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】Accordingtofieldinvestigation,theseiicdamageanalysisofframestructureswastakensummary,andthedestructionreasonsofthemwerealsotakenanalysis,whichcanoidthesamedestructiontotheframestructures.

【Keywords】framestructures,seiicdamage,destructionreasons

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.