淺析磚混結構和框架結構建筑物快速識別方法

李 靜 杜曉霞 王懷剛

(1.中國地震應急搜救中心，北京 100049； 2.北京市地震局，北京 100080)

1 建筑物的分類

作為當代社會人群主要的活動空間，建筑物具備著面積廣闊，數量繁多，造型、結構樣式多異的特征，同時也具備著質量差異、建筑時間差異以及造價上的差異。在建筑的骨架中，建筑結構是支撐建筑完成應有功能的主要因素，一旦結構在地震等自然災害中遭到破壞而出現倒塌現象，就會對社會人群帶來大量的生命財產損害。

建筑結構，指的是建筑物的承受荷載，是通過建筑物的樓板，屋架，承重墻，建筑樓等基礎建筑物構建組成的承重骨架，在建筑物的建設中，其承重結構包含了建筑物的土木、磚木結構，木結構，鋼筋混凝土結構，鋼結構以及磚混結構等，按照建筑物的承重方式可以分為墻承重結構、框架承重結構以及空間結構等，在當前我國的建筑工程中，鋼筋混凝土框架結構以及磚混結構應用的最為廣泛。

1.1 磚混結構概念

1.1.1磚混結構

作為混合結構其中一部分的磚混結構，其原理是采用磚墻進行建筑承重功能，在實際工程中適用于房間面積小，開間進深小的地層或是多層建筑物修建。

在采用磚混結構的建筑物中，對墻體的布置方式包含了橫墻承重、縱墻承重、縱橫墻混合承重、磚墻和內框架混合承重以及底框磚混組合結構。磚混結構的施工順序如下：1)基礎工程；2)主體結構的施工；3)構造柱施工以及圈梁的施工；4)預制板的安裝施工。

在磚混結構中主體結構施工順序為：1)磚砌體砌筑；2)構造柱綁扎及圈梁鋼筋綁扎；3)模板施工；4)澆筑混凝土施工。

磚混結構荷載的傳遞方式：磚混結構的傳力路線：樓屋面板→墻體→基礎→地基。

磚混結構具有造價便宜，就地取材(取材方便)，施工難度低，剛度大等優點，同時強度低、自重大、抗拉、抗剪強度低，整體性差、抗震性能差是它的缺點。

1.1.2地震后的破壞特點

由于砌體結構的抗拉、抗剪強度低，整體性差，在地震中常見的破壞形式如下：

1)墻體剪切破壞。造成該問題的原因主要由于磚墻的強度低，因其受到了地震剪切作用的影響而產生了斜裂縫，同時，因地震的往復作用，因此裂縫通常呈現X形，裂縫出現位置通常就在窗間墻、窗間部位(見圖1)。

2)邊角處破壞。房屋的兩端破壞比中部嚴重，邊角處比其他部位重，開裂甚至出現V形局部倒塌。這是因為在兩端和邊角受兩個方向的地震作用，受力復雜，應力集中，在邊端無依無靠。

3)房屋的“鞭鞘效應”。房屋的突出部分薄弱且無支撐，容易先破壞，如煙囪、女兒墻等。許多建筑物在頂層往往在平面上收縮，甚至設大開間的會議室，形成不利的“鞭鞘”，地震時破壞嚴重。

4)縱墻外閃傾倒。砌筑時房屋沒有注意縱橫墻之間的連接，當受到地震作用時，整個縱墻外閃傾倒，因為縱墻的垂直方向(抗彎)剛度很小，經不起震動。

5)墻體坍塌。墻體坍塌，房屋倒毀，有的是一部分倒塌，有的是整體倒塌。預制板的搭接長度不夠，也會造成這類破壞。

1.2 框架結構

1.2.1框架結構基本情況

由結構中的柱和梁通過鉸接方式或是剛接方式相互連接構成的承重體系，稱為框架結構，在建筑中，建筑的墻體僅起到分隔、維護的作用，房屋使用過程中的豎向荷載以及水平荷載，并非由房屋的墻體進行承重，而是由框架對其進行抵抗。

荷載的傳遞方式：樓屋面板→次梁→框架梁→框架柱→基礎→地基。

框架結構施工順序為：1)基礎工程施工；2)柱施工；3)梁板施工；4)主體完成后的砌墻施工。

梁、板、柱都是現澆混凝土的，先施工基礎，柱子鋼筋插到基礎里，出地面以后只有柱子，然后施工梁板，梁板一起施工。柱、梁板全部完后，再砌墻。

框架結構具有平面布置靈活，空間分隔靈活，自重輕，工期短；整體性好、剛度較好，抗震性好，防水性好等優點，但也有節點應力集中；側向剛度相對較小；水平位移會因強烈的地震作用而變大，極易造成非結構性嚴重破壞；造價高；工序多等缺點。

1.2.2地震后的破壞特點

框架結構與砌體結構相比，混凝土結構具有較好的抗震性能，但不合理的設計也會產生嚴重的震害。在結構布置方面，平面不對稱時端部容易產生扭轉破壞，豎向剛度突變時容易形成薄弱部位，防震縫寬度不足時容易相互碰撞。框架梁、柱的震害主要在梁柱節點處。柱的震害重于梁，柱頂震害重于柱底，角震害重于內柱，短柱震害重于一般柱(見圖2)。

非結構構件的填充墻也會受力破壞，甚至倒塌。

2 磚混結構與框架結構的區分

2.1 承重構件區分

樓板和墻體是磚混結構的主要承重構件，其適用于房間面積小、開間進深小的建筑，對于承重的墻體難以對其進行改動，而框架結構的主要承重結構包含梁、板、柱，在框架結構中，可以對大部分墻體進行任意改動。

2.2 造價

框架結構造價高，磚混結構造價低，一般磚混結構會比框架便宜100元/m2～200元/m2。

2.3 抗震性能差異

相比磚混結構的抗震性能，框架結構的抗震性能更加優異，磚混結構通常適用于低度抗震區域的地層建筑，例如說6層以下建筑，可以考慮采用磚混結構。但是當建筑處于地震7度以上區域，那么在經濟允許的情況下最好采用框架結構。

2.4 隔音效果差異

通常來說框架結構的隔音效果要低于磚混住宅的隔音效果，當然不排除在框架結構中使用高級隔斷材料，其隔音效果要更加優異，而通常建筑的框架結構多采用水泥空心板等，隔音效果普遍較差。

2.5 外墻外觀差異

采用磚混結構的建筑墻多窗少，實大于虛，以實為主。框架結構窗多墻少，虛大于實，以虛為主。

2.6 房屋內觀

磚混結構圈梁、構造柱、墻體三者的厚度相同，表面看起來是一個整體。框架結構柱、梁的截面尺寸大于墻體，墻的放置方法有三種：內齊、外齊、居中，有凸出墻面的部分。

2.7 窗戶

磚混結構開小窗，有窗間墻和窗下墻，窗間墻的最小尺寸無加固措施時不小于1 000 mm，有防火要求時不小于1 200 mm，門窗洞上口至墻頂端的距離不應小于500 mm。框架結構開大窗，可以沒有窗間墻和窗下墻，直接開窗到柱邊和梁底。

3 建筑物快速識別方法

通過以上分析，可以得出框架結構和磚混結構倒塌建筑物快速識別方法。

3.1 磚混結構的快速識別

1)層數5層～7層、高度不超過24 m；2)墻多窗少，窗戶尺寸小；3)墻、梁、柱截面尺寸一致，表面美觀；4)墻體承重，不允許改動；5)室內空間較小；6)圈梁、構造柱尺寸較小；7)構造柱與墻交界處有馬牙槎；8)墻體易出現明顯的X形裂縫。

3.2 框架結構的快速識別

1)高度不超過60 m，層數不超過20層；2)窗多墻少，窗戶尺寸較大，有時做成落地窗；3)墻、梁、柱截面尺寸不一致，表面凸凹不平；4)墻體不承重，可隨意改動；5)室內空間大；6)梁柱尺寸較大；7)柱與墻連接處為一條直線；8)震后，墻、梁、柱接處易出現通長裂縫；9)梁柱節點處破壞嚴重。

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