玉樹地震中砌體結構樓房震害特征分析

李亞娥,黃永東

(蘭州理工大學土木工程學院,甘肅蘭州730050)

玉樹處于高原,當地的建筑材料相當匱乏,實心紅磚十分稀少,價格比混凝土空心砌塊貴好幾倍。所以當地居民基本上是用混凝土空心砌塊,連玉樹州人大家屬院、玉樹州財政家屬院共六棟樓都為砌體結構,墻體的砌塊全為混凝土空心磚,樓板皆為預制樓板。臨街兩側的房子基本是居民自建房,未有圖紙和正規設計,材料也是混凝土空心砌塊、樓板都為預制樓板,很少有構造柱。

1 房屋總體危害

根據《玉樹地震災區城鎮受損房屋建筑安全鑒定及修復加固拆除實施辦法》,鑒定分為三類,分別為輕微破壞,中度破壞,嚴重破壞。本次調查對結古鎮劃分為十個區,其中本人參與了對四區和九區共228棟(含磚木,土木結構)房屋的鑒定,鑒定報告情況如下：

1)輕微破壞：占砌體房屋12%左右,大體上為正規設計院設計的。采用的是混凝土空心砌塊和預制樓板,但由于施工質量相對較好,層數為2層,平面布置較合理,大部分輕微裂縫出現在門窗附近和樓梯間墻體。

2)中度破壞：占砌體房屋的15%左右,大體是居民自建樓房。采用的是混凝土空心砌塊和預制樓板。但施工質量相對較差,且構造柱設置不足,部分僅在四個角處設置,有的完全沒有設置構造柱;層數為1-2層,平面布置較隨意,主要表現為橫墻和縱墻出現裂縫,以及部分外緣脫落。

3)嚴重破壞：占砌體房屋的50%左右,大體為居民自建樓房。采用的是混凝土空心砌塊和預制樓板,主要是臨街兩側的建筑,層數在2-4層左右。破壞特征主要是底層外縱墻局部壓碎和坍塌,角部構造柱破損。

2 震害特征

2.1 局部底框砌體房屋

此類建筑一般為臨街建筑,大部分沒有正規設計和施工。圖1為一棟四層沒有正規設計的樓房,一層為商鋪,2-4層為住宅,在二層墻體發生嚴重局部坍塌現象,一層外縱墻體裂縫最大寬度達到30mm。這種樓房底部為框架,上部為砌體結構,導致豎向剛度發生突變,震害容易發生在薄弱層,而且由于橫墻設置比較少,底層的地震力基本由外縱墻承擔,導致薄弱層和底層外縱墻先發生破壞(圖2)。

圖3、圖4為由玉樹州建筑設計室設計的一托三局部底框樓,在山墻的一半長度設置了剪力墻。雖然采用的的是部分預制和現澆樓板,混凝土空心砌塊。但該房破壞相對較小,僅在一層外縱墻和二層內部墻體有輕微裂縫,3-4層基本完好,屬于輕微破壞。

2.2 多層砌體房屋

居民自建房占多數,一般為2-3層,平面布置不規則,普遍使用的是混凝土空心磚和預制樓板,大部分未設構造柱和圈梁(圖5)。底層墻體大量出現交叉斜裂縫(圖6),縱橫墻體沒有有效的約束,承受兩個方向地震力的扭轉而受損。對正規設計的家屬樓,窗間墻體和門洞附近常出現斜裂縫,以及預制板之間的裂縫,預制板和墻體錯動產生的裂縫,門洞附近墻體是抵抗地震力的一個薄弱環節。

2.3 樓梯間和附屬部分

樓梯間墻體不管是正規設計還是自建房基本出現了不同程度的破壞,但同汶川地震相比,此次沒有發現梯板拉斷的現象,以樓梯墻出現斜裂縫為多。主要原因有(1)樓梯間外縱墻和內縱墻無可靠拉結措施;(2)樓梯間層高處,無連續封閉拉結圈梁;(3)埋線管道和開窗削弱了墻體承載力。

突出屋面部分(樓梯間、電梯間、水箱間、屋頂涼亭、塔樓)、女兒墻等屬于典型的立面布置不規則的情況,在地震作用下因鞭梢效應而導致這部分的水平變形過大引起震害較重。這些非結構構件大都沒有現澆的鋼筋混凝土構件拉結,震害表現為水平裂縫、斜裂縫等多種形態,甚至出現了局部倒塌(圖7、圖8)。這和汶川地震出現的現象基本一致。

3 結論

1)重建過程中,應禁止使用混凝土空心砌塊作為承載結構墻體。如果無法禁止的話,通過增設構造柱,圈梁,拉結鋼筋,正確的砌筑方式來保證它的抗震能力。

2)禁止使用底框或者局部底框結構,以及預制樓板。居民自建房必須有正規設計院設計和正規施工單位施工。

3)窗戶(洞口)兩旁增設構造柱來加強這些部位的抗震能力。

4)需要進行砌體結構的變形驗算,考慮墻體、混凝土構件之間的變形匹配,防止因結構扭轉不規則等引起的局部破壞。

5)加強磚欄板、圍墻等附屬非結構構件的抗震構造措施。

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