汶川地震受损底部框架砌体房屋的抗震鉴定与加固设计

一、底层框架砌体结构底层框架砌体结构(简称底框结构)可以满足底层设置车库、开设商店等，上层作住宅的要求，建筑性价比高。

经济欠发达地区的住宅和临街建筑普遍采用这种结构。

底框结构上部纵横向墙体多而底层抗侧移刚度小，容易形成“底柔上刚、头重脚轻”的结构体系。

底框结构由于底层侧向变形较大，当底层框架的变形超过混凝土构件的极限变形能力时，框架就会发生倒塌，从而引起建筑物整体坍塌。

因此，对其进行抗震性能分析和抗震概念设计尤为重要。

【15】1.震害特征及原因1)倒塌A.底部框架薄弱层的倒塌产生原因底层框架砖房，上面几层纵横墙间距较密，各层的侧移刚度很大；房屋底层承重框架比较空旷，侧移刚度比上层小得多，房屋刚度沿高度方向突变，形成上刚下柔结构。

在地震作用下，这类结构柔性底层屈服后将产生很大塑性变形，发生“变形集中”现象，而其他各层侧移相对较小。

在地震反复作用下，底层框架会产生较大的塑性积累变形，而一般的钢筋混凝土柱难以达到适应这一变形的延性要求，因而将引起底层严重破坏B.抗震墙的破坏引起的倒塌砌体抗震墙刚度退化带来的地震剪力重分配，使框架承担的地震剪力加大，底部框架依靠柱承担水平地震作用，底层框架柱先于梁进入塑性阶段。

框架柱的破坏发生在柱上、下两端，特别是柱顶如图5所示。

在弯矩、剪力、轴力的复合作用下，柱顶和柱底出现水平裂缝、交叉斜裂缝，严重者会发生混疑土局部压溃，箍筋拉断或崩开，纵筋压屈外鼓呈灯笼状如图6所示。

角柱处于双向偏压状态，受结构整体扭转影响大，受力状态复杂，而受周边横梁的约束相对较弱，因此其震害重于边柱和内柱。

C.结构设置不当引起的倒塌这次地震发现，很多临街建筑底层采用的不是全框架房屋，而是局部框架房屋，或者前半部分为底层局部框架承重，后半部分和两侧山墙为砖墙承重，城市临街建筑大多为“一托四”、“一托五”，村镇临街建筑大多为为“一托二”、“一托三”。

由于结构布置混乱，框架与砖混结构抗侧刚度不一致，尤其前半部分为底层局部框架的房屋，前后抗侧刚度极其不均匀，这类房屋破坏较严重。

汶川地震建筑震害分析及设计改进建议[引言]汶川大地震后，福建省设协结构与抗震专业委员会组织结构专家到成都、彭州（彭州市区、通济镇、白麓镇、小鱼洞）、都江堰、绵竹市、汉旺镇等地进行震害调查，涉及的结构型式有钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、砌体、排架、钢结构等，为了认真总结震害经验教训，分析结构的破坏机理，提出设计的改进建议，对新建筑的设计有重要的指导意义。

一、汶川地震基本参数：根据地震部门提供的数据，这次地震的基本参数如下：震级M8.0，断层为龙门山断裂，震源深度14KM，断裂长度185KM（主震），烈度分布6~11度。

这次地震震害给人的总体感觉，随地形分布，西北高震害严重，东南底震害较轻。

二、典型震害及实景照片：图1都江堰都江之春楼盘有一幢纯框架结构的七层建筑，底层空旷，上部有隔墙，图2楼梯梯板拉裂的震害图3 水泥厂结构的震害图4 白鹿镇中学在地震断裂带两侧教学楼的震害图5 都江堰都江之春楼盘底层柱破坏图6 汉旺镇东方汽轮机厂，框架结构的办公楼隔墙震害图7 汉旺镇东方汽轮机厂单层厂房震害图7 小鱼洞大桥的震害三、结构概念设计问题：1、多道抗震防线：结构必须有多道抗震防线，这是抗震设计中非常重要的一个基本概念。

在这次汶川地震中也充分表现出来，有些建筑倒塌，而有些建筑不倒，下面从空旷建筑倒塌来看结构有多道抗震防线的必要性：这次震害学校教学楼较为严重，一般说来，钢筋混凝土框架结构的抗震性能要优于砌体结构，但这次震害表明空旷的学校（框架结构）教学楼倒塌（如映秀镇漩口中学教学楼，建于2007年3月），而附近的4层砌体结构办公楼，尽管破坏非常严重，但并没倒塌。

为什么在强震作用下，性能比较好的钢筋混凝土框架结构反而不如抗震性能相对较差的砖混结构？其主要原因就是纯框架结构只有一道防线，在大震时，一旦这道防线突破，结构就丧失了全部的承载力而倒塌；而砌体结构住宅和办公楼，由于小开间布置，纵、横墙体较多，按照规范设置构造柱和圈梁，其整体性和延性较好。

工程抗震与加固改造２００９年１０月度。

由此可见，部分地区的实际地震烈度已达到本地区设防水准的罕遇地震，部分地区则大大超过当地设防水准的罕遇地震。

从各地的震害看，经过抗震设计的房屋基本上经受住了地震考验。

在中低影响烈度区，如德阳市、绵阳市和广元市，影响烈度虽然已达到设计的罕遇地震，但建筑物基本完好或轻微破坏。

而高影响烈度区，影响烈度达到或超过设计罕遇地震的地区，如都江堰市，有一些建筑倒塌或严重破坏，倒塌建筑分散，没有出现集中大面积倒塌的现象。

在震中区的北川县和映秀镇，地震影响烈度高达１１度，全部倒塌和部分倒塌的建筑数量较多，但仍可看倒数量不少的未倒塌房屋，这些房屋为研究特大地震时房屋的抗倒塌，提供了很好的案例。

在倒塌和严重破坏的结构中，钢筋混凝土框架结构一直是被认为抗震性能较好，因此其破坏倒塌的原因受到结构工程师的格外关注。

本文通过框架结构震害介绍和分析，探讨汶川地震中钢筋混凝土框架产生倒塌和破坏的原因以及解决办法，以期对设计人员有所帮助。

２框架结构震害震区的框架结构用于商业建筑、办公楼、学校教学楼和住宅，总体看框架结构表现良好，特别是高层框架发生倒塌破坏的很少。

如都江堰国堰宾馆为１２层框架结构（图１），地震中结构只是柱头和梁端上有些裂缝，填充墙部分损坏，而它抵御的是８～９度的实际地震烈度。

３。

６层的低层框架的表现不如高层框架，出现了多种破坏类形。

图１都江堰国堰宾馆Ｆｉｇ．１ＧｕｏｙａｎＨｏｔｅｌｉｎＤｕｊｉａｌｉｇｙａｎ２．１框架结构整体倒塌图２为都江堰市完全倒塌的３层框架，调查发现，框架柱截面较小，梁截面较大，同时梁中的配筋明显比柱中配筋大得多（图３）。

图４为底部１—２层倒塌的５层框架结构，该建筑临街，底层层高较高，作为商业用房，比较空旷，２层以上为居民住宅。

图５为６层单跨框架，２～５层近一半倒塌，这种结构形式在２００１年颁布的高规中已明文规定不宜采用。

图２完全倒塌的３层框架Ｆｉｇ．２ＩｎｔｅｇｒａｌＣｏｌｌａｐｓｅｏｆｔｈｒｅｅｓｔｏｒｙｆｒａｍｅ图３倒塌框架梁柱节点Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｊｏｉｎｔｏｆｃｏｌｕｍｎａｎｄｂｅａｍｏｆｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｆｒａｍｅ２．２框架结构产生薄弱层破坏这是本次地震中框架破坏数量较多一种形式。