对四川汶川大地震中玻璃窗和玻璃幕墙抗震性能的初步分析
在5月12日汶川发生的8.0级大地震中,建筑物损失巨大。地震灾害调查表明，玻璃固定窗破损与主体结构破坏具有明显的相关性。地震中只要主体结构尚未倒塌,玻璃幕墙则基本完好，目前尚未发现幕墙受到震害的事例。
一、概述
1.1固定窗和幕墙
固定窗和幕墙都是由面板和支撑结构组成的维护结构系统。不同的是固定窗通常是镶嵌在柱子或墙体平面内，在地震时必然与主体结构有相同的侧向位移；而幕墙的构造则使得幕墙与主体结构之间可以有微小的相对位移，或者使得幕墙本身具有较大的变形能力，可以忍受地震时主体结构所发生的侧向位移。
因此，在历次大地震中玻璃窗的破坏都比较普遍，安装在墙体严重开裂、破损或框架明显侧倾建筑中的固定窗往往窗框扭曲、玻璃破碎飞散；而在相同状态建筑中的幕墙则震害很少，常常完好无损。
1976年唐山大地震的残存建筑中玻璃窗大多破损，多数只留下空的洞口。而1995年日本阪神大地震和1999年台湾大地震均有大量的玻璃窗震害的报告；虽然大阪、神户和台中、台南等城市有不少带有幕墙的建筑，但却没有见到关于震后尚存建筑中幕墙的震害报道。
这次四川汶川8.0级大地震中，汶川、北川、德阳、绵阳等经历了强震的城市，玻璃窗和玻璃幕墙的抗震性能表现出和历次大地震相同的规律性。
1.2侧向位移大小的估计
我们不可能实际测量到玻璃窗和玻璃幕墙在地震中的平面内侧移量。但是，通过观测玻璃窗和幕墙所在平面的结构损坏情况，是可以估计它们在地震时所经历过的最大水平位移值。
砖墙的破坏状况是最适用的衡量尺度。不仅因为砖墙应用最普遍，而且砖墙的破坏程度与其经受的水平位移有较好的对应性。多年来，进行过大量砌体结构的性能试验研究，对无筋砖砌体来说，其基本规律表现为：
水平位移角小于1/800 砖墙完好无损
1/800～1/500轻微裂缝1/500～1/300严重开裂1/300～1/150严重破坏、掉砖、局部倒塌大于1/150 倒塌
因此,我们可以参照窗和幕墙所在平面内砖墙的破坏程度来估计这一平面的水平侧移,从而判定窗和幕墙在这种位移下的工作性能。
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，相应的玻璃窗的表现也是各不相同。
2.1主体结构无震害的建筑物
主体结构完好，承重砖墙或填充砖墙没有产生可见的震害时，可以认为其水平侧移不大于1/800。这时玻璃窗一般不会有破损。
都江堰市的四川农大教学楼完好,相应其玻璃窗也是完好的。青川的地震烈度较高，中医医院病房楼中的病人要从窗口吊下自救，但砖墙无损，可判断受地震影响不大，玻璃窗也是完好的。
汶川虽然是震中，但少量保存完好的建筑相应其窗也完好。
2.2主体结构有轻微裂缝的建筑物
承重砖墙、框架填充墙出现少量细裂缝，或者砖墙没有裂缝，仅仅是伸缩缝两侧发生轻微碰撞时，意味着水平位移在1/800～1/500范围内。这种受震情况下，固定窗一般还是没有震害，玻璃不会破碎。陕西省受这次地震波及西安市的一些高层建筑的伸缩缝发生轻微碰撞，面砖掉下，但是没有伤及玻璃窗。类似的情况在震中的汶川也可以看到。
分别位于汉旺的两座建筑，其中东汽小学外墙已出现明显的裂缝，面砖掉落，但玻璃窗没有受损。绵竹市汉旺镇的东方汽轮机厂是我国大型机械制造企业，这次受害严重，许多车间屋盖全部坠落，但厂房纵墙一般保存较好，显示平面内位移较小，采光窗基本完好。汶川聚源中学教学楼彻底倒塌，但宿舍楼却震害较轻，玻璃窗也保持完好。 |
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