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1、底層框架建筑震害分析蔣唯實胡進勇蔣凱綿陽市建設工程質量監督站621000摘要“5.12”地震中，大量建筑遭受嚴重破壞，給人們的生命和財產安全造成嚴重損 失。本文通過對某縣兩幢底框結構震害了調研，從結構抗震設計、施工質量等方面結合抗震 規范要求分析和研究了底框建筑的震害特征和破壞機理。關鍵詞底層框架建筑 震害 破壞機理1、工程實例一、某小區1#住宅樓 工程概況該工程共5層，首層為框架-短肢剪力墻結構，25層為磚混結構，建筑血積約1397 m2, “5.12”吋內外墻抹灰已完成。本建筑按2002版抗震規范設計，抗震設防烈度為7度，設 計基本地震加速度0. 10g,近震。場地類別為11類。設計文件經2、施工圖審查機構審查合格。 .1：要震害情況該建筑首層的框架短肢剪力墻結構，除局部填充墻（縱墻）有輕微破壞，框架梁、林 未發現有損壞現象，短肢剪力墻基本完好，見圖1。圖1首層-角圖22層縱墻破壞較嚴重處Fig.l The damage of a corner in the 1st floor Fig.2 The longitudinal wall damage in 2nd floor 該建筑二五層的磚混結構，橫墻破壞輕，僅個別墻肢冇輕微裂縫，縱墻一般都存在敢 切破壞的交義裂縫，裂縫寬度較大，破壞嚴重的有倒塌現象，11內縱墻比外縱墻破壞嚴重。 2層、3層橫墻僅個別墻肢有輕微裂縫，4層、5層的橫墻3、基本完好。局部出屋頂縱橫墻均未 發現裂縫。破壞程度H下而上逐漸減輕，從外觀看2層縱墻最大裂縫寬度達7080mm.局 部甚至脫落倒塌；3層縱墻裂縫寬度最人仍達30mm； 4層縱墻仍冇較細微的交叉縫，但主 要存在于衣而抹灰層，抹灰并未脫落；5層縱墻交叉縫已很細小。以上破壞情況見圖2圖 4o 檢測檢驗結來抽檢的部分框架柱、構造柱截面尺寸與原設計一致；采用回彈法抽取首層部分框架林,推泄的構件混凝土強度（20.629.3MPG未達到原設計要求（030）；采用回彈法抽取25圖32層橫墻破壞較嚴重處f MWFig. 3 The damage of cross wall in 2nd floor圖43層縱墻破4、壞較嚴重處Fig. 4 The longitudinal wall damage in 3rd floor層部分構造柱，推定的構件混凝土強度與原設計基木一致；框架柱、構造柱箍筋間距、縱筋 根數與原設計一致，但保護層厚度偏大；檢測時對砌體進行了砂漿強度測試，承重墻體砌筑 砂漿強度與原設計要求相差較大，2層僅為1.31.5MPa,遠低于該層M10所應達到的設計 強度，3層以上各層的砂漿強度也未達到設計要求（M7.5）；建筑物整體變形的檢測結果： 最人頂點位移為20mm,最人傾角為0. 133%。 破壞機理分析木工程砌體砂漿強度的檢測結果表明：砂漿強度嚴重偏低，因此可以判斷該建筑破壞的 主耍原因是淹5、工質量問題。如此低強度的砂漿砌筑的墻體，在強烈的地震作用卜遭到嚴重破 壞是不可避免的。該建筑山于底層剛度相對較大，上部磚混結構嚴重破壞時消耗大量能量，故底層框架破 壞較輕。在2層位置剛度發生較人變化，故破壞程度自2層而上逐漸減輕。至于內縱墻比外縱墻破壞嚴重，原因如下：內縱墻的截而積、剛度大于外縱墻，承 擔的地震作用也相對較人。外縱墻在窗上、窗下出現裂縫，消耗了部分地震能竝，從而保 護了窗間墻。由丁外墻縱墻與內橫墻交接處設有構造柱，使得外墻縱墻的抗剪能力有所提 高同時也抑制了裂縫的開展。另外，橫、縱墻的破壞差界應與地震作用的方向有關。通過詢問當地居民地震吋房屋晃 動的方向，也證實了這一判斷。2工6、程實例二、某底商住宅樓 工程概況該建筑共6層，首層為框架-矩肢剪力墻結構，26層為磚混結構。建筑而積4077. 60 本建筑按89版規范設計，抗震設防烈度為7度，設計基木地震加速度0. 10g,近震，場 地類別為II類，設計文件經施工圖審杳機構審杳合格。 主耍震害情況1層的框架短肢剪力墻結構破壞主要為部分邊框架柱柱頭及根部破壞，混凝土掉落， 鋼筋外露，見圖5,圖6；個別結構角部短肢剪力墻頂部或根部保護層脫落且鋼筋外露，見 圖7、圖8；內外填充墻均有破壞，表面抹灰層大部分脫落，墻體出現斜裂縫，局部破壞嚴重，見圖9；框架梁未發現有破損現象。上部磚混結構破壞較小，基本完好。圖5框架柱柱頭在梁下破壞圖7、6框架柱根部破壞Fig.5 The damage of column capitalFig.6 The damage of column bottom圖7短肢剪力墻頂部破壞圖8短肢剪力墻根部破壞Fig.7 The damage of short-leg shear wall capital Fig.8 The damage of short-leg shear bottom圖9填充墻破壞Fig.9 The damage of filler wall 檢測檢驗結果抽檢的部分框架柱截而尺寸與原設計基木一致；采用冋彈法抽取首層部分框架柱，推定 的構件混凝土強度(24.826.8MPG未達到原設計要求8、(C30)；框架柱、構造柱箍筋間距、 縱筋根數與原設計基本一致，僅個別加密區箍筋間距略人于設計要求，但保護層厚度偏大。 破壞機理分析1)框架及剪力墻破壞該建筑主要的農害都發生在首層，二層及以上的磚混住宅則基本完好。而首層所冇被損 壞的構件基本上都是位于邊角位置的框架柱和短肢剪力墻，這種破壞主要是扭轉效應造成 的。當建筑的剛心與質心不重合或地震波中含冇扭轉分量時，結構在地震作川下就會出現扭 轉，另外加上底層所受剪力較大，此時位于邊角位置的柱或墻就會承擔比其他部位構件更多 的地震作用，從而最先出現破壞。從該建筑的結構平面布證圖看，首層的所有短肢剪力墻是比較均勻地布登在周邊位證 的，結構的抗扭轉剛度9、較好，雖然邊角柱、墻冇破壞現彖，但整個結構抗扭轉能力很強，這 很可能是上部磚混住宅基本沒有遭到破壞的原因之一。2）填充墻的破壞首層的填充墻基本位于建筑平血的外圍，由于邊角部位的短肢剪力墻承擔了大量的地震 剪力，從而使得砌體填充墻破壞程度相比其他純框架結構屮的填充墻要輕微得多。3結論通過對上述兩個底框抗震墻結構的震害調查，可以大致總結其破壞特征及破壞機理如 下： 底層的震害主要集中在梁柱節點及抗震墻處，總體悄況為柱的震害大于梁，柱頂震 害大于柱底，角柱邊柱震害大于內柱。這主要是山于房屋不可避免地要發牛扭轉，角部柱與 剪力墻所受的附加剪力最大，同時受雙向彎矩作用，所受的約束比英他柱小。 底層框架市10、于側移剛度一般較小，地震時水平位移校大，過大的水平位移使結構偏 心加劇，此時豎向荷載使結構產生較大的附加內力，出現PA效應，嚴重時使結構發生倒 塌。而上部磚混部分則一般破壞較輕，主要取決于底層抗震墻所能提供的抗側剛度。 當底層無抗震墻（或抗震墻數量很少）時，磚混底框房屋的震害集中在底層框架（或框架 抗震墻）部分，破壞狀態為抗震墻沿對角線方向發生剪切破壞（出現交叉斜裂縫），框架柱I: 下端產生水平裂縫并局部壓潰,形成柱較機構，個別框架梁兩端岀現豎向裂縫。震害原因主要 是市于結構（剛度）匕強下弱，加Z底層所受地震作用相對較大，造成底層框架（框架一抗震墻） 變形過分集中、位移太大或喪失承載力而破壞，但上部各層位移相對很小；當底層剛度較大 時，其震害現象與多層砌體房屋的震害相似，一般是第二層墻體破壞較嚴重。 施工質量對結構抗震性能至關重要。4建議 對于底部較空曠的建筑，應特別注意加強結構的扭轉剛度和位于邊角部位構件的細部 設計，整體計算時應嚴格遵照規范的相關要求考慮扭轉的影響。 必須加強對施工過程的質量控制，嚴格按要求進行見證取樣送樣檢測，同時加強結構 實體抽測工作。