地震中建筑构造分析

1、从汶川大地震看 建筑结构震害 砌体房屋：砌体房屋：由粘土砖、烧结多孔粘土砖、粉煤灰中型实心砌块和混凝土由粘土砖、烧结多孔粘土砖、粉煤灰中型实心砌块和混凝土 中小型砌块砌体通过砂浆砌筑而成的房屋。中小型砌块砌体通过砂浆砌筑而成的房屋。 砌体房屋是我国当前建筑业中使用最广泛的一种建筑形式。在民砌体房屋是我国当前建筑业中使用最广泛的一种建筑形式。在民 用建筑中约占用建筑中约占90%90%以上，在整个建筑业中约占以上，在整个建筑业中约占80%80%。 传统的砌体结构多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑，通过内外墙传统的砌体结构多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑，通过内外墙 的咬砌达到具有一定整体性连接。楼板多采

2、用预制钢筋混凝土空心板，的咬砌达到具有一定整体性连接。楼板多采用预制钢筋混凝土空心板， 梁和其他构件亦多用预制装配构件。梁和其他构件亦多用预制装配构件。 一、倒塌一、倒塌 1 1、全部倒塌、全部倒塌房屋整体性好，而底层强度不足时；房屋整体性好，而底层强度不足时； 房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时；房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时； 2 2、上部倒塌、上部倒塌房屋上层自重大，刚度差；房屋上层自重大，刚度差； 上层砌体强度过弱，整体性差时；上层砌体强度过弱，整体性差时； 3 3、局部倒塌、局部倒塌个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好，个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好， 平面

3、或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等；平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等； 外纵墙脱开横墙而坍 外纵墙脱开横墙而坍 塌是较常见的震害。塌是较常见的震害。 上部倒塌 二、裂缝二、裂缝 抗剪承载力不足抗剪承载力不足, ,产生裂缝产生裂缝, ,主要有主要有“X”X”形、水平和竖向三种类型。形、水平和竖向三种类型。 1 1、 “ “X”X”形裂缝形裂缝 墙体在竖向压力和反复水平剪力作用产生的裂缝。墙体在竖向压力和反复水平剪力作用产生的裂缝。 常出现常出现“X”X”形裂缝的位置：形裂缝的位置： 与主震方向平行的墙体；与主震方向平行的墙体； 在横向，房屋两端的山墙；在横向，房屋两端的山墙；

4、在纵向，窗间墙。在纵向，窗间墙。 若主震方向与横纵墙成某一角度时，常在房屋的角部出现局部倒塌。若主震方向与横纵墙成某一角度时，常在房屋的角部出现局部倒塌。 2 2、 水平裂缝水平裂缝 大都发生于外纵墙窗口的上下皮处。大都发生于外纵墙窗口的上下皮处。 当房屋纵向承重，横墙间距大而屋盖刚度弱时，纵墙出平当房屋纵向承重，横墙间距大而屋盖刚度弱时，纵墙出平 面受弯产生水平裂缝。面受弯产生水平裂缝。 3 3、 竖向裂缝竖向裂缝 大都发生于横纵墙交接处或变化较大的两部体系的交接处。大都发生于横纵墙交接处或变化较大的两部体系的交接处。 三、其它破坏三、其它破坏 楼梯间的墙体一般震害较重。楼梯间的墙体一般震害

5、较重。 横墙间距小，抗剪刚度大；横墙间距小，抗剪刚度大； 1 1、楼梯间破坏、楼梯间破坏 原因是：原因是： 空间刚度较小；空间刚度较小； 墙体有削弱等；墙体有削弱等； 突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间等）、烟囱、女儿墙突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间等）、烟囱、女儿墙 等，由于等，由于“鞭鞭效应效应”引起破坏。引起破坏。 2 2、房屋附属物、房屋附属物 房屋附属物的破坏比下部主体结构破坏严重。房屋附属物的破坏比下部主体结构破坏严重。6 6度区有所破坏，度区有所破坏， 7 7度区普遍破坏，度区普遍破坏，8-98-9度区几乎全部破坏或倒塌。度区几乎全部破坏或倒塌。 3 3、楼板、楼板 楼板是地

6、震时传递水平地震作用的主要构件。楼板是地震时传递水平地震作用的主要构件。 对于预制板楼板、楼盖，由于整体性较差、板缝偏小混凝土对于预制板楼板、楼盖，由于整体性较差、板缝偏小混凝土 灌缝不够密实，地震时易于拉裂。灌缝不够密实，地震时易于拉裂。9 9度以上地区，由于墙体开裂、度以上地区，由于墙体开裂、 错位、倒塌引起楼板、楼盖掉落。预制板端部搁置长度过短或无错位、倒塌引起楼板、楼盖掉落。预制板端部搁置长度过短或无 可靠的板与板及板与墙的拉接措施，也造成震害。可靠的板与板及板与墙的拉接措施，也造成震害。 楼 梯 间 破 坏 楼板掉落 抗震性能差的抗震性能差的原因原因： 1 1、刚度大、自重大，地震作

7、用也大；、刚度大、自重大，地震作用也大； 2 2、砌体材料质脆、砌体材料质脆, ,抗剪、抗拉、抗弯强度低抗剪、抗拉、抗弯强度低, ,地震作用下极易出现裂缝；地震作用下极易出现裂缝； 3 3、受施工质量的影响较大、受施工质量的影响较大; ;如砂浆不饱满如砂浆不饱满, ,易出现裂缝易出现裂缝, ,减弱抗震性能。减弱抗震性能。 二二 钢筋混凝土结构震害及分析钢筋混凝土结构震害及分析 多层和高层钢筋混凝土结构体系包括：多层和高层钢筋混凝土结构体系包括： 框架结构、框架框架结构、框架-抗震墙抗震墙 结构、抗震墙结构、筒体结构和框架结构、抗震墙结构、筒体结构和框架-筒体结构等。筒体结构等。 钢筋混凝土框架

8、房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等钢筋混凝土框架房屋：钢筋混凝土纵梁、横梁和柱等 构件组成承重体系的房屋。构件组成承重体系的房屋。 框架框架- -抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。抗震墙结构：在框架房屋中增加抗震墙构成。 钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。钢筋混凝土框架房屋层数一般在十层以下。 抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。抗震墙主要承受水平荷载，框架主要承受竖向荷载。 一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层一、结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 在强烈地震作在强烈地震作 用下，结构的薄弱用下，结构的薄弱 楼层率先屈服、发楼层率先屈服、发 展弹塑性变形，并展弹塑性变形，并

9、形成弹塑性变形集形成弹塑性变形集 中的现象，不能发中的现象，不能发 挥整体的抗震能力挥整体的抗震能力。 二、框架梁、柱的震害二、框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一梁柱变形能力不足，构件过早发生破坏。一 般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边 柱更易发生破坏。柱更易发生破坏。 1 1、柱顶、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。 重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压重者混凝土压碎崩落，柱内箍筋拉断，纵筋压 曲成灯笼状。曲成灯笼状。 主要主要原因原因：节点处弯矩、剪力、轴力都：节点处

10、弯矩、剪力、轴力都 较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好较大，受力复杂，箍筋配置不足，锚固不好 等。等。 破坏不易修复。破坏不易修复。 2 2、柱底、柱底 与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。与柱顶相似，由于箍筋较柱顶密，震害相对柱顶较轻。 3 3、短柱、短柱 当柱高小于当柱高小于4 4倍柱截面高度（倍柱截面高度（H/b4)H/b4)时形成短柱。时形成短柱。 短柱刚度大，易产生剪切破坏。短柱刚度大，易产生剪切破坏。 4 4、角柱、角柱 由于双向受弯、受剪由于双向受弯、受剪, ,加加 上扭转作用，震害比内柱重。上扭转作用，震害比内柱重。 5、梁柱节点、梁柱节点 节点核心区产生对节点

11、核心区产生对 角方向的斜裂缝或交叉角方向的斜裂缝或交叉 斜裂缝，混凝土剪碎剥斜裂缝，混凝土剪碎剥 落。节点内箍筋很少或落。节点内箍筋很少或 无箍筋时，柱纵向钢筋无箍筋时，柱纵向钢筋 压曲外鼓。压曲外鼓。 节点破坏将导致梁柱节点破坏将导致梁柱 失去相互之间的联系。失去相互之间的联系。 节点破坏的主要原节点破坏的主要原 因是节点的受剪承载力因是节点的受剪承载力 不足，约束箍筋太少，不足，约束箍筋太少， 梁梁 筋锚固长度不够以筋锚固长度不够以 及施工质量差所引起。及施工质量差所引起。 6、框架梁、框架梁 震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯通震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵

12、向钢筋屈服，出现上下贯通 的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大，的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较大， 超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下混凝土超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下混凝土 抗剪强度降低等。抗剪强度降低等。 梁端屈服 三、填充墙的震害三、填充墙的震害 砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭破坏。一般砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭破坏。一般7 7度即度即 出现裂缝，出现裂缝，8 8度和度和8 8度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，一般度以上地震作用下，裂缝明显增加，甚至部分倒塌，一般 是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌快墙重于砖是上轻下重，空心砌体墙重于实心砌体墙，砌快墙重于砖 墙。墙。 框架框架- -剪力墙结构上部较严剪力墙结构上部较严 重，框架结构下部震害严重。重，框架结构下部震害严重。 填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变填充墙破坏的主要原因是：墙体受剪承载力低，变 形能力小，墙体与框架形能力小，墙体与框架缺乏有效的拉结缺乏有效的拉结，在往复变形时，在往复变形时 墙体易发生剪切破坏和散落。墙体易发生剪切破坏和散落。 总结以上震害调查结果钢筋混凝土结构上主