地震中建筑構(gòu)造分析

1、從汶川大地震看 建筑結(jié)構(gòu)震害 砌體房屋：砌體房屋：由粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚、粉煤灰中型實(shí)心砌塊和混凝土由粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚、粉煤灰中型實(shí)心砌塊和混凝土 中小型砌塊砌體通過(guò)砂漿砌筑而成的房屋。中小型砌塊砌體通過(guò)砂漿砌筑而成的房屋。 砌體房屋是我國(guó)當(dāng)前建筑業(yè)中使用最廣泛的一種建筑形式。在民砌體房屋是我國(guó)當(dāng)前建筑業(yè)中使用最廣泛的一種建筑形式。在民 用建筑中約占用建筑中約占90%90%以上，在整個(gè)建筑業(yè)中約占以上，在整個(gè)建筑業(yè)中約占80%80%。 傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)多采用粘土實(shí)心磚和混合砂漿砌筑，通過(guò)內(nèi)外墻傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)多采用粘土實(shí)心磚和混合砂漿砌筑，通過(guò)內(nèi)外墻 的咬砌達(dá)到具有一定整體性連接。樓板多采

2、用預(yù)制鋼筋混凝土空心板，的咬砌達(dá)到具有一定整體性連接。樓板多采用預(yù)制鋼筋混凝土空心板， 梁和其他構(gòu)件亦多用預(yù)制裝配構(gòu)件。梁和其他構(gòu)件亦多用預(yù)制裝配構(gòu)件。 一、倒塌一、倒塌 1 1、全部倒塌、全部倒塌房屋整體性好，而底層強(qiáng)度不足時(shí)；房屋整體性好，而底層強(qiáng)度不足時(shí)； 房屋整體性不好，而上層墻體過(guò)于弱時(shí)；房屋整體性不好，而上層墻體過(guò)于弱時(shí)； 2 2、上部倒塌、上部倒塌房屋上層自重大，剛度差；房屋上層自重大，剛度差； 上層砌體強(qiáng)度過(guò)弱，整體性差時(shí)；上層砌體強(qiáng)度過(guò)弱，整體性差時(shí)； 3 3、局部倒塌、局部倒塌個(gè)別部位的整體性特別差，縱墻與橫墻間聯(lián)系不好，個(gè)別部位的整體性特別差，縱墻與橫墻間聯(lián)系不好， 平面

3、或立面有顯著的局部突出，抗震縫處理不當(dāng)?shù)龋黄矫婊蛄⒚嬗酗@著的局部突出，抗震縫處理不當(dāng)?shù)龋?外縱墻脫開(kāi)橫墻而坍 外縱墻脫開(kāi)橫墻而坍 塌是較常見(jiàn)的震害。塌是較常見(jiàn)的震害。 上部倒塌 二、裂縫二、裂縫 抗剪承載力不足抗剪承載力不足, ,產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生裂縫, ,主要有主要有“X”X”形、水平和豎向三種類型。形、水平和豎向三種類型。 1 1、 “ “X”X”形裂縫形裂縫 墻體在豎向壓力和反復(fù)水平剪力作用產(chǎn)生的裂縫。墻體在豎向壓力和反復(fù)水平剪力作用產(chǎn)生的裂縫。 常出現(xiàn)常出現(xiàn)“X”X”形裂縫的位置：形裂縫的位置： 與主震方向平行的墻體；與主震方向平行的墻體； 在橫向，房屋兩端的山墻；在橫向，房屋兩端的山墻；

4、在縱向，窗間墻。在縱向，窗間墻。 若主震方向與橫縱墻成某一角度時(shí)，常在房屋的角部出現(xiàn)局部倒塌。若主震方向與橫縱墻成某一角度時(shí)，常在房屋的角部出現(xiàn)局部倒塌。 2 2、 水平裂縫水平裂縫 大都發(fā)生于外縱墻窗口的上下皮處。大都發(fā)生于外縱墻窗口的上下皮處。 當(dāng)房屋縱向承重，橫墻間距大而屋蓋剛度弱時(shí)，縱墻出平當(dāng)房屋縱向承重，橫墻間距大而屋蓋剛度弱時(shí)，縱墻出平 面受彎產(chǎn)生水平裂縫。面受彎產(chǎn)生水平裂縫。 3 3、 豎向裂縫豎向裂縫 大都發(fā)生于橫縱墻交接處或變化較大的兩部體系的交接處。大都發(fā)生于橫縱墻交接處或變化較大的兩部體系的交接處。 三、其它破壞三、其它破壞 樓梯間的墻體一般震害較重。樓梯間的墻體一般震害

5、較重。 橫墻間距小，抗剪剛度大；橫墻間距小，抗剪剛度大； 1 1、樓梯間破壞、樓梯間破壞 原因是：原因是： 空間剛度較??；空間剛度較??； 墻體有削弱等；墻體有削弱等； 突出屋面的屋頂間（電梯機(jī)房、水箱間等）、煙囪、女兒墻突出屋面的屋頂間（電梯機(jī)房、水箱間等）、煙囪、女兒墻 等，由于等，由于“鞭鞭效應(yīng)效應(yīng)”引起破壞。引起破壞。 2 2、房屋附屬物、房屋附屬物 房屋附屬物的破壞比下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。房屋附屬物的破壞比下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。6 6度區(qū)有所破壞，度區(qū)有所破壞， 7 7度區(qū)普遍破壞，度區(qū)普遍破壞，8-98-9度區(qū)幾乎全部破壞或倒塌。度區(qū)幾乎全部破壞或倒塌。 3 3、樓板、樓板 樓板是地

6、震時(shí)傳遞水平地震作用的主要構(gòu)件。樓板是地震時(shí)傳遞水平地震作用的主要構(gòu)件。 對(duì)于預(yù)制板樓板、樓蓋，由于整體性較差、板縫偏小混凝土對(duì)于預(yù)制板樓板、樓蓋，由于整體性較差、板縫偏小混凝土 灌縫不夠密實(shí)，地震時(shí)易于拉裂。灌縫不夠密實(shí)，地震時(shí)易于拉裂。9 9度以上地區(qū)，由于墻體開(kāi)裂、度以上地區(qū)，由于墻體開(kāi)裂、 錯(cuò)位、倒塌引起樓板、樓蓋掉落。預(yù)制板端部擱置長(zhǎng)度過(guò)短或無(wú)錯(cuò)位、倒塌引起樓板、樓蓋掉落。預(yù)制板端部擱置長(zhǎng)度過(guò)短或無(wú) 可靠的板與板及板與墻的拉接措施，也造成震害?？煽康陌迮c板及板與墻的拉接措施，也造成震害。 樓 梯 間 破 壞 樓板掉落 抗震性能差的抗震性能差的原因原因： 1 1、剛度大、自重大，地震作

7、用也大；、剛度大、自重大，地震作用也大； 2 2、砌體材料質(zhì)脆、砌體材料質(zhì)脆, ,抗剪、抗拉、抗彎強(qiáng)度低抗剪、抗拉、抗彎強(qiáng)度低, ,地震作用下極易出現(xiàn)裂縫；地震作用下極易出現(xiàn)裂縫； 3 3、受施工質(zhì)量的影響較大、受施工質(zhì)量的影響較大; ;如砂漿不飽滿如砂漿不飽滿, ,易出現(xiàn)裂縫易出現(xiàn)裂縫, ,減弱抗震性能。減弱抗震性能。 二二 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害及分析鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)震害及分析 多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括：多層和高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系包括： 框架結(jié)構(gòu)、框架框架結(jié)構(gòu)、框架-抗震墻抗震墻 結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架-筒體結(jié)構(gòu)等。筒體結(jié)構(gòu)等。 鋼筋混凝土框架

8、房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等鋼筋混凝土框架房屋：鋼筋混凝土縱梁、橫梁和柱等 構(gòu)件組成承重體系的房屋。構(gòu)件組成承重體系的房屋。 框架框架- -抗震墻結(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成?？拐饓Y(jié)構(gòu)：在框架房屋中增加抗震墻構(gòu)成。 鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下。鋼筋混凝土框架房屋層數(shù)一般在十層以下。 抗震墻主要承受水平荷載，框架主要承受豎向荷載?？拐饓χ饕惺芩胶奢d，框架主要承受豎向荷載。 一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層一、結(jié)構(gòu)層間屈服強(qiáng)度有明顯的薄弱樓層 在強(qiáng)烈地震作在強(qiáng)烈地震作 用下，結(jié)構(gòu)的薄弱用下，結(jié)構(gòu)的薄弱 樓層率先屈服、發(fā)樓層率先屈服、發(fā) 展彈塑性變形，并展彈塑性變形，并

9、形成彈塑性變形集形成彈塑性變形集 中的現(xiàn)象，不能發(fā)中的現(xiàn)象，不能發(fā) 揮整體的抗震能力揮整體的抗震能力。 二、框架梁、柱的震害二、框架梁、柱的震害 梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早發(fā)生破壞。一梁柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早發(fā)生破壞。一 般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊 柱更易發(fā)生破壞。柱更易發(fā)生破壞。 1 1、柱頂、柱頂 柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。柱頂周圍有水平裂縫、斜裂縫或交叉裂縫。 重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓 曲成燈籠狀。曲成燈籠狀。 主要主要原因原因：節(jié)點(diǎn)處彎矩、剪力、軸力都：節(jié)點(diǎn)處

10、彎矩、剪力、軸力都 較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好較大，受力復(fù)雜，箍筋配置不足，錨固不好 等。等。 破壞不易修復(fù)。破壞不易修復(fù)。 2 2、柱底、柱底 與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。與柱頂相似，由于箍筋較柱頂密，震害相對(duì)柱頂較輕。 3 3、短柱、短柱 當(dāng)柱高小于當(dāng)柱高小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b4)時(shí)形成短柱。時(shí)形成短柱。 短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。 4 4、角柱、角柱 由于雙向受彎、受剪由于雙向受彎、受剪, ,加加 上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。上扭轉(zhuǎn)作用，震害比內(nèi)柱重。 5、梁柱節(jié)點(diǎn)、梁柱節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生對(duì)節(jié)點(diǎn)

11、核心區(qū)產(chǎn)生對(duì) 角方向的斜裂縫或交叉角方向的斜裂縫或交叉 斜裂縫，混凝土剪碎剝斜裂縫，混凝土剪碎剝 落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或 無(wú)箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋無(wú)箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋 壓曲外鼓。壓曲外鼓。 節(jié)點(diǎn)破壞將導(dǎo)致梁柱節(jié)點(diǎn)破壞將導(dǎo)致梁柱 失去相互之間的聯(lián)系。失去相互之間的聯(lián)系。 節(jié)點(diǎn)破壞的主要原節(jié)點(diǎn)破壞的主要原 因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力 不足，約束箍筋太少，不足，約束箍筋太少， 梁梁 筋錨固長(zhǎng)度不夠以筋錨固長(zhǎng)度不夠以 及施工質(zhì)量差所引起。及施工質(zhì)量差所引起。 6、框架梁、框架梁 震害多發(fā)生于梁端。在地震作用下梁端縱向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通震害多發(fā)生于梁端。在地震作用下梁端縱

12、向鋼筋屈服，出現(xiàn)上下貫通 的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產(chǎn)生的剪力較大，的垂直裂縫和交叉裂縫。破壞的主要原因是梁端屈服后產(chǎn)生的剪力較大， 超過(guò)了梁的受剪承載力，梁內(nèi)箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土超過(guò)了梁的受剪承載力，梁內(nèi)箍筋配置較稀，以及反復(fù)荷載作用下混凝土 抗剪強(qiáng)度降低等。抗剪強(qiáng)度降低等。 梁端屈服 三、填充墻的震害三、填充墻的震害 砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般砌體填充墻剛度大而承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。一般7 7度即度即 出現(xiàn)裂縫，出現(xiàn)裂縫，8 8度和度和8 8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般 是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌快墻重于磚是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌快墻重于磚 墻。墻。 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴(yán)剪力墻結(jié)構(gòu)上部較嚴(yán) 重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴(yán)重。重，框架結(jié)構(gòu)下部震害嚴(yán)重。 填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變填充墻破壞的主要原因是：墻體受剪承載力低，變 形能力小，墻體與框架形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)缺乏有效的拉結(jié)，在往復(fù)變形時(shí)，在往復(fù)變形時(shí) 墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。 總結(jié)以上震害調(diào)查結(jié)果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上主