都江堰市框架与砌体结构的抗震性能分析

孔令召 张文强 刘艳兵

1济宁市规划设计研究院 山东 济宁272000 2中蓝地产发展集团有限公司青岛分公司 山东 青岛 266000

我国建筑抗震设计规范进行了多次修订，抗震设防受限于人们的认识水平，也受到经济条件的影响。我国在20世纪70年代初，出版的建筑抗震设计规范，经过唐山大地震以后进行修订，形成了“78规范”，于1998年发布了“98规范”。目前，执行的是GB 50011-2010(2016年版)新规范。规范规定建筑抗震应做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三个水准的目标。

1 整体统计分析

5.12 汶川特大地震发生后，都江堰市房屋破坏严重，属于重灾区。08年8月10日笔者赶往四川省都江堰市协助中国地震局工程力学研究所对全市房屋建筑进行全面的科学调查统计。

经调查都江堰市民用房屋70%左右为砌体结构（包括底层框架和内框架砌体结构等），大部分采用普通粘土砖砌体，20%左右为钢筋混凝土框架结构，其它10%为自建单层砖房及古木结构等，如下表1为调查情况表。

表1 都江堰市房屋抽样调查表

2 多层砌体结构的破坏

2.1 构造柱及圈梁设置不合理

为了提高多层砌体结构的抗震能力，《建筑抗震设计规范》[1]要求应在房屋承重墙内适当位置设置构造柱并与圈梁连接，共同作用加强结构的整体性。构造柱一般设置在楼梯间角部，纵横墙连接处，转角墙处，墙长超过五米的中间位置。近些年来设计人员除了按规范规定的位置布置构造柱外，为了增加砌体结构的承载力，承重墙中的构造柱按结构计算需要设置在薄弱位置。混凝土圈梁必须按要求设置成封闭结构。

都江堰市建于1990年以前的多层砌体，楼、屋面大多为预制空心板。大部分未设置圈梁和构造柱，板缝未设置拉结筋，支座未设置钢筋拉结。通过调查发现，板缝处均已开裂，承重墙与板的连接处也出现裂缝，预制板多处被震落。1990年以后新建的多层砌体结构按照《建筑抗震设计规范》的要求，进行抗震设计，破坏较轻。

2.2 纵横墙连接破坏

历次地震中纵横墙的连接破坏也是导致建筑物倒塌的主要原因。由于大部分建筑纵横墙处未设置构造柱及钢筋拉结，纵横墙连接位置在受到两个方向的水平地震力作用下，连接处应力集中，就会出现竖向裂缝，纵墙被震落。汶川地震中此类震害尤为突出。由纵墙承重的砌体，预制楼板未支撑在横墙上，地震作用不能通过楼屋面板传递，只能通过纵横墙连接处传递。地震作用下，由于纵横墙连接处开裂，纵墙与横墙及楼屋面板拉结失效，而造成纵墙成片倒塌，楼板坠落。大多数学校的教学楼，由于教室需要大的空间，横墙较少而以钢筋混凝土梁代替，混凝土梁简支于纵墙上，与纵墙拉结作用较薄弱，地震时外纵墙倒塌，楼板坠落。因此砌体结构，应采用纵横墙共同承重的结构形式。

此次地震中多层砌体的破坏形式还有：预制楼板的坍塌，局部位置倒塌，窗间墙的破坏，楼梯间的破坏以及附属结构的破坏等。虽然在这次特大地震中多层砌体结构整体表现不佳，但2000年后建的多层砌体的抗震性能表现显示，通过合理抗震设计，砌体结构可以做到小震不坏，中震可修，大震不倒的要求。

3 框架结构的破坏

钢筋混凝土框架结构广泛用于住宅、办公楼、学校等建筑。历次地震调查表明，采用框架结构房屋的抗震性能明显优于砌体结构。但是若不进行合理的抗震设计，框架结构房屋的震害也较为严重。都江堰市经过抗震设计的框架结构房屋在经过此次地震，破坏程度较轻。大部分主体结构完好，只有填充墙和局部位置有所破坏，经过修复可以继续使用。

通过调查框架结构的破坏情况主要有以下几方面：梁柱节点开裂、梁下柱头混凝土压酥剥落、纵筋压屈变形；框架柱间填充墙开裂，砌块压酥掉落，部分墙体错位塌落。填充墙是框架结构破坏最为严重的构件，这也是造成人员伤亡的重要原因。很多看似破坏严重的框架结构，其实主要是围护结构遭到破坏。由于大部分填充墙为减轻自重采用的是空心砌块，砌块壁厚较薄，由地震造成的变形较大，导致压碎而倒塌，造成人员伤亡；很多框架结构房屋的角柱破坏明显。楼梯梯段和休息平台梁的破坏也比较典型，悬挑单跨教学楼非常不稳定。

4 结语

地震灾害造成人员伤亡的，主要是由它引发的房屋倒塌、山体滑坡等次生灾害，由都江堰市抽样调查的结果可见：

（1）多层砌体结构经过抗震设计抗震性能可以实现三个水准的目标。尤其应注意的是严格按照规范规定设置构造柱及圈梁。

（2）框架结构的抗震性能明显优于砌体结构，震后都江堰市大多数框架结构经过维修即可继续使用。在条件允许的情况下建议优先采用框架结构。且严格控制施工质量。通过此次地震表明填充墙的抗倒塌能力不足，建议填充墙采用强度高、自重小的加气混凝土砌块等材料。

（3）通过此次地震表明，楼梯间作为主要的交通和逃生通道，在框架结构和砌体结构中破坏都较为严重，在以后的设计施工过程中应进一步加强，提高竖向承重构件的承载力及填充墙的抗倒塌能力。