5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查
汶川地震中部分房屋结构震害原因分析
吕西林：各位代表⼤家下午好，很⾼兴参加这次会议，并且跟⼤家汇报⼀下我们在灾区⼯作的⼀些情况，我的主要内容有下⾯四个⽅⾯，第⼀个是现场房屋震害评估及考察，第⼆是典型震害原因及初步分析，我们这⾥强调⼀下是初步分析，第三是对提⾼建筑物抗震防灾能⼒的建议，第四是在防震⼯程中积极采⽤成熟的⾼新技术。
第⼀是现场房屋震害评级及考察，所有的评估⼯作很简单，⼀⽅⾯是什么房屋是不能⽤的，有危险的，不能进去的，还有⼀类是可以⽤的房⼦，让⼤家临时可以⽤，这只是应急评估，这是我们当时在现场的情况，我们去了以后，是在⼴元市和青⼭县的路上，这个路上不时有⼭体滑坡，这个是地震灾区主要的⼀些县城，这是县城的分布图，红⾊的地⽅是我⾃⼰去过的地⽅，从这个地震发⽣到⼋⽉底我去过七次，累计⼯作时间⼀个多⽉，主要是三个任务，⼀个是房屋应急评估，还有⼀些政府部门邀请的再评估，第⼆是我们援建⼀个都江堰的⼩学，第三是我们同济⼤学负责北川地震遗址公园的规划策划。
这个是国家地震现场应急⼯作队公布的第⼆套和最终的图，上午谢⽼师也公布了这个图，⼤体的内容差不多，这次地震有两个重灾区，⼀个是映秀，还有是北川县城为中⼼的地区。
第⼆个是典型震害原因及初步分析，我们结合我们看到的情况进⾏⼀个归纳，第⼀是地震烈度极⼤是这次地震灾害的主要原因，这次地震有⼗个极重灾区，这些灾区震前的设防烈度为七度，这次的烈度达到了⼋到⼗⼀度，这个是⼤家公认的。
这个是北川县城震后⼀⾓，北川县城已经被铁丝围起来了，这些照⽚看到，有的房⼦还是可以⽤的，这个是新城区，这个是⽼城区，实际上这些房⼦到⾥⾯看的话，就⽐较惨了，有的已经破坏的⾮常严重了，这个是办公楼两层都倒塌了，上⾯还可以⽤，这个房⼦中有些⼈还是可以逃出来的，这个是滚⽯砸向房屋，这个是⼭体滑坡引起的，还有⼀些更惨的照⽚，第⼆个是未设防的旧房屋倒塌和破坏严重，但是按照国家规范和标准正常设计施⼯和正常使⽤的房屋都具有很好的抗震能⼒，这个是青川县城，是5⽉18号我们拍的，这个是没有设防的房屋，这个是新规范的房屋，对⽐⾮常明显，这是⼀些⽼房⼦和新房⼦的对⽐，这是⼀个青川县城的⼀个2001年按照规范设计和建筑的，他也没有什么⼤的破坏，这是在青川县城⾥⾯的⼩学建筑，没有⼀个校舍倒塌，基本没有⼤的破坏，也是按照新规范设计的，另外是青川中学，也是没有任何⼤的破坏，只是⼀些⼩的裂缝。
5·12汶川地震房屋建筑震害分析与思考
２ 地 震 作 用 的破 坏 方式
地震作用的破坏方式主要有地震引起的地面振动 和地质灾害两种。这两种破坏方式都与建筑物所处位 置的地质构造和场地条件密切相关。 地震波在不同地质构造 中传播速度和方式是有差 异的，所 以在地面引起的波动和破坏的程度也是不同 的。 总体来看 ， 处于断裂构造或褶皱构造 区域 内的建筑
筑 物 的破 坏 ，尤其 是 山 区的建 筑 物 。在 汶川 特 大地 震 中 ，修 建在 滑坡 地 带或 断 裂带 附 近 的建 筑物 在此 次 地 震 中破 坏 非常严 重 ， 甚 至在 一 些地 震低 烈 度 区域 ， 因选 址不当， 建 筑物 建设 在 滑坡 地 带 ， 而使 一 些建 筑 物被 掩 埋 或 冲毁 。
越周期与建筑物 的自振频率 以及地震波的振动频率相
近 时会 引共振效 应 ， 也会加 剧建 筑物 的破 坏 。
坏程度 历史 上罕 见 。此次 地震造 成 大量建 筑物毁 坏 ， 引
发了众多滑坡 、 崩塌 、 泥石流等次生灾害 ， 造成 巨大 的 人员伤亡和经济损失 。 该地震受灾面积达 ４ ４ 万ｋ ｍ ， 涉 及四川、 甘肃和陕西 ３ 省２ ３ ７ 个市县。 地震波及大半个
作者简介 ： 王晓刚（ １ ９ ７ ５ 一 ） ， 男， 汉族 ， 甘肃武都人 ， 大学本科 ， 工程师 ， 主要 从 事 防震 减 灾 、 震 灾 预 防研 究工 作 。 通讯作者 ： 马成 （ １ ９ ８ ３ ～ ） ， 男， 汉族 ， 陕西 子 洲 人 ， 大学 本 科 ， 工程师 ， 主 要从 事 防震 减 灾 、 震 灾 预 防 研 究 工作 。
建 筑设 计
２ ０ １ ５ 年（ 第４ ４卷） 第 ｌ １ 期
５ ・ １ ２汶川地震房屋建筑震害分析 与思考
5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查
512汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查王丽萍;李英民;郑妮娜;刘立平;韩军;刘建伟【期刊名称】《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(041)006【摘要】为了揭示山地建筑结构抗震设计是建筑结构抗震设计的薄弱环节,指出其在抗震设计中存在一定的安全隐患,本文通过5·12汶川地震震害调查,针对吊脚式和错层式两种典型山地建筑结构房屋的震害进行描述和分析,提出了若干建议和启示.其主要震害特征表现为:(1)架空层形成柔弱底层而严重破坏;(2)采用长短不同柱将坡地架空,短柱易发生剪切破坏;(3)采用桩柱混合体系将坡地架空,桩基础易发生破坏;(4)错层处楼梯柱、楼梯板破坏严重;(5)陡坎边缘地带建筑物震害较重等.【总页数】5页(P822-826)【作者】王丽萍;李英民;郑妮娜;刘立平;韩军;刘建伟【作者单位】重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045;重庆大学土木工程学院,重庆,400045【正文语种】中文【中图分类】TU312.3【相关文献】1."5·12"汶川地震砌体结构房屋震害调查与分析 [J], 李英民;韩军;刘立平;郑妮娜;王丽萍;刘建伟2.汶川地震中江油市区及乡镇房屋震害调查与分析 [J], 陈代果;姚勇;郭莹3.汶川地震村镇建筑结构震害调查与分析 [J], 李钢;刘晓宇;李宏男4.常时微动测试在汶川地震甘肃灾区建筑结构震害调查中的应用 [J], 吴志坚;车爱兰;王兰民;陈龙珠;刑爱国5.“5·12”汶川地震房屋建筑震害分析与对策研究报告——“5·12”汶川地震房屋震害研究专家组 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汶川地震建筑震害分析_清华大学_西南交通大学_北京交通大学震害调查组
构 造 措施
,
并应 改 进
:
“
强 柱 弱 梁” 的 设计 ; (4 )
。
应 进 一 步重 视 整 体 结 构 杭 震 概 念
设计
;
(5 )
应 充分 考虑非 结 构 构件 的 影响
关扭 词
1
汉 川 地 震 ; 震 害分 析 ; 建筑 震 害案 例 ; 杭 震设 计
引言
,
.
年 5 月 1 2 日 14 时 2 8 分 四川 泣川 县 发生 里 氏 8 0 级地 展 展 中位 于 坟 川县 映 1 0 4 秀镇 (纬度 3 o N 经 度 1 3 4 o ) 展 源深 度 1 k m 坟川地 震是 我 国 自建 国 以 来 最为 强 E Z 烈 的一 次地 震 直接 严重 受 灾 地 区 达 1 万 k m 0 包 括展 中 5 k m 范 围 内的 县 城 和 Zo k 0 m
;
,
继续 使 用 不
会 引起 承重 结构 的破坏
损伤 的非 结构构件不 会造成 对生命 和 财产 的 威胁
4
.
泣 川地震 建筑 震 害分析
39
(2 )
加 固 后 使用
,
,
即 承重 结构 发生 一 定 的 损 伤
,
,
,
部分 非结 构 构 件破 坏
, ,
,
继 续 使用 可 能
将 会 引起承 重结 构 的损 伤加 大 或 是剩 余 的非结构构件不 稳定 对 生 命 和 财产 产生 威 胁 ; (3 停 止 使 用 即承重 结构发 生 严 重 损 伤 仅能 保持 自身 结构稳 定 不 能继 续使 用 ; )
,
,
本次地 震 中 大多 数框架 结 构 的主体结 构震 害一 般较 轻 主 要破 坏 发 生在 围护结 构 和
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析
汶川地震中框架结构震害情况调查及分析耿栋合肥工业大学土木与水利工程学院，研2012级15班，2012110857摘要：本文结合5.12汶川大地震，介绍了钢筋混凝土框架结构在地震中的震害情况，从房屋整体垮塌、房屋整体严重歪斜、房屋部分楼层垮塌、房屋部分集中垮塌四个方面介绍了框架结构整体震害现象, 从框架柱、梁、填充墙等破坏介绍了框架结构构件震害现象。
并从结构平立面布置、结构体系和结构构件等方面初步分析了钢筋混土框架结构破坏的主要原因。
最后对如何加强框架结构的抗震构造措施提出了建议。
关键词：汶川地震；钢筋混凝土框架结构；震害情况；震害分析；抗震措施1.框架结构震害情况调查四川地震区中的多层和高层房屋建筑大多数采用钢筋混凝土结构，框架结构应用居多。
震害表明，多层和高层钢筋混凝土房屋具有足够的强度，良好的延性和较强的整体性，经过合理的抗震设计，采用此类结构是可以保证安全的。
此次调查的德阳、绵竹、什邡、都江堰等重灾区的框架结构和框架－剪力墙结构的主体结构震害较轻，未见主体结构整体坍塌。
但填充墙体和围护结构的震害比较严重。
特别是框架结构，填充墙体开裂严重。
通过增设构造梁、柱，加强维护墙体与主体结构的连接，可以有效减轻非结构构件的震害。
钢筋混凝土框架结构具有较好的抗震性能，在地震时遭受到的破坏比砌体结构的震害轻得多。
但如果设计不当、缺乏合理有效的抗震措施或施工质量不良，多层和高层钢筋混凝土框架结构建筑也会产生一定程度的震害，部分结构构件会发生严重的破坏。
其主要表现在以下几个方面。
1.1框架结构整体破坏1.1.1 房屋整体垮塌型填充墙普遍倒塌，房屋的柱子几乎全部折断或压断，因柱子破坏导致房屋整体倾倒，楼屋盖叠落在一起，房屋全都一塌到底，整栋房屋彻底倒塌。
下图所示为位于断层附近的北川县城曲山镇某钢筋混凝土框架结构的破坏形态就属于这种类型。
框架结构的柱子几乎全部折断，房屋整体失稳，几乎完全倒平。
1.1.2 房屋整体严重歪斜型填充墙普遍损毁，房屋部分底层或下层数层失稳倒塌，柱子毁坏，而顶层或上层严重破坏，顶层或上部楼层框架落下并有局部倒塌，呈整体倾斜状态。
“5.12地震”中房屋震害调查及损坏机理研究
坏作用 的主要是 以下几个 方面的 因素造成的 。
一
１ ％ 一 ０ 。当然基础设 施建设 设 防裂度 的提 高 和经济水 ５ ２％
平是 密切相关的。
、
地震裂度大
二、 建筑物结构设计选 型及 布置影响抗震性能 建筑设计应符合抗震概念设计 的要求 ， 不应采用严重不
规则的设计方案。建筑及其抗侧力结构 的平面布置 规则 、 对 称， 有利 于减轻结 构的地震 扭转效 应 ； 筑 的立面 和竖 向剖 建
地震裂 度是指某一地 区的地表 和各类 建筑 物遭受 一 次
地震影 响的平均强弱程度。一次地震 ， 表示地 震的震级 只有
一
个， 然而 ， 由于同一次地震对不 同地点 的影响不一样 ， 随着
距离震 中的远 近会 出现不 同 的裂 度。一般 来 说 ， 距离 震 中 近， 烈度就高 ； 距离震 中愈远 ， 烈度则愈低 。Ｍ表示震级为 ８０ ． 级， 根据经验公式 １５ １ 一１ 可以确定震 中裂度为 ｌ． ． （＇ ） １ ／ ０ ５度。
（． １河南省红十字血液中心， ｋ ４０ ５ ；． 郑， ５０ ３２ 华北水利水电学院， ｌ １ 郑州 ４ ０ １ ） ５０ １
摘 要： １ ５・ ２汶川地震主震 区烈度迭 １ 以上 ， ０度 造成房屋 大面积 的倒塌 、 损毁 。通过 对主震 区的调查 ， 场地 对
5_12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查_王丽萍
第41卷 第6期2009年12月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J .Xi ′an Univ .of A rch .&Tech .(N atural Science Edition )V ol .41 N o .6Dec .20095·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查王丽萍,李英民,郑妮娜,刘立平,韩 军,刘建伟(重庆大学土木工程学院,重庆400045)摘 要:为了揭示山地建筑结构抗震设计是建筑结构抗震设计的薄弱环节,指出其在抗震设计中存在一定的安全隐患,本文通过5·12汶川地震震害调查,针对吊脚式和错层式两种典型山地建筑结构房屋的震害进行描述和分析,提出了若干建议和启示.其主要震害特征表现为:(1)架空层形成柔弱底层而严重破坏;(2)采用长短不同柱将坡地架空,短柱易发生剪切破坏;(3)采用桩柱混合体系将坡地架空,桩基础易发生破坏;(4)错层处楼梯柱、楼梯板破坏严重;(5)陡坎边缘地带建筑物震害较重等.关键词:山地建筑结构;汶川地震;震害调查;抗震设计中图分类号:T U312.3 文献标识码:A 文章编号:1006-7930(2009)06-0822-05 图1 山地建筑结构示意图Fig .1 S tructural diag ram of building on the s lope 我国地形以山地为主,山地面积占全国陆地面积的2/3以上,很多城市依山而建,形成山地城市.近年来随着人们环保意识的提高和对自然环境相适应的人居环境要求的提高,在山地城市中利用自然环境并与山地地形相适应的山地建筑越来越多.山地建筑结构是山地建筑[1]的结构形式,是指具有与地形相适应的山地建筑特有的结构形式.与山地建筑类型相对应的结构类型主要有吊脚式、错层式、掉层式等或由这些形式组合而成,如图1所示.从图中可以看出,其结构形式具有先天的不规则性,现有结构不规则性控制方法并不适用于山地建筑结构,也就意味着形成了与之相适应的山地建筑结构抗震设计特殊问题.不幸的是,目前并没有相关设计规程或系统的理论对其设计做指导,主要原因之一是缺乏这方面的研究及震害调查资料.历次大地震的经验总结是推动建筑抗震技术发展的重要途径[2-8].目前汶川地震房屋的震害调查主要是普通的框架结构房屋和砌体结构房屋等,山地建筑结构房屋的震害资料调查和文献相对较少.5·12汶川地震后,作者深入灾区调研,在都江堰市某小区发现新建的一批未投入使用的典型山地建筑大部分严重破坏,其中2栋建筑倒塌,需要引起重视和开展研究.本文将对这些典型的山地建筑震害进行描述和分析,给出若干建议和启示,为今后开展关于山地建筑结构抗震设计的特殊问题的研究提供宝贵的震害资料和分析例证.1 吊脚式山地建筑结构房屋震害吊脚式山地建筑结构房屋的特点是采用长短不同的柱(或桩)将坡地架空成平台后再在其上修建建筑物的结构体系,架空部分一般不被利用.都江堰市某小区依山而建,特殊的地形条件使得部分房屋采用吊脚式结构形式,汶川地震后,这种结构形式的房屋震害较为严重.其主要震害特征表现为:(1)架空层形成柔弱底层而严重破坏;(2)采用长短不同柱将坡地架空,短柱易发生剪切破坏;(3)架空层的上一层柱截面突然变小,薄弱层可能会由架空层转移到上一层,而发生破坏;(4)采用桩柱混合体系将坡地架空,一种情况是伸出地面的桩身顶部破坏严重,如图7所示,另外一种情况是只有桩基承台露出地面,架＊收稿日期:2009-01-20 修改稿日期:2009-10-12基金项目:重庆市建委资助项目(城科字2007第19号)作者简介:王丽萍(1980-),女,博士研究生,主要从事结构抗震研究.空层的梁被直接搁置于承台顶面或与承台整浇,梁的端部发生破坏或是承台拉裂,如图2和图3所示.图2 架空层梁开裂Fig .2 Beam cracks of s tilt floor 图3 桩基础承台拉裂Fig .3 Tension crack s of pile fou ndation1.1 建筑1建筑1为典型的吊脚式山地建筑随坡而建,临近小区的山顶平台与山坡相接底层采用长短柱和桩,共同将坡地架空成井字梁分割的平台板后在其上修建两层房屋,二层柱截面较一层柱截面缩小,使二层变的较为薄弱.地震发生后建筑物二层整体坍塌,如图4所示;二层柱折断纵筋拔出外露,如图5所示;由于二层倒塌砸向一层平台导致平台梁压坏,如图6所示.图4 建筑1(二层坍塌)Fig .4 Building1图5 建筑1二层柱折断Fig .5 Colum ns of the 2nd floor breakoff 图6 建筑1底层梁压坏Fig .6 Com pres sion failure1.2 建筑2建筑2也是典型的吊脚式山地建筑,如图7所示,由于山坡较陡,坡下架空层前排长柱较高,中间设有框架梁,坡上架空层后排短柱未设框架梁,左侧两个桩基础顶面直接伸至架空层平台梁下,其余桩基础顶面伸至山坡面.震后伸至架空层平台梁下的桩身顶发生破坏,混凝土剥落钢筋外露,如图8所示;后排短柱柱顶及节点破坏,如图9所示.架空层中由于采用桩和长短柱,使得架空层先天侧向线刚度分布不均匀,而且桩与同截面的柱相比抗剪、抗弯承载能力都较低,致使架空层成为柔弱底层,地震时容易发生破坏.图7 建筑2Fig .7 Building 2 图8 建筑2桩身顶破坏Fig .8 Damage of the pier 图9 建筑2短柱柱顶及节点破坏Fig .9 Damage of the s hort column an d the join t 823第6期 王丽萍等:5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查1.3 建筑3建筑3背后是堡坎,为了不妨碍用户采光和视线,底层抬高架空,在其上修建两层房屋,底层前侧架空用作车库,纵向中间设有钢筋混凝土挡土墙,后排柱和第二排柱间可能要做回填土处理,如图10所示.从整体上看建筑3上刚下柔,震后底层前两排柱折断倒塌,后排柱柱顶错断、柱底开裂,整体结构向前倾覆,架空层上部梁折断或端部错断,填充墙出现严重交叉斜裂缝,如图11和图12所示.图10 建筑3倒塌Fig.10 Building3 图11 建筑3柱破坏Fig.11 Damage of the column图12 建筑3梁破坏Fig.12 Damage of the beam1.4 建筑4建筑4结构平面不规则,建在山顶平台处,随坡架空,底层架空柱截面到二层柱截面变小,结构填充墙采用多孔砖砌成,填充墙间设有构造柱,如图13所示.震后建筑物大量框架梁柱节点严重破坏,混凝土崩裂,柱纵筋屈曲鼓出,暴露出节点区箍筋间距较大,如图14所示;填充墙破坏严重,大量倒塌,填充墙间构造柱上下端混凝土掏空,钢筋拔出,甚至部分构造柱掉落,发现构造柱纵筋少而细,锚入长度过短,未起到应有的作用,如图15所示.图13 建筑4 Fig.13 Building4 图14 建筑4节点破坏Fig.14 Damage of the joint15 建筑4构造柱破坏Fig.15 Damage of thecons tru ctional column2 错层式山地建筑结构房屋震害错层式山地建筑结构房屋的特点是按开间或单元将基础设置于不同标高处,使开间或单元标高在各层相差一定高度的结构体系.与普通错层不同之处是错层的原因不同,山地建筑错层结构是由于地形条件所引起的错层.都江堰市某小区的错层式山地建筑结构房屋底层架空后上部错层震害较为严重.除与吊脚式山地建筑结构房屋相似的震害外,其他主要震害特征表现为:错层处楼梯柱(短柱)、楼梯板破坏严重,楼梯短柱剪切破坏,楼梯板在施工缝处剪坏.此外,建在陡坎处的建筑物震害较为严重.2.1 建筑5如图16所示建筑5为4层错层式山地建筑结构房屋,屋顶为坡屋面,随坡底层架空,最后一跨与前三跨之间出现错层,上面3层填充墙用实心砖砌筑.由于楼层不连续,错层处楼梯柱(短柱)混凝土压碎剥落,纵筋扭曲,部分楼梯柱折断,平台板掉落,楼梯板折断(如图17),楼梯作为错层间的联系通道丧失其功能.部分异型柱柱底施工缝处,混凝土掏空,柱纵筋鼓出,地梁中部开裂挠曲破坏,可能是地基下陷产生,如图18所示.824 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第41卷图16 建筑5Fig .16 Building 5图17 建筑5短柱和梯段板破坏Fig .17 Dam age of th e short colum nand the s tair slab 图18 建筑5异型柱破坏Fig .18 Damage of special shaped columns2.2 建筑6建筑6也是错层式山地建筑结构房屋,建在陡坎上的边缘地带,陡坎用垂直挡土墙支护.从整体来看,陡坎边缘地带建筑物震害较重.震后建筑6所在陡坎处挡土墙外倾并开裂,建筑6前地面下陷,临挡土墙一侧柱基础沉降,整体结构倾斜,如图19所示.柱与挡土墙顶相接处破坏,柱纵筋呈灯笼状鼓出,未见箍筋,内部错层处短柱及其节点处破坏严重,如图20所示.最外一排柱严重倾斜,局部土体下陷,梁端混凝土拉裂,节点开裂,如图21所示.图19 建筑6Fig .19 Building 6图20 柱及节点破坏Fig .20 Damage of the column and thejoint 图21 梁端和节点破坏Fig .21 Damage of the b eam end and the joint 3 启示和建议通过5·12汶川地震震后对典型山地建筑结构房屋震害的调查与分析,有以下几点启示和建议:(1)选择建筑场地时应尽量避开不稳定的边坡和陡坎.(2)山地建筑结构的抗震性能需要严格的构造措施和施工质量给予保证.(3)山地建筑结构架空层易形成柔弱底层,对于不等高柱架空,建议从概念设计上考虑和采取必要的抗震构造措施,尽量避免短柱和上刚下柔.(4)由于山地建筑结构竖向刚度不规则,扭转效应明显,建议设计时底部加强.(5)山地建筑架空层常会为了设计和施工方便,直接把桩基础伸出地面当柱使用,由于其抗弯和抗剪都较弱,出地面的桩身容易发生破坏,建议设计时勿用桩代替柱,如代替柱,桩应按柱设计.(6)错层式山地建筑结构房屋在错层部位楼梯柱及梯段板震害尤其严重,建议采取必要的抗震构造措施,对错层部位楼梯柱(短柱)加强.(7)对于无法避免在陡坎附近建山地建筑,建议在设计时考虑局部场地的影响及陡坎边坡稳定问题.(8)从上述山地建筑结构震害可以看出,山地建筑结构抗震设计措施及山地建筑结构地震动输入问825第6期 王丽萍等:5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查826 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第41卷题有待进一步研究.参考文献 References[1] 戴志中.现代山地建筑接地诠释[J].城市建筑,2006(8):20-25.DA I Zhi-zhong.T he A nnotation on the Ear thing of Contempora ry M o untaino us Building[J].U r banism and A rchi-tecture,2006(8):20-25.[2] 韩 军,李英民,刘立平,等.5·12汶川地震绵阳市区房屋震害统计与分析[J].重庆建筑大学学报,2008,30(5):21-27.H A N Jun,LI Ying-min,LI U L i-ping,et al.Statistics and analy sis o f building damag e in mianyang city caused by the5·12w enchuan ea rthquake,sichuan province[J].Jour nal of Chongqing Jianzhu U niver sity,2008,30(5):21-27. 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汶川地震后砌体结构房屋震害调查分析
汶川地震后砌体结构房屋震害调查分析汶川地震是中国历史上发生在2024年5月12日的一次7.9级大地震，造成巨大的人员伤亡和财产损失。
在这次地震中，砌体结构房屋是最常见的建筑类型之一，因此对砌体结构房屋的震害进行调查和分析可以提供重要的经验教训。
首先，砌体结构房屋在地震中的震害主要集中在墙体破坏和倒塌上。
地震的强烈震动会对房屋墙体施加巨大的水平和垂直力，导致墙体出现裂缝、倾斜和崩塌。
砌体结构的墙体通常由砖和砂浆构成，其抗震性能弱于钢筋混凝土结构。
因此，砌体结构房屋通常更容易受到地震的破坏。
其次，砌体结构房屋的主要破坏模式是墙体顶部的悬挑和支持结构的倒塌。
在地震中，墙体顶部的悬挑部分通常会因为自重和水平地震力的作用而受到巨大的拉力，导致其产生裂缝和破坏。
同时，支持结构的倒塌也常常会导致整个房屋的倒塌，增加人员伤亡的风险。
此外，砌体结构房屋的震害程度还与墙体的构造和质量有关。
地震中，墙体的质量和连接方式对其抗震性能起到重要的作用。
砌体结构房屋中，如果墙体的砌筑质量不好，砂浆的强度和粘结性不足，墙体容易出现裂缝和崩塌。
同样，墙体与结构之间的连接方式如果不稳固，也容易导致房屋的震害。
最后，砌体结构房屋的地震加固措施可以有效减少震害。
在对汶川地震后的砌体结构房屋进行调查分析时，可以观察到采取了一些地震加固措施的房屋在震害程度上表现较好。
例如，增加墙体的厚度、设置钢筋混凝土柱和梁、加固墙体连接部位等措施都可以有效提高砌体结构房屋的抗震性能。
这些加固措施的应用可以为今后类似地震灾害的抗震设计和建设提供重要的参考。
总结起来，汶川地震后砌体结构房屋的震害调查分析表明，墙体破坏和倒塌是主要的破坏模式，结构质量和连接方式的不稳定也是重要因素。
然而，采取适当的加固措施可以有效降低砌体结构房屋的震害程度。
这些调查和分析结果对于今后的抗震设计和建设具有重要的借鉴意义。
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第４１卷第６期２００９年１２月西安建筑科技大学学报（自然科学版）Ｊ．Ｘｉ７ａｎＵｎｉｖ．ｏｆＡｒｃｈ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）ＶｏＬ４ｌＮｏ．６ＤｅＣ．２００９５·１２汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查王丽萍，李英民，郑妮娜，刘立平，韩军，刘建伟（重庆大学土木工程学院，重庆４０００４５）摘要：为了揭示山地建筑结构抗震设计是建筑结构抗震设计的薄弱环节，指出其在抗震设计中存在一定的安全隐患，本文通过５·１２汶川地震震害调查，针对吊脚式和错层式两种典型山地建筑结构房屋的震害进行描述和分析，提出了若干建议和启示．其主要震害特征表现为：（１）架空层形成柔弱底层而严重破坏；（２）采用长短不同柱将坡地架空，短柱易发生剪切破坏；（３）采用桩柱混合体系将坡地架空，桩基础易发生破坏；（４）错层处楼梯柱、楼梯板破坏严重；（５）陡坎边缘地带建筑物震害较重等．关键词：山地建筑结构；汶川地震；震害调查；抗震设计中图分类号：ＴＵ３１２．３文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７９３０（２００９）０６—０８２２—０５我国地形以山地为主，山地面积占全国陆地面积的２／３以上，很多城市依山而建，形成山地城市．近年来随着人们环保意识的提高和对自然环境相适应的人居环境要求的提高，在山地城市中利用自然环境并与山地地形相适应的山地建筑越来越多．山地建筑结构是山地建筑［１３的结构形式，是指具有与地形相适应的山地建筑特有的图１山地建筑结构示意图结构形式．与山地建筑类型相对应的结构类型主要有吊Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｉ。
ｇ。
ｆｂｕｉｌｄｉ。
ｇｏ。
ｔｈ。
１０ｐｅ脚式、错层式、掉层式等或由这些形式组合而成，如图１所示．从图中可以看出，其结构形式具有先天的不规则性，现有结构不规则性控制方法并不适用于山地建筑结构，也就意味着形成了与之相适应的山地建筑结构抗震设计特殊问题．不幸的是，目前并没有相关设计规程或系统的理论对其设计做指导，主要原因之一是缺乏这方面的研究及震害调查资料．历次大地震的经验总结是推动建筑抗震技术发展的重要途径［２．８］．目前汶川地震房屋的震害调查主要是普通的框架结构房屋和砌体结构房屋等，山地建筑结构房屋的震害资料调查和文献相对较少．５·１２汶川地震后，作者深入灾区调研，在都江堰市某小区发现新建的一批未投入使用的典型山地建筑大部分严重破坏，其中２栋建筑倒塌，需要引起重视和开展研究．本文将对这些典型的山地建筑震害进行描述和分析，给出若干建议和启示，为今后开展关于山地建筑结构抗震设计的特殊问题的研究提供宝贵的震害资料和分析例证．１吊脚式山地建筑结构房屋震害吊脚式山地建筑结构房屋的特点是采用长短不同的柱（或桩）将坡地架空成平台后再在其上修建建筑物的结构体系，架空部分一般不被利用．都江堰市某小区依山而建，特殊的地形条件使得部分房屋采用吊脚式结构形式，汶川地震后，这种结构形式的房屋震害较为严重．其主要震害特征表现为：（１）架空层形成柔弱底层而严重破坏；（２）采用长短不同柱将坡地架空。
短柱易发生剪切破坏；（３）架空层的上一层柱截面突然变小，薄弱层可能会由架空层转移到上一层，而发生破坏；（４）采用桩柱混合体系将坡地架空，一种情况是伸出地面的桩身顶部破坏严重，如图７所示，另外一种情况是只有桩基承台露出地面，架收稿日期：２００９—０ｌ－２０修改稿日期：２００９—１０—１２基金项目：重庆市建委资助项目（城科字２００７第１９号）作者简介：王丽萍（１９８０一），女，博士研究生，主要从事结构抗震研究．第６期王丽萍等：５·１２汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查８２３空层的梁被直接搁置于承台顶面或与承台整浇，梁的端部发生破坏或是承台拉裂，如图２和图３所示．图２架空层梁开裂Ｆｉｇ．２Ｂｅａｍｃｒａｃｋｓｏｆｓｔｉｌｔｆｌｏｏｒ图３桩基础承台拉裂Ｆｉｇ．３Ｔｅｎｓｉｏｎｃｒａｃｋｓｏｆｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ１．１建筑１建筑１为典型的吊脚式山地建筑随坡而建，临近小区的山顶平台与山坡相接底层采用长短柱和桩，共同将坡地架空成井字梁分割的平台板后在其上修建两层房屋，二层柱截面较一层柱截面缩小，使二层变的较为薄弱．地震发生后建筑物二层整体坍塌，如图４所示；二层柱折断纵筋拔出外露，如图５所示；由于二层倒塌砸向一层平台导致平台梁压坏，如图６所示．图４建筑１（二层坍塌）图５建筑ｌ二层柱折断图６建筑１底层梁压坏Ｆｉｇ．４Ｂｕｉｌｄｉｎｇ１Ｆｉｇ．５Ｃｏｌｕｍｎｓｏｆｔｈｅ２ｎｄｆｌｏｏｒｂｒｅａｋｏｆｆＦｉｇ．６Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｆａｉｌｕｒｅ１．２建筑２建筑２也是典型的吊脚式山地建筑，如图７所示，由于山坡较陡，坡下架空层前排长柱较高，中州没有框架粱，坡上架空层后排短柱未设框架梁，左侧两个桩基础顶面直接伸至架空层平台梁下，其余桩基础顶面伸至山坡面．震后伸至架空层平台梁下的桩身顶发生破坏，混凝土剥落钢筋外露，如图８所示；后排短柱柱顶及节点破坏，如图９所示．架空层中由于采用桩和长短柱，使得架空层先天侧向线刚度分布不均匀，而且桩与同截面的柱相比抗剪、抗弯承载能力都较低，致使架空层成为柔弱底层，地震时容易发生破坏．图７建筑２Ｆｉｇ．７Ｂｕｉｌｄｉｎｇ２图８建筑２桩身顶破坏图９建筑２短柱柱顶及节点破坏Ｆｉｇ．８ＤａｍａｇｅｏｆｔｈｅｐｉｅｒＦｉｇ．９Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｌｕｍｎａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔ８２４西安建筑科技大学学报（自然科学版）第４１卷１．３建筑３建筑３背后是堡坎，为了不妨碍用户采光和视线，底层抬高架空，在其上修建两层房屋，底层前侧架空用作车库，纵向中间设有钢筋混凝土挡土墙，后排柱和第二排柱间可能要做回填土处理，如图１０所示．从整体上看建筑３上刚下柔，震后底层前两排柱折断倒塌，后排柱柱顶错断、柱底开裂，整体结构向前倾覆，架空层上部梁折断或端部错断，填充墙出现严重交叉斜裂缝，如图１１和图１２所示．图１０建筑３倒塌Ｆｉｇ．１０Ｂｕｉｌｄｉｎｇ３图１１建筑３柱破坏Ｆｉｇ．１１Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｃｏｌｕｍｎ图１２建筑３梁破坏Ｆｉｇ．１２Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｂｅａｍ１．４建筑４建筑４结构平面不规则，建在山顶平台处，随坡架空，底层架夺柱截面到二层柱截面变小，结构填充墙采用多孔砖砌成，填充墙间设有构造柱，如图１３所示．震后建筑物大量框架梁柱节点严重破坏，混凝土崩裂，柱纵筋屈曲鼓出，暴露出节点区箍筋间距较大，如图１４所示；填充墙破坏严重，大量倒塌。
填充墙Ｊ’日Ｊ构造柱上下端混凝土掏空，钢筋拔出，甚至部分构造柱掉落，发现构造柱纵筋少而细，锚入长度过短，未起到应有的作用，如图１５所示．图１３建筑４Ｆｉｇ．１３Ｂｕｉｌｄｉｎｇ４图１４建筑４节点破坏Ｆｉｇ．１４Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｊｏｉｎｔ１５建筑４构造柱破坏Ｆｉｇ．１５Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｅｔｉｏｎａｌｃｏｌｕｍｎ２错层式山地建筑结构房屋震害错层式山地建筑结构房屋的特点是按开间或单元将基础设置于不同标高处，使开间或单元标高在各层相差一定高度的结构体系．与普通错层不同之处是错层的原因不同，山地建筑错层结构是由于地形条件所引起的错层．都江堰市某小区的错层式山地建筑结构房屋底层架空后上部错层震害较为严重．除与吊脚式山地建筑结构房屋相似的震害外，其他手要震害特征表现为：错层处楼梯柱（短柱）、楼梯板破坏严苇，楼梯短柱剪切破坏，楼梯板在施工缝处剪坏．此外，建在陡坎处的建筑物震害较为严重．２．１建筑５如图１６所示建筑５为４层错层式山地建筑结构房屋，屋顶为坡屋面，随坡底层架窄，最后一跨与前三跨之间出现错层，上面３层填充墙用实心砖砌筑．由于楼层不连续，错层处楼梯柱（短柱）混凝土压碎剥落，纵筋扭曲，部分楼梯柱折断，平台板掉落，楼梯板折断（如图１７），楼梯作为错层问的联系通道丧失其功能．部分异型柱柱底施工缝处，混凝土掏空，柱纵筋鼓出，地粱中部开裂挠曲破坏，可能是地基下陷产生，如图１８所示．第６期王丽萍等：５·１２汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查８２５图１６建筑５Ｆｉｇ．１６Ｂｕｉｌｄｉｎｇ５图１７建筑５短柱和梯段板破坏Ｆｉｇ．１７Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｌｕｍｎａｎｄｔｈｅｓｔａｉｒｓｌａｂ图１８建筑５异型柱破坏Ｆｉｇ．１８Ｄａｍａｇｅｏｆｓｐｅｃｉａｌｓｈａｐｅｄｃｏｌｕｍｎｓ２．２建筑６建筑６也是错层式山地建筑结构房屋，建在陡坎上的边缘地带，陡坎用垂直挡土墙支护．从整体来看，陡坎边缘地带建筑物震害较重．震后建筑６所在陡坎处挡土墙外倾并开裂，建筑６前地面下陷，临挡土墙一侧柱基础沉降，整体结构倾斜，如图１９所示．柱与挡土墙顶相接处破坏，柱纵筋呈灯笼状鼓出，未见箍筋，内部错层处短柱及其节点处破坏严重，如图２０所示．最外一排柱严重倾斜，局部土体下陷，梁端混凝土拉裂，节点开裂，如图２１所示．图１９建筑６Ｆｉｇ．１９Ｂｕｉｌｄｉｎｇ６图２０柱及节点破坏Ｆｉｇ．２０Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｃｏｌｕｍｎａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔ图２１梁端和节点破坏Ｆｉｇ．２１Ｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｂｅａｍｅｎｄａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔ３启示和建议通过５·１２汶川地震震后对典型山地建筑结构房屋震害的调查与分析，有以下几点启示和建议：（１）选择建筑场地时应尽量避开不稳定的边坡和陡坎．（２）山地建筑结构的抗震性能需要严格的构造措施和施工质量给予保证．（３）山地建筑结构架空层易形成柔弱底层，对于不等高柱架空，建议从概念设计上考虑和采取必要的抗震构造措施，尽量避免短柱和上刚下柔．（４）由于山地建筑结构竖向刚度不规则，扭转效应明显，建议设计时底部加强．（５）山地建筑架空层常会为了设计和施工方便，直接把桩基础伸出地面当柱使用，由于其抗弯和抗剪都较弱，出地面的桩身容易发生破坏，建议设计时勿用桩代替柱，如代替柱，桩应按柱设计．（６）错层式山地建筑结构房屋在错层部位楼梯柱及梯段板震害尤其严重，建议采取必要的抗震构造措施，对错层部位楼梯柱（短柱）加强．（７）对于无法避免在陡坎附近建山地建筑，建议在设计时考虑局部场地的影响及陡坎边坡稳定问题．（８）从上述山地建筑结构震害可以看出，山地建筑结构抗震设计措施及山地建筑结构地震动输入问5·12汶川地震典型山地建筑结构房屋震害调查作者：王丽萍， 李英民， 郑妮娜， 刘立平， 韩军， 刘建伟， WANG Li-ping， LI Ying-min ， ZHENG Ni-na， LIU Li-ping， HAN Jun， LIU Jian-wei作者单位：重庆大学土木工程学院,重庆,400045刊名：西安建筑科技大学学报（自然科学版）英文刊名：JOURNAL OF XI'AN UNIVERSITY OF ARCHITECTURE & TECHNOLOGY年，卷(期)：2009,41(6)被引用次数：1次1.戴志中现代山地建筑接地诠释[期刊论文]-城市建筑 2006(08)2.韩军;李英民;刘立平5@12汶川地震绵阳市区房屋震害统计与分析[期刊论文]-重庆建筑大学学报 2008(05)3.王可;黄志广2005年江西九江地震建筑震害与分析 2006(06)4.李宏男;赵衍刚日本新泻县中越大地震震害调查及分析[期刊论文]-自然灾害学报 2005(01)5.蔡之瑞;孙柏涛唐山地震震害与重建唐山 1996(04)6.清华大学;西南交通大学;北京交通大学土木工程结构专家组汶川地震建筑震害分析[期刊论文]-建筑结构学报2008(04)7.万杰;何梅;郭华汶川地震后建筑构造抗震措施之反思[期刊论文]-西安建筑科技大学学报(自然科学版)2008(05)1.李英民.韩军.刘立平.郑妮娜.王丽萍.刘建伟.LI Ying-min.HAN Jun.LIU Li-ping.ZHENG Ning.WANG Li-ping. LIU Jian-wei"5·12"汶川地震砌体结构房屋震害调查与分析[期刊论文]-西安建筑科技大学学报（自然科学版）2009,41(5)2.蔡文章.CAI Wenzhang汶川地震都江堰地区建筑震害情况分析[期刊论文]-建筑技术2009,40(6)3.楼梦麟.辛宇翔.LOU Meng-lin.XIN Yu-xiang土层地基上建筑结构混合控制的减震效率[期刊论文]-振动工程学报2005,18(1)4.裴星洙.黎雪环.PEI Xingzhu.LI Xuehuan考虑地基与建筑结构相互作用的动态分析[期刊论文]-江苏科技大学学报（自然科学版）2008,22(1)5.李志军.邓子辰.Li Zhijun.Deng Zichen建筑结构离散变结构控制的模糊趋近律方法[期刊论文]-西北工业大学学报2007,25(5)6.郭樟根.孙伟民.倪天宇.丁帅.沈丹.GUO Zhang-gen.SUN Wei-min.NI Tian-yu.DING Shuai.SHEN Dan汶川地震中小学校建筑震害调查及抗震性能分析[期刊论文]-南京工业大学学报(自然科学版)2009,31(1)7.徐新华.周利君.朱求源.XU Xin-hua.ZHOU Li-jun.ZHU Qiu-yuan建筑结构内嵌管道式空调系统的技术与应用[期刊论文]-建筑科学2009,25(10)8.彭昌海.吴智深.陈振乾.李敏.Peng Changhai.Wu Zhishen.Chen Zhenqian.Li Min现场条件下建筑结构的热传递衰减倍数与延迟时间[期刊论文]-东南大学学报（英文版）2010,26(2)9.李宏男.李瀛.李钢.Li Hongnan.Li Ying.Li Gang地震作用下建筑结构的分散控制研究[期刊论文]-土木工程学报2008,41(9)1.孙帅徐州汉化像石博物馆抗震设计[期刊论文]-中国西部科技 2011(21)本文链接：/Periodical_xajzkjdx200906015.aspx。