都江堰市框架與砌體結構的抗震性能分析

孔令召 張文強 劉艷兵

1濟寧市規劃設計研究院 山東 濟寧272000 2中藍地產發展集團有限公司青島分公司 山東 青島 266000

我國建筑抗震設計規范進行了多次修訂，抗震設防受限于人們的認識水平，也受到經濟條件的影響。我國在20世紀70年代初，出版的建筑抗震設計規范，經過唐山大地震以后進行修訂，形成了“78規范”，于1998年發布了“98規范”。目前，執行的是GB 50011-2010(2016年版)新規范。規范規定建筑抗震應做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三個水準的目標。

1 整體統計分析

5.12 汶川特大地震發生后，都江堰市房屋破壞嚴重，屬于重災區。08年8月10日筆者趕往四川省都江堰市協助中國地震局工程力學研究所對全市房屋建筑進行全面的科學調查統計。

經調查都江堰市民用房屋70%左右為砌體結構（包括底層框架和內框架砌體結構等），大部分采用普通粘土磚砌體，20%左右為鋼筋混凝土框架結構，其它10%為自建單層磚房及古木結構等，如下表1為調查情況表。

表1 都江堰市房屋抽樣調查表

2 多層砌體結構的破壞

2.1 構造柱及圈梁設置不合理

為了提高多層砌體結構的抗震能力，《建筑抗震設計規范》[1]要求應在房屋承重墻內適當位置設置構造柱并與圈梁連接，共同作用加強結構的整體性。構造柱一般設置在樓梯間角部，縱橫墻連接處，轉角墻處，墻長超過五米的中間位置。近些年來設計人員除了按規范規定的位置布置構造柱外，為了增加砌體結構的承載力，承重墻中的構造柱按結構計算需要設置在薄弱位置。混凝土圈梁必須按要求設置成封閉結構。

都江堰市建于1990年以前的多層砌體，樓、屋面大多為預制空心板。大部分未設置圈梁和構造柱，板縫未設置拉結筋，支座未設置鋼筋拉結。通過調查發現，板縫處均已開裂，承重墻與板的連接處也出現裂縫，預制板多處被震落。1990年以后新建的多層砌體結構按照《建筑抗震設計規范》的要求，進行抗震設計，破壞較輕。

2.2 縱橫墻連接破壞

歷次地震中縱橫墻的連接破壞也是導致建筑物倒塌的主要原因。由于大部分建筑縱橫墻處未設置構造柱及鋼筋拉結，縱橫墻連接位置在受到兩個方向的水平地震力作用下，連接處應力集中，就會出現豎向裂縫，縱墻被震落。汶川地震中此類震害尤為突出。由縱墻承重的砌體，預制樓板未支撐在橫墻上，地震作用不能通過樓屋面板傳遞，只能通過縱橫墻連接處傳遞。地震作用下，由于縱橫墻連接處開裂，縱墻與橫墻及樓屋面板拉結失效，而造成縱墻成片倒塌，樓板墜落。大多數學校的教學樓，由于教室需要大的空間，橫墻較少而以鋼筋混凝土梁代替，混凝土梁簡支于縱墻上，與縱墻拉結作用較薄弱，地震時外縱墻倒塌，樓板墜落。因此砌體結構，應采用縱橫墻共同承重的結構形式。

此次地震中多層砌體的破壞形式還有：預制樓板的坍塌，局部位置倒塌，窗間墻的破壞，樓梯間的破壞以及附屬結構的破壞等。雖然在這次特大地震中多層砌體結構整體表現不佳，但2000年后建的多層砌體的抗震性能表現顯示，通過合理抗震設計，砌體結構可以做到小震不壞，中震可修，大震不倒的要求。

3 框架結構的破壞

鋼筋混凝土框架結構廣泛用于住宅、辦公樓、學校等建筑。歷次地震調查表明，采用框架結構房屋的抗震性能明顯優于砌體結構。但是若不進行合理的抗震設計，框架結構房屋的震害也較為嚴重。都江堰市經過抗震設計的框架結構房屋在經過此次地震，破壞程度較輕。大部分主體結構完好，只有填充墻和局部位置有所破壞，經過修復可以繼續使用。

通過調查框架結構的破壞情況主要有以下幾方面：梁柱節點開裂、梁下柱頭混凝土壓酥剝落、縱筋壓屈變形；框架柱間填充墻開裂，砌塊壓酥掉落，部分墻體錯位塌落。填充墻是框架結構破壞最為嚴重的構件，這也是造成人員傷亡的重要原因。很多看似破壞嚴重的框架結構，其實主要是圍護結構遭到破壞。由于大部分填充墻為減輕自重采用的是空心砌塊，砌塊壁厚較薄，由地震造成的變形較大，導致壓碎而倒塌，造成人員傷亡；很多框架結構房屋的角柱破壞明顯。樓梯梯段和休息平臺梁的破壞也比較典型，懸挑單跨教學樓非常不穩定。

4 結語

地震災害造成人員傷亡的，主要是由它引發的房屋倒塌、山體滑坡等次生災害，由都江堰市抽樣調查的結果可見：

（1）多層砌體結構經過抗震設計抗震性能可以實現三個水準的目標。尤其應注意的是嚴格按照規范規定設置構造柱及圈梁。

（2）框架結構的抗震性能明顯優于砌體結構，震后都江堰市大多數框架結構經過維修即可繼續使用。在條件允許的情況下建議優先采用框架結構。且嚴格控制施工質量。通過此次地震表明填充墻的抗倒塌能力不足，建議填充墻采用強度高、自重小的加氣混凝土砌塊等材料。

（3）通過此次地震表明，樓梯間作為主要的交通和逃生通道，在框架結構和砌體結構中破壞都較為嚴重，在以后的設計施工過程中應進一步加強，提高豎向承重構件的承載力及填充墻的抗倒塌能力。