砖木结构房屋震害分析

2013-08-21 01:17
山西建筑 2013年25期
关键词:砌体砂浆抗震

李 铭 林 磊

(1.濮阳职业技术学院建筑工程系,河南濮阳 457000;2.烟台金建冶金科技有限公司,山东烟台 264670)

2008年四川汶川8级地震、2010年青海玉树7.1级地震以及2013年四川雅安7级地震,三次大地震的震源均发生在人口比较密集的城乡区,震后各建筑物狼籍一片。砖木结构房屋由于其施工简便、造价较低,被广泛应用于城乡的传统民居,但在三次地震中均发生较大程度的破坏。因此,本文主要根据对三次大地震后砖木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 震害情况

数据资料显示[2],三次大地震灾区房屋多数以砖木结构、土木结构为主。震害情况为部分墙体尤其是山墙出现贯通裂缝(如图1所示),少量房屋墙体倒塌(如图2所示),屋面瓦片脱落及屋架部分倒塌(如图3所示);部分房屋纵横墙连接处出现大的裂缝(如图4所示);多数窗间墙出现明显的X形剪切裂缝(如图5所示);部分房屋由于木挑梁抗弯变形太大导致挑梁上部屋面部分发生脆性断裂(如图6所示);只有少数木结构建筑整体性垮塌(如图7所示)。另外,还有一些房屋出现预制楼板滑落,个别大空间房屋倒塌,女儿墙等局部凸出或附属结构出现不同程度的破坏。

图1 墙体开裂

图2 墙体倒塌

图3 屋架坍塌

2 震害原因分析

2.1 材料性能

处于边远地区的山村房屋由于年久失修,再加上材料性能的老化、腐朽和虫蛀(木材),另外,对于砖砌体结构,材料本身属于脆性材料,抗震性能较差;砌体之间靠砂浆粘结,二十世纪八九十年代的房屋建筑砂浆多采用石灰砂浆,粘结性能差,抗剪性能差,使得结构整体性能差。

图4 纵横墙连接处裂缝

图5 窗间墙破坏形态

图6 悬挑屋面断裂

图7 房屋整体倒塌

2.2 场地选择

个别建筑物选择建在凸出的山顶,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

为了降低造价,山区砖木结构房屋一般很少按照抗震设计要求进行设计和施工,结构造型基本是随机造型,这样使得结构整体布局不规则,平面布置和竖向布置刚度分布不均匀,可能出现刚度突变,导致出现薄弱部位,地震时容易发生破坏。

2.4 建筑构造

震害调查发现,多数破坏较严重的房屋缺少构造措施,未设构造柱和圈梁,从而降低了房屋的整体抗震性能;部分房屋虽然设置了构造柱和圈梁,但其布置和构造不合理[3],导致结构发生破坏;部分门、窗、洞口处未设置过梁,地震作用下极易沿洞口角部出现斜裂缝;另外,对于预制砌体房屋,在梁下应放置垫块,这样可以避免因应力集中导致的墙体破坏。

2.5 施工质量

由于城镇施工队技术水平低,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,且多数建筑砂浆属于人工搅拌,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。

3 结语

本文主要根据近年来我国发生的三次大地震的震害调查,对砖木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。

[1] 李素英.多层砖砌体房屋震害分析及抗震措施[J].包钢科技,2003,29(6):74-77.

[2] 谢启芳,赵鸿铁,薛建阳,等.汶川地震中木结构建筑震害分析与思考[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2008,40(5):658-661.

[3] 白国良,薛 冯,徐亚洲.青海玉树地震村镇建筑震害分析及减灾措施[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2011,43(3):309-315.

[4] 刘 旭.谈房屋建筑抗震结构要求[J].山西建筑,2012,38(17):53-54.

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