底部两层框架—抗震墙砌体房屋震害分析

常 建 兰

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

底部两层框架—抗震墙砌体房屋震害分析

常 建 兰

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

根据茂县3幢底部两层框架—抗震墙砌体房屋震害情况，总结出“上柔下刚”型底框房屋的震害特点，指出该类房屋底层框架部分抗震墙设置数量并非越多越好、刚度并非越大越好，在实际应用中应遵循GB 50011—2010建筑抗震设计规范的相关规定。

框架—抗震墙砌体房屋，上柔下刚，震害分析

1 概述

2008年5月12日汶川地震给灾区人民的生命财产造成极大损害。在这场灾难中，抗震概念设计应用好的房子轻微破坏，抗震概念设计应用不当或未应用的房子严重破坏，甚至倒塌。抗震概念设计应用不当和抗震概念设计未涉及的薄弱环节引起的严重后果，应引起重视。

底部框架—抗震墙砌体房屋为满足商业使用要求，主要分布于街道两旁，底部一层框架或二层框架。底层框架部分多作商店、餐厅或维修服务部等使用，为划分使用区域，大部分房屋在横轴线处设置了砖砌填充墙。下文主要介绍茂县3幢底部两层框架—抗震墙砌体房屋的震害情况，总结该类房屋的震害规律，在此基础上分析震害原因。

2 工程概况与震害

2.1 茂县1号房屋

1号房屋为1幢五层综合楼，建于1988年，为底部两层框架—抗震墙砌体房屋，采用预制混凝土楼、屋盖。一、二层为办公场所，在多数横轴线处设置有砖砌体填充墙，上部三层为住宅。

在汶川地震中，该楼底框部分个别框架柱明显弯曲，大多数填充墙体表面及其与框架梁、柱连接处严重开裂，墙体形成严重的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝。三层即过渡层，大多数墙体出现严重的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝，裂缝处部分墙体错动、砖块酥碎，最大缝宽为25 mm(见图1，图2)，多数纵横墙交接处竖向裂缝，四、五层部分纵墙有明显水平裂缝、斜裂缝。出屋面楼梯间墙体出现明显水平及斜向裂缝，部分预制板拼接缝加宽、变形。该楼过渡层即三层的震害最严重，根据《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》评价该楼震后为严重破坏级。

2.2 茂县2号房屋

茂县2号房屋为五层综合楼，建于1986年，为底部两层框架—抗震墙砌体房屋，采用预制混凝土楼、屋盖。一、二层为办公场所，在多数横轴线处设置有砖填充墙，上部三层为住宅。

在汶川地震中，该楼底层框架部分大多数填充墙体表面及其与框架梁、柱连接处严重开裂，墙体表面形成贯通的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝，见图3。砌体三层即过渡层大多数墙体出现严重贯通的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝，裂缝处部分墙体错动、砌块酥碎，见图4，多数纵横墙交接处竖向裂缝，四、五层情况逐渐减轻。部分预制板拼接缝加宽、变形，楼梯间部分平台板明显开裂，部分踏步明显开裂，斜梁与墙体交接处明显开裂，见图5。该楼过渡层即三层的震害最严重。根据《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》评价该楼震后为严重破坏级。

2.3 茂县3号房屋

茂县3号房屋为八层综合楼，建成于2001年，为底部二层框架砖砌体结构房屋，采用现浇混凝土楼、屋盖。一、二层为办公场所，多数横轴线处设置有砖填充墙，上部六层为住宅。震后情形见图6。

在汶川地震中，该楼底层框架部分一、二层楼梯间剪力墙出现明显的水平或斜裂缝，部分填充墙出现明显的斜裂缝。砌体部分过渡层即三层大多数纵横墙及门窗洞口周边出现严重的斜裂缝或交叉裂缝，裂缝处部分墙体错动、砖块酥碎，且部分墙体出现明显歪闪，见图7～图9。四层、五层大多数纵横墙及门窗洞口周边出现明显的斜裂缝或交叉裂缝，裂缝处墙体错动，个别墙体出现明显歪闪。六层～八层部分纵横墙出现明显的斜裂缝。房屋个别构造柱出现明显断裂，钢筋锈蚀，见图10。该楼震害总体表现为过渡层即三层的震害最严重，从震后该楼的情形可看出。根据《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》评价该楼为严重破坏级。

2.4 震害总结

茂县底部框架—抗震墙砌体房屋多数与上述3幢房屋类似，底框部分在多数横轴线处设置有砖填充墙，此类房屋震害表现较重，有48%为严重破坏级。该类房屋的主要震害有：1)与框架相连的砌体楼层(即过渡层)的承重墙体出现明显的交叉裂缝和斜裂缝，部分承重墙砖块酥碎、错位；2)框架部分的填充墙体承担抗侧作用力，发生交叉剪切破坏；3)填充墙与梁、柱连接处因连接措施不得力产生拉开裂缝；4)部分梁、柱节点出现结构裂缝，个别建筑的框架柱产生了破坏。

3 结语

文中所述的3幢房屋，底部框架的抗震墙数量设置过多，成为“上柔下刚”型底部框架—抗震墙砌体房屋，由于底层刚度过大使得房屋的薄弱层转移到了上部砌体结构部分，导致过渡层破坏严重。

根据文献[1]对于“上柔下刚”型底部框架—抗震墙砌体房屋的研究结果表明，该类型房屋底部框架对过渡层剪力放大作用十分显著。就像柔软物体放在“刚性基础”上一样，在地震作用下，“刚性基础”几乎岿然不动，而过渡层刚度小，“基础”不动而上部动，二者之间产生的相对位移大，导致过渡层剪力增大。因此，底部框架—抗震墙砌体房屋底层剪力墙的设置应与上部砌体结构相协调，剪力墙数量并非布置得越多越好、墙体刚度并非越大越好。

当底部框架—抗震墙砌体房屋不存在特别薄弱的楼层时，其抗震性能较同样层数的多层砌体房屋要好。该类房屋的抗震能力取决于过渡楼层、3层以上砖房和底部两层框架抗震墙的抗震能力及其相匹配程度，即要求各楼层侧移刚度应均匀变化、不发生突变，房屋不存在薄弱楼层。为了提高该类房屋的整体抗震能力，须经合理设计，使房屋的薄弱部位出现在变形和耗能能力较好的底部两层。

在汲取了汶川地震震害经验的基础上，GB 50011—2010建筑抗震设计规范对底部框架—抗震墙砌体房屋在一般规定、计算要点、抗震构造措施方面均有加强，特别是新增了对过渡层墙体构造、底层采用约束小砌块砌体墙及框架柱的规定，在设计时应严格执行。

[1] 刘艳辉，赵世春，黄德云，等.底部框架砖房的震害分析及设计建议[A].纪念汶川地震一周年地震工程与减轻地震灾害研讨会论文集[C].2009：415-419.

[2] 赵品北.底框—抗震墙结构的抗震性能[D].合肥：合肥工业大学硕士学位论文，2006.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部建标[2008]132号文件，地震灾后建筑鉴定与加固技术指南[Z].

[4] 常建兰.平面不规则砌体结构房屋震害情况评估[J].山西建筑，2011，37(33)：37-38.

On analysis of earthquake damage of masonry buildings with bottom double-framed anti-seismic wall

Chang Jianlan

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

According to the earthquake damages at three masonry buildings with bottom double-framed anti-seismic walls of Maoxian County, the paper sums up the seismic features of the bottom-framed houses with upper flexible and lower rigid structures, and points out the allocated number of the bottome-frame anti-seismic walls of houses and their rigidness should be controlled reasonably, so it should adhere to the related GB 50011—2010RegulationforArchitecturalAnti-seismicDesignin practice.

masonry buildings with bottom double-framed anti-seismic wall, upper flexible and lower rigid structures, seismic damage analysis

2015-06-23

常建兰(1977- )，女，工程师

1009-6825(2015)25-0050-02

TU352.11

A