从5.12汶川地震名山县震后灾情调查浅谈抗震设计

王珂

摘 要：本文主要对震后建筑物的破坏情况结合规范进行分析，加深对抗震规范的理解，并提出相应的建议和意见。

关键词：雅安名山；建筑结构；抗震；设计

中图分类号：P315 文献标识码：A

一、震后建筑物的表象。

雅安的名山县距本次震中汶川县直线距离约为145公里，由一个原创公式I=0.92+1.63M-3.49㏒R，可以大概得出该地区的最大地震烈度约为6.4度，而该地区建筑物的抗震设防烈度为7度。从震后建筑物的表现来看，七八十年代修建的房屋受损较为严重，而九十年代后期修建的建筑物基本满足了“小震不坏”的抗震设防要求。

本次所进行评估的建筑结构形式有框架结构，底框结构，砖混结构及其它结构。下面笔者就将各种结构形式房屋的受损情况一一进行描述。笔者所见的框架结构建筑都是建于2000年前后，震后基本都是围护结构的破坏，以及维护结构与主体结构的连接破坏，主体结构基本未受损；而后砌隔墙往往是大体积的砌块破坏比小体积的砖或砌块破坏严重。底框结构的受损就要比框架结构相对厉害得多：二层以上砖房破坏的状况与一般多层砖房基本相同；过渡层内外墙均有较为明显的裂缝，并且明显要比其上一层砖墙破坏要显著，过渡层角部墙体构造柱柱底破坏明显；以及还有在“头重脚轻”的情况下再加上平面布置不对称的情况下发生扭转破坏。砖混结构体系的建筑，大部分都缺少相应的抗震设防构造措施，所以地震后遭到破坏的情况都较为严重，反应出来的表象有：较多的纵墙上出现贯通斜裂缝，部分横墙也出现贯通的斜裂缝，墙体转角处的破坏，楼梯间墙体的破坏，门窗附近的八字形裂缝，楼板支承处墙体开裂，突出屋面的屋顶间等附属结构受损严重等等。在这些被破坏的砖混结构的房屋中，那些有着大空间，横墙较少，上下墙体未对齐的房屋受损情况尤为严重。其它结构形式的房屋，由于其受力体系复杂而混乱，所以震后结构体系都受到了严重的破坏：底层承重墙体出现贯通水平裂缝，框架柱与墙体错位，墙体与墙体错位，框架梁与楼板全截面开裂。

二、震害原因分析

下面我就仅根据该地区建筑物的破坏程度和受损情况从以下两方面来分析其形成的原因。

1 首先是设计方面：

1）结构受力体系的选择。本次雅安地区的地震烈度按照前面笔者的估算，未达到该地区的抗震设防烈度，所以大部分只要是按照规范设计的建筑基本满足了小震不坏的设计要求。这包括了大部分框架结构和部分有着抗震构造措施的砌体结构。而本次地震中的底框结构震后表现出来的情况不容乐观，这主要是因为：大部分底层未设置剪力墙，导致上下层的刚度比相差太大，建筑的刚度中心和质量中心不重合，造成扭转效应较大，底层框架柱箍筋未全高加密，框架上部墙体的边缘约束构件不强等等。而那些结构受力体系复杂而混乱的建筑破坏就较为明显了。从我们这次所评估的近百幢建筑物来看，总的来说，框架结构抗震效果好于砖混结构，满足了抗震设防要求的砖混结构好于底框和其它结构，抗震效果最差的是受力体系混乱而复杂的结构体系。该地区有许多教学楼都采用这种结构形式：设置了壁柱的砖混结构，但是壁柱都用混凝土柱代替。这些建筑不论新老，震后在较低楼层的纵墙上，窗户上下沿，底层的四角，均大面积出现贯通斜裂缝。那这种结构的房屋为什么会受损如此严重呢？笔者分析为：这种结构形式的建筑，在纵墙方向柱承受梁传来的楼面荷载，而底层纵横墙承担自重，当水平地震力来时，大部分水平剪力将由纵墙和混凝土柱共同承担，而这种结构中梁柱所构成的不完整的框架结构的变形为剪切型，下部层间位移较大，而砖砌体的极限变形很小，侧移就出现了变形不一致的情况，再加上横向可拉结的横墙又少（大开间教室），所以自然纵墙受损较为严重。还有部分建筑物因平面布置不合理而受损严重：有一幢楼平面上呈∞形，楼梯在两个端部，结果在震后，该建筑的底层在纵横墙上出现了贯通的水平裂缝和斜裂缝，且楼梯间受损严重，所以平面布置的是否规则，简单，对结构的抗震性能确有较大地影响。在这次地震后，“鞭端效应”对建筑物的影响多有出现，在所评估的多层建筑物中有90%的建筑在其出屋面的楼梯间部分受损严重，且其屋面板下多有出现贯通的水平裂缝。

2）规范规定的抗震措施。这次震后受损严重的砌体结构都未按照规范规定进行抗震设防，没有设置构造柱，圈梁，过梁，构造柱与墙体的拉结不可靠等等。而那些按规范规定有着抗震设防构造的砌体结构房屋在震后基本都是轻微受损。那些遭到破坏的框架结构的后砌隔墙，也是因为梁与隔墙间缺少可靠的拉结，甚至没有拉结，导致了部分隔墙倒塌和大面积开裂。

3）对环境和地基情况的考虑。笔者在该地区还发现有少部分建筑在震后出现了不均匀沉降，导致建筑物的倾斜和受损。同时还发现凡是做了地基处理（换土、回填）的建筑物，受震后表现都不理想：该县城的一所中学里，有两幢同结构形式，同大小，平面布置一样，且同时修建的砖混结构学生公寓，但是地震过后，其中的一幢基本未受损，而另一幢在底层的纵墙上多处出现贯通斜裂缝。经了解，该楼地势西高东低，所以在东侧做了砂卵石换填，结果建筑物遭到破坏后的表象也是西侧几乎未受损，越往东，纵墙上的裂缝开展的也越多且越宽，原因很明显，当水平地震力来时，纵墙承担了80%-90%的水平剪力，再加上东侧由于回填土密实度不够，而产生沉陷，造成基础的不均匀沉降，使墙体产生贯通的斜裂缝。

2 然后是施工质量方面

1）材料的强度等级。笔者在一些遭到破坏较为严重的砖混结构建筑中发现，其沙浆的强度等级远低于其设计强度，用手指就能将已经终凝的沙浆搓成粉末状。2）配筋量的不足或截面尺寸不满足设计要求。在该县城的一小区的住户楼内，每户的楼板上均不同程度的出现有发散状裂纹，出现这种情况的原因应该是楼板的配筋量不足或板厚未按照设计取用。3）材料的配合比。在该县城的某一乡镇发现该地区建筑物的混凝土梁上普遍出现较多的微裂缝。后经笔者分析可能是由于该地区所用河砂的含泥量较大，混凝土梁柱浇筑后就已经出现了大量的微裂缝，只是此次地震过后加剧了梁上裂缝的开展宽度，从而显现出来。

三、意见和建议

通过这次的实地考察，使笔者更加感性的认识到各种结构形式的建筑在震后破坏的特征及特点，加强了对抗震规范的理解和认识。针对本次的调查，笔者给出了自己的建议和看法：应更加严格遵循规范进行抗震设计，重视设计更应重视构造；尽量避免选用抗震效果较差的结构体系，更不能选用那种受力复杂而混乱的结构体系；加强出屋面附属结构的构造连接；在框架结构中尽量选用小体积的砌块，应加强隔墙与梁柱的拉结；当遇到非原状土作为结构的持力层时，要充分考虑不均匀沉降或地基承载力不足带给结构设计的不利影响。而对于各地区行政政府机构，应严把建筑质量关，对于农村及山村尚遗留下来的未严格按照规范进行设计施工的不合格建筑应观察使用，但是涉及到学校和医院相关职能较强的特殊建筑物应加固使用。

结语

这次5.12汶川大地震，再一次给了我们建筑从业人员血的教训和宝贵的经验，更加增强了我们结构设计人员的责任心和使命感。

参考文献

[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].endprint