淺析圍護墻傾倒機理

王曉燕

摘 要：本文通過在地震中對圍護墻傾覆倒塌情況進行模擬分析研究，與用加速度量對生土圍護墻傾倒高厚比限值的分析結果進行對比，分析存在的差異與原因，得出符合實際的高厚比限值。對于避免生土墻體在不同地震烈度下發生傾覆倒塌具有一定的現實參考意義。

關鍵詞：傾倒；峰值速度；高厚比

一、引言

當前，在我國農村地區不論是是新型房屋，還是傳統的建筑，在抗震方面都存在一定的安全問題，尤其是在經濟比較落后的偏遠地區比較顯著。所以，本文通過對生土墻體傾覆倒塌破壞機理進行研究分析，推導出墻體的抗傾覆倒塌高厚比限值，從而對避免墻體破壞具有重要的現實指導意義。

二、地震作用下的墻體破壞情況分析

作者在對“6.3寧洱地震”、“5.12汶川地震”、“7.9姚安地震”等多次不同地震統計資料的分析。發現在地震災害地區有約75%左右的房屋都具有一定年代的生土圍護墻體結構，除此之外，還有一定數量的磚木、磚混結構房屋和框架結構建筑。所以，對于加強農村圍護墻體的分析研究從而在一定程度上提高墻體結構的抗震性能是一項非常迫切、現實的且艱巨任務。通過分析研究，墻體結構平面外的傾覆破壞原因，歸結起來主要由以下三個方面：

（1）木構架與墻體之間由于動力性能不同，從而致使兩者在地震中運動趨勢不同，造成不同結構之間的相互干擾情況；

（2）傳統的砌筑方式，生土圍護墻體在力學分析中等同于沒有約束的結構，這是墻體在地震作用下極易發生平面外傾覆倒塌破壞的主要原因；

（3）大多數情況下，墻體與地面之間的連接較差，地震發生時，墻體與地面間的粘結應力容易發生破壞，從而使墻體獨立而傾覆破壞。

三、墻體的模型簡化分析

為方便研究，理想的把圍護墻體當作一放在剛性地基上的剛塊，并再此基礎上對實際情況進行分析簡化。把墻體假設為在地基上搖擺的剛體，于此同時受一個豎向和一個水平地震力的作用。假設地基和墻體間的摩擦力能夠保證墻體不在地面上產生滑動，且隨著地震作用的增大而增大，墻體可以來繞O點進行旋轉，假設除了O之外的墻體不會繞其他點發生轉動。

墻體要發生傾覆倒塌，首先必須要克服地面與墻體之間的粘結應力。所以，要讓墻體轉動起來的前提條件必需是讓水平傾復力矩大于重力、豎向慣性力的恢復力矩、粘結力之和。根據中國地震烈度表相關指標，通過分析得出不同設防烈度情況下相對應的墻體高厚比的限值如下表表1所示。

四、結果的比較分析

（一）地震震害實際與模擬分析結果的比較

一次地震其實就是一次最真實的試驗，最能客觀真實地反映實際情況。通過對“寧洱縣6.03地震損統計匯總結果”可以看出在一定程度上反應了上述計算結果的合理性。

（二）加速度與模擬結果的比較

眾所周知，日本是地震多發國家，日本的建筑抗震研究要比中國早的多。通過對比，中、日兩國的建筑抗震設計規范設防標準及抗震設計方法表明，在規范抗震設防要求方面，日本要顯著高于我國。

通過對上述數據的對比分析可知：①用峰值加速度和用峰值速度對生土圍護墻體傾覆倒塌進行的分析，所得到的“高厚比限值”在基本烈度的Ⅷ、Ⅸ、多遇地震的Ⅵ、Ⅶ情況下具有一定的吻合性；②分析結果存在一定的差別，主要是因為所采用的兩種分析方法的不同：一種是采用和能量相關的峰值速度為分析切入點，而另外一種則是采用與力密切相關的峰值加速度為分析切入點。

五 結語

（1）本文對建立力學模型的簡化，通過與地震能量密切相關的速度量進行理論分析，經過推導計算，得出能有效的控制生土墻體傾覆倒塌破壞的高厚比限值，經過同典型的地震破壞材料相對比分析，得出這一理論分析的結果可以在一定程度上反應其科學性和合理性，從而為避免墻體在不同地震烈度下發生傾覆倒塌破壞提供科學使用的參考依據和理論方法。

（2）用峰值加速度的分析結果與所得數據進行對比分析，對建筑物抗震設防標準用峰值速度分析的要求稍高，反映出這一理論具有一定的現實性、安全性。

參考文獻：

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（作者單位：永城職業學院）