摘要：四川汶川地震，引發(fā)的大量磚混結(jié)構(gòu)建筑倒塌，引起人們對該類建筑抗震性能的質(zhì)疑，其實在前期設(shè)計中合理的建筑布局、結(jié)構(gòu)選型，能有效地避免大震倒塌的嚴重事件，保障人民的生命安全。本文就在這次地震后參與都江堰市震害建筑危險性排查的案例對此類建筑的抗震缺陷進行分析。

　　關(guān)鍵詞：建筑工程 磚混結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計 安全分析

　　四川汶川5.12大地震，是繼1976年唐山大地震后中國損失最為慘重的一次災(zāi)難，該次地震傷亡總數(shù)的90%以上是由學校、住宅等建筑不抗震垮塌造成的，而且多數(shù)是我國當前國情條件下采用的量大面廣的砌體結(jié)構(gòu)建筑。因此積極發(fā)展和推廣抗震建筑，對于我國抵御自然災(zāi)害、保障人民生命財產(chǎn)的安全具有深遠的意義，建筑物抗震設(shè)計工作已經(jīng)成為保證國民經(jīng)濟健康發(fā)展的重要組成部分。

　　根據(jù)筆者經(jīng)歷的5.12地震后到四川都江堰市對地震破壞房屋進行危房排查和安全鑒定的案例，結(jié)合我國國情實際，就城鎮(zhèn)建設(shè)中采用較多的磚混結(jié)構(gòu)和底框-磚混結(jié)構(gòu)建筑，在這次地震中存在的問題進行分析，并從抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)選型進行分析和提出相應(yīng)的對策，以增強建筑物的抗震能力。

　　1 建筑設(shè)計平面布置的規(guī)則性

　　1.1 按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》3.4.2 建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性。從查勘的數(shù)幢六層磚混結(jié)構(gòu)的住宅樓震害程度分析，雖然都按7度抗震設(shè)防設(shè)計，房屋套內(nèi)平面布局相同，但組合成條式的樓房明顯比呈階梯式平面和凹字型的房屋墻體裂縫少，震害輕(圖一)。

　　參考相關(guān)資料，還有“L”、“U”和“Z”字型的平面布局房屋，都不利于抗震。

　　1.2據(jù)當?shù)厥艿卣鹩绊憮p壞房屋的初步統(tǒng)計，同樣是磚混結(jié)構(gòu)的住宅，60～70年代的建筑受損程度明顯低于1990年前后興建的房屋，正好與大家預(yù)計的情況相反。實際上除了建筑質(zhì)量的因素外，房屋的室內(nèi)布局對建筑抗震能力影響也是非常重要的。

　　從筆者查勘的都江堰市某廠的職工住宅情況分析，同樣采用磚混結(jié)構(gòu)，樓、屋面均為預(yù)制混凝土板。60～70年代的建筑多為小開間，房屋平面規(guī)整，除布置在廚房的生活陽臺，其它房間均沒有陽臺，外墻平直。地震后這類房屋除局部客廳窗下墻有“X”型裂縫外，其余墻體裂縫很少。

　　而查勘了相同小區(qū)的一幢1997年建的住宅樓，客廳面積約30㎡，主臥和次臥均有懸挑陽臺，房屋八條橫墻僅有三條是前后拉通，地震后對應(yīng)一～三層的客廳與臥室的隔墻、客廳窗下墻出現(xiàn)嚴重開裂現(xiàn)象，最大裂縫超過10mm。

　　2 建筑設(shè)計立面和豎向剖面的規(guī)則性

　　2.1 建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。由于這次地震時產(chǎn)生的豎向震動較大，導(dǎo)致底層磚墻和磚柱局部錯位、砌體酥化，承載力降低和喪失，特別表現(xiàn)在有錯層的樓房，其錯層部位正是結(jié)構(gòu)的薄弱部位，如缺少有效的抗震構(gòu)造措施，墻體和梁板極易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

　　2.2 立面不規(guī)則的建筑還出現(xiàn)在臨街底框房屋損壞。而有塔樓的建筑，因為水平地震力產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)，使得塔樓水平位移大且水平剪力劇增，破壞更為嚴重(圖三)。

　　底框裙房建筑的破壞主要表現(xiàn)在高低層接口處，有的是連體處出現(xiàn)梁板開裂，有的是設(shè)置施工縫和抗震縫寬度不足，地震的水平震動使相聯(lián)的房屋墻體擠壓或相撞，造成梁柱和墻體開裂。

　　2.3 對開發(fā)商大力推出的頂層復(fù)式樓和所謂的高空間住宅，實際上也是一種建筑豎向布置不規(guī)則，并不利于建筑的抗震。裙房建筑和有塔樓的建筑。

　　3 結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項要求

　　3.1 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》明確說明，抗震設(shè)計應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，近二十年來城市中的臨街底框建筑日益普及，盡管《規(guī)范》對底框-磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震等級和建筑形式做了嚴格的規(guī)定，但還是存在超限問題。從查勘的臨街建筑看，有二層底框、層高超過4.5m的，也有總高度超過7度抗震設(shè)防的上限22m的。

　　3.2 磚混結(jié)構(gòu)中豎向承重主要是磚墻砌體，或是底商的框架結(jié)構(gòu)。由于經(jīng)濟條件和當?shù)亟ㄖ牧系南拗疲冀呤羞€大量采用預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)，即使大于4.8的開間客廳也是如此，多數(shù)坍塌的房屋也系預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)建筑。在高烈度區(qū)采用預(yù)制板結(jié)構(gòu)，水平地震力造成房屋擺動，極易出現(xiàn)預(yù)制板搭接錯動失穩(wěn)現(xiàn)象，而一間預(yù)制板的坍塌往往發(fā)生連鎖反應(yīng)殃及相鄰房間和對應(yīng)的樓層。

　　4 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

　　4.1 在設(shè)計中常采用屋面女兒墻、屋頂?shù)臉?gòu)筑物等造型來豐富和美化立面，但常常忽略其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、地震力的影響，包括風荷載的影響，也是立面的不對稱。這次地震中因構(gòu)筑物坍塌也砸傷了不少疏散中的人員。

　　4.2 外廊建筑的外廊預(yù)制混凝土欄桿墜落將懸掛的外側(cè)聯(lián)系梁拉壞和拉脫，嚴重時會引起該處的預(yù)制板脫落。

　　4.3 發(fā)現(xiàn)部分外挑陽臺和雨篷折斷的破壞情況。

　　5 對策和建議

　　從這次地震區(qū)在磚混結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)的損壞現(xiàn)象，暴露出在多震區(qū)和高烈度設(shè)防區(qū)采用磚混結(jié)構(gòu)建筑的缺陷。如何加強房屋的抗震性能，降低地震后的房屋損壞程度，保障人民生命財產(chǎn)安全，筆者從前期設(shè)計中合理的建筑布局、結(jié)構(gòu)選型方面提出下列對策，供大家參考。

　　5.1 房屋平面布置，在規(guī)劃中因地形情況先于建筑單體設(shè)計。所以應(yīng)從規(guī)劃階段入手，合理布局、調(diào)整，盡量避免和減少平面布置的不規(guī)則。

　　5.2因場地和建筑功能限制，需做成不規(guī)則平面布局的，在單體設(shè)計中，嚴格按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》設(shè)計、施工，特別注意底框-磚混結(jié)構(gòu)建筑，建筑高度不應(yīng)超限。對于臨街的底框建筑，建議增加地下室層，因地下室作為嵌固層有很好的抗震作用。

　　5.3 高低錯落的建筑雖能豐富建筑的立面，但由于立面的不規(guī)則性，降低建筑的抗震等級，故應(yīng)盡量避免采用磚混結(jié)構(gòu)承重形式，而用框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)。

　　5.4 隨著人們經(jīng)濟條件的改善和需要，磚混結(jié)構(gòu)中的復(fù)式樓、高層高和躍層式建筑增多，大開間、大空間房屋也不斷增多，在抗震設(shè)計中，應(yīng)適當提高大開間房間的抗震設(shè)防標準。由于商品混凝土的普及，應(yīng)多采用現(xiàn)澆混凝土梁板結(jié)構(gòu)，在高地震烈度區(qū)應(yīng)取消預(yù)制混凝土樓板。

　　5.5在高地震烈度區(qū)，設(shè)計中應(yīng)減少懸挑陽臺的布置，建議作出內(nèi)陽臺形式，陽臺外端轉(zhuǎn)角處采用混凝土柱加強其剛度。要加強裝修管理，嚴禁拆除陽臺與房間、陽臺與客廳的隔墻。

　　5.6 塔樓及屋面構(gòu)筑物

　　做為特殊用途的建筑，需設(shè)置相應(yīng)的塔樓。在多地震區(qū)和高設(shè)防烈度區(qū)，不宜再采用磚混結(jié)構(gòu)形式，而應(yīng)直接采用框架結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)形式，以提高其抗震性。

　　建議采用傳力線路簡單、明晰的屋面構(gòu)筑物形式，使用弧形、三角形等產(chǎn)生水平荷載的形式，忌用頭重腳輕、容易失穩(wěn)的造型。

　　5.7 對學校、醫(yī)院和部分公共建筑，宜適當提高其抗震設(shè)防標準，如定為乙類建筑設(shè)防標準，采用非磚混結(jié)構(gòu)形式，對于重要改建還要提高抗震安全等級。

　　6 小結(jié)

　　事實上地震的預(yù)報和預(yù)測，人類目前還沒有完全掌握，不能排除發(fā)生超過當?shù)卦O(shè)防裂度地震的可能性。長期以來， 由于經(jīng)濟因素和粘土磚本身的優(yōu)點，我國大多數(shù)城鎮(zhèn)住宅結(jié)構(gòu)形式仍然是以磚混結(jié)構(gòu)為主。但磚混結(jié)構(gòu)抗震性能差，在高烈度地區(qū)的應(yīng)用受到很多限制。但在非地震區(qū)和低烈度區(qū)，只要在前期設(shè)計中合理的建筑布局、結(jié)構(gòu)選型，能有效的避免大震倒塌的嚴重事件，保障人民的生命安全。(End)