量80mm】
▲ 图25 底部大开间民房柱端出现塑性铰
▲ 图26 底部大开间民房柱底出现塑性铰
发现有2个异常破坏形态的砖混商铺,其各楼层竖向刚度基本均匀,第一个建筑一层承重墙体基本完好,二层窗间承重墙出现典型的“X”形剪切破坏(图27);第二个建筑的一、二层承重墙体基本完好,三层窗间墙顶部出现典型的水平剪切裂缝(图28)。
▲ 图27 二层(目前闲置弃用)窗间墙剪切破坏
▲ 图28 三层窗间墙剪切破坏
同时,还发生了严重的地质灾害“沙涌”(另一说为黄土震陷液化),源头见图29,造成一处新建房屋严重倾斜、墙体开裂(图30),多户房屋整体性被摧毁,沿线树木、房屋均遭到不同程度的破坏。
▲ 图29 “沙涌”源头
▲ 图30 “沙涌”对一新建房屋造成严重影响
问题4:请您从结构专业角度简要介绍一下目前这些受损建筑今后方便实施的修缮加固设计和施工方法。
回复:(1)对于框架结构,破坏严重的填充墙体须采用拆除重砌的方法进行处理,破坏程度不严重的墙体可采用注浆(胶)+钢筋网水泥砂浆面层方法加固或采用局部拆除补砌的方法进行修缮;对有损伤的框架柱(包含节点)可采用置换(图31)、包钢或粘碳纤维布的加固方法进行加固。
▲ 图31 框架柱置换
(2)对于砌体结构,承重墙体破坏严重的拆除重建;破坏程度不严重的墙体可采用配筋砂浆带、注浆(胶)+钢筋网水泥砂浆面层、聚丙烯网水泥砂浆面层(图32,我公司研发,已获发明专利)、钢筋混凝土面层、高延性纤维混凝土面层、碳纤维网格面层(图33)等方法进行加固。
▲ 图32 聚丙烯网水泥砂浆加固砌体墙技术应用于高烈度区农房抗震加固中
▲ 图33 碳纤维网格加固砖墙
(3)对于木构架,可采用粘贴碳纤维布、扁钢带等方法进行节点加固。
(4)对于生土墙承重结构,可采用配筋砂浆带、高延性纤维混凝土面层等方法进行加固。
问题5:据了解,2015年尼泊尔地震,贵公司以及您本人就参与了西藏日喀则等地区的抗震救灾工作,能借此机会回顾一下当时情况吗?
**回复:**2015年4月25日14时11分,与我国西藏自治区日喀则市吉隆县和聂拉木县紧邻的尼泊尔发生8.1级大地震(图34),两个县城的建筑物及市政基础设施受灾严重,部分结构体系为框架的柱端出现明显的塑性铰(图35、36),砌体承重房屋剪切破坏有的甚至整体坍塌(图37)。受当地政府的邀请,陕西省建筑科学研究院专家组一行11人赶赴吉隆县和聂拉木县进行震后房屋评估工作,工作地海拔高度约3600~3800m,全体成员均出现不同程度的高原反应,历时11天完成了两个县约50处公共建筑的安全评估工作。
▲ 图34 尼泊尔8.1级地震烈度图
▲ 图35 框架柱柱底出现塑性铰
▲ 图36 框架柱柱顶出现塑性铰
▲ 图37 西藏典型砌体房屋震损
问题6:结合本次地震,请从宏观角度简单谈一下未来我国建筑抗震防灾能力建设的发展。
**回复:**基于本次震害调查的成果,个人认为有必要科学开展城镇、村庄房屋的抗震减灾规划,对抗震设防烈度7度以上区域的既有老旧存量建筑、民房、自建房应全面开展抗震鉴定和加固,加强新建建筑的抗震设计、施工过程管理以及验收、维护的监管力度,注重对公共建筑非结构构件的抗震构造设计,在考虑当地风俗及村民接受度的前提下,适当提高农房抗震构造措施以及非结构构件的设计,全面提升我国村镇房屋的整体抗震防灾韧性,契合国家现代化健康可持续发展的迫切需求!
作者简介:
张风亮,陕西省建筑科学研究院有限公司总经理助理、建筑结构与施工研究所所长,陕西建科建设特种工程有限公司董事长,正高级工程师,博士生导师,长期致力于建筑物结构性能评估及其性能提升技术研究。兼任住建设部防灾研究中心专家委员会委员、中国建筑节能协会工程改造与加固分会专家委员会委员等。先后参加2015年尼泊尔地震、2017年陕西省绥德县洪灾、2023年积石山地震房屋灾后安全评估工作。主持完成省部级重大研发课题3项,发表论文60余篇,出版专著5部,取得发明专利23项,主持完成600余项房屋安全鉴定等事故处理项目。科研成果分获重庆市科技进步一等奖、陕西省科技进步二等奖、华夏建设科学技术奖二等奖、陕西省科技进步三等奖、工程建设科学技术进步一等奖。
个人先后获得陕西省青年科技新星、第十三届陕西省青年科技奖、“西安市英才计划”青年人才、陕西省中青年科技创新领军人才、工程建设科技创新人才万人计划-青年拔尖人才等荣誉称号。
图片来源丨本文照片均由嘉宾本人提供。
**责任编辑:**李会珍
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