框架结构房屋震害

【摘 要】本文主要根据现场调查,对大地震后框架结构房屋的震害情况进行归类,并对其破坏原因进行分析,以避免今后同类新建建筑再次遭遇相同的震害.

【关 键 词 】框架结构；震害；破坏原因

【Abstract】According to field investigation, the seiic damage analysis of frame structures was taken summary, and the destruction reasons of them were also taken analysis, which can oid the same destruction to the frame structures.

【Keywords】frame structures, seiic damage, destruction reasons

引言

2008年四川汶川8级地震、2010年青海玉树7.地震以及2013年四川雅安7级地震,震后各建筑物狼藉一片.调查显示,在重灾区,本身抗震能力较强的框架结构房屋多数发生严重破坏,有的甚至发生局部倒塌或者整体倒塌.因此,本文主要根据对三次大地震后框架结构房屋震害调查的基础上,系统总结该类房屋在地震中的破坏形态及发生破坏的原因,研究有效抗震措施,进行合理的抗震设计及施工[1],以避免同类建筑再次遭遇相同的震害.

1.震害类型

通过震害现场调查,总结出框架结构房屋的主要震害破坏形态有以下几种类型.

1.1 整体破坏

（1）一部分房屋填充墙普遍倒塌,底层或者中间薄弱层柱子发生整体歪闪侧移,导致房屋整体严重侧移.

（2）少量框架结构房屋,由于填充墙的完全倒塌,各层柱子均受到严重破坏,导致整体结构失去支撑能力,发生整体性倒塌.

1.2 局部破坏

（1）通过对三次大地震中框架结构房屋的震害调查,理论中的“强柱弱梁”很少出现,反而相继出现较多的是“强梁弱柱”.框架柱的破坏部位主要集中在柱顶与柱底,多出现一些水平裂缝或斜裂缝、保护层混凝土被压酥导致受力钢筋呈灯笼状；同时,局部箍筋数量过少,或者箍筋直径过小,导致箍筋拔出.总结框架柱的破坏形态主要有剪切破坏、弯曲破坏、剪压破坏、压屈破坏、弯剪破坏、柱铰破坏等破坏形态.

（2）同时,抗震理念中的“强节点弱构件”也出现了一些反例.一些框架结构房屋的节点核心区出现混凝土剥落,导致节点区钢筋压屈或剪切破坏（图10）；还有就是由于节点区钢筋的锚固不利原因导致节点发生破坏.

（3）三次震害调查发现,楼梯作为发生灾害时建筑物的逃生之道,在地震中也遭到了严重的破坏.总结楼梯在地震作用下的破坏形态主要有梯板的剪拉破坏（图11）、梯柱的剪切破坏（图12）以及梯梁的扭转破坏（图13）,另外还有一些次生原因引起楼梯的破坏,如房屋整体倒塌引起楼梯的破坏、墙体的倒塌导致楼梯发生不同程度的破坏或阻塞.

2.震害原因分析

2.1 材料及其粘结性能

混凝土老化导致物理性能降低；同时,由于混凝土保护层的剥落,导致钢筋外露而生锈,使得钢筋与混凝土之间的粘结性能降低,导致结构发生破坏,尤其是受弯构件影响较大.

2.2 场地选择

个别建筑物选择建在突出的山顶,地震时由于鞭梢效应,使得地震作用放大,导致建筑物发生更严重的破坏；部分建筑物建立在山脚下,地震时易发生山体滑坡等次生灾害,使得建筑物发生破坏；尚有一部分建筑物的地基为软土,不满足地基承载力的需求,使得建筑物发生不均匀沉降,导致破坏.

2.3 概念设计

我国抗震规范明确规定建筑物结构要尽量均匀规则,尤其是其平面布置和竖向布置,要保证平面刚度和竖向刚度分布均匀,避免出现刚度突变,导致出现薄弱部位；尽量采用规则形状的建筑.

2.4 结构构造

在框架结构中,由于墙体的约束作用,使得窗间墙中的柱子成为短柱,同时,梯柱也基本为短柱,地震作用下吸收较多能量,发生剪切破坏；框架梁由于现浇板的约束,使得在地震作用下很难实现“强柱弱梁”的破坏机制；柱子截面小,材料强度低、层刚度弱、实际轴压比超限,往往容易形成薄弱层,在大的地展动作用下容易形成塑性柱机构[2]；填充墙与框架柱之间的连接锚固较弱,导致墙体过早的发生破坏；同时,由于填充墙参与结构体系的地震剪力分配,且与框架之间存在着复杂的相互作用,因此,使得墙体破坏较为严重；对于底层柱子,轴压比多大,柱截面过小,箍筋数量少或者间距大,导致柱端过早发生破坏.

2.5 施工质量

由于施工队技术水平低,结构概念意识差,房屋施工过程中,难以保证结构的强度和稳定性,且十年代混凝土多数采用人工搅拌,配合比难以保证,强度也很难保证；另外,施工过程中,一些构造也很难保证,导致结构过早发生破坏.

3.结论

本文主要根据近年来我国发生的三次大地震的震害调查,对框架结构房屋的震害情况及其发生破坏的原因进行分析,可为今后同类建筑物的建造提供一定的借鉴.