底层框架建筑震害分析蒋唯实胡进勇蒋凯绵阳市建设工程质量监督站621000［摘要］“5.12”地震中，大量建筑遭受严重破坏，给人们的生命和财产安全造成严重损 失本文通过对某县两幢底框结构震害了调研，从结构抗震设计、施工质量等方面结合抗震 规范要求分析和研究了底框建筑的震害特征和破坏机理［关键词］底层框架建筑 震害 破坏机理K工程实例一、某小区1#住宅楼%1 工稈概况该工程共5层，首层为框架-短肢剪力墙结构，2〜5层为砖混结构，建筑血积约1397 m2, “5.12”时内外墙抹灰已完成本建筑按2002版抗慮规范设计，抗震设防烈度为7度，设 计基木地恭加速度0. 10g,近虎场地类别为II类设计文件经施工图审查机构审查合格1 主要震害情况该建筑首层的框架■短肢剪力墙结构，除局部填充墙（纵墙）有轻微破坏，框架梁、柱 未发现有损坏现彖，短肢剪力墙基本完好，见图1图1 首层一角 图2 2层纵墙破坏较严重处Fig.l The damage of a corner in the 1st floor Fig.2 The longitudinal wall damage in 2nd floor 该建筑二〜五层的砖混结构，横墙破坏轻，仅个别墙肢有轻微裂缝，纵墙一般都存在剪 切破坏的交叉裂缝，裂缝宽度较大，破坏严重的有倒塌现象，且内纵墙比外纵墙破坏严重。
2层、3层横墙仅个别墙肢有轻微裂缝，4层、5层的横墙基木完好局部出屋顶纵横墙均未 发现裂缝破坏稈度H下而上逐渐减轻，从外观看2层纵墙最大裂缝宽度达70〜80mm、局 部菇至脱落倒塌；3层纵墙裂缝宽度最犬仍达30mm； 4层纵墙仍有较细微的交叉缝，但主 要存在于表面抹灰层，抹灰并未脱落；5层纵墙交义缝已很细小以上破坏情况见图2〜图41 检测检验结果抽检的部分框架柱、构造柱截面尺寸与原设计一致；采用冋弹法抽取首层部分框架柱, 推定的构件混凝土强度（20.6〜29.3MPG未达到原设计要求（C30）；采用冋弹法抽取2〜5 Fig. 3 The damage of cross wall in 2nd floor图4 3层纵墙破坏较严重处Fig. 4 The longitudinal wall damage in 3rdfloor层部分构造柱，推定的构件混凝十•强度与原设计基木一致；框架柱、构造柱箍筋间距、纵筋 根数与原设计一致，但保护层厚度偏大；检测时对砌体进行了砂浆强度测试，承重墙体砌筑 砂浆强度与原设计要求相差较大，2层仅为L3〜1.5MPa,远低于该层M10所丿应达到的设计 强度，3层以上备层的砂浆强度也未达到设计要求(M7.5)；建筑物整体变形的检测结果： 最大顶点位移为20mm,最大倾角为0. 133%O%1 破坏机理分析木工程砌体砂浆强度的检测结果表明：砂浆强度严重偏低，因此可以判断该建筑破坏的 主要原因是施工质量问题。
如此低强度的砂浆砌筑的墙体，在强烈的地震作用卞遭到严重破 坏是不可避免的该建筑由于底层刚度相对较大，上部砖混结构严重破坏时消耗大量能量，故底层框架破 坏较轻在2层位置刚度发生较大变化，故破坏程度自2层而上逐渐减轻至于内纵墙比外纵墙破坏严重，原因如下：①内纵墙的截面积、刚度大于外纵墙，承 担的地震作用也相对较大②外纵墙在窗上、窗下出现裂缝，消耗了部分地震能量，从而保 护了窗间墙③由于外墙纵墙与内横墙交接处设有构造柱，使得外墙纵墙的抗剪能力有所提 高同时也抑制了裂缝的开展另外，横、纵墙的破坏差异应与地震作用的方向有关通过询问当地居民地震时房屋晃 动的方向，也证实了这一判断2工程实例二、某底商住宅楼%1 工程概况该建筑共6层,首层为框架-短肢剪力墙结构,2〜6层为砖混结构建筑面积4077. 60 m2o木建筑按89版规范设计，抗震设防烈度为7度，设计基木地震加速度0. 10g,近震，场 地类别为II类，设计文件经施工图审杏机构审杏合格1 主要震害情况1层的框架■短肢剪力墙结构破坏主要为部分边框架柱柱头及根部破坏，混凝土掉落， 钢筋外露，见图5,图6；个别结构角部短肢剪力墙顶部或根部保护层脱落口钢筋外露，见 图7、图&内外填充墙均有破坏，表面抹灰层大部分脱落，墙体出现斜裂缝，局部破坏严 重，见图9；框架梁未发现有破损现象。
上部砖混结构破坏较小，基本完好图5框架柱柱头在梁下破坏 图6 框架柱根部破坏Fig.5 The damage of column capital Fig.6 The damage of column bottom图7短肢剪力墙顶部破坏 图8短肢剪力墙根部破坏Fig.7 The damage of short-leg shear wall capital Fig.8 The damage of short-leg shear bottom图9填充墙破坏Fig.9 The damage of filler wall%1 检测检验结果抽检的部分框架柱截面尺寸与原设计基木一致；采用冋弹法抽取首层部分框架柱，推定 的构件混凝土强度(24.8〜26.8MPG未达到原设计要求(C30)；框架柱、构造柱篩筋间距、 纵筋根数与原设计基木一致，仅个别加密区箍筋间距略大于设计要求，但保护层厚度偏大1 破坏机理分析1)框架及剪力墙破坏该建筑主要的震害都发生在首层，二层及以上的砖混住宅则基本完好而首层所有被损 坏的构件基木上都是位于边角位置的框架柱和短肢剪力墙，这种破坏主要是扭转效应造成 的当建筑的刚心与质心不重合或地震波中含有扭转分量时，结构在地爲作川下就会出现扭 转，另外加上底层所受剪力较大，此时位于边角位置的柱或墙就会承担比其他部位构件更多 的地震作用，从而最先出现破坏。
从该建筑的结构平面布置图看，首层的所有短肢剪力墙是比较均匀地布置在周边位置 的，结构的抗扭转刚度较好，虽然边角柱、墙有破坏现象，但幣个结构抗扭转能力很强，这 很可能是上部砖混住宅基木没有遭到破坏的原因Z-O2）填充墙的破坏首层的填充墙基木位于建筑平血的外I札由于边角部位的短肢剪力墙承担了大量的地爲 剪力，从而使得砌体填充墙破坏稈度相比英他纯框架结构中的填充墙要轻微得多3结论通过对上述两个底框•抗震墙结构的震害调查，可以大致总结其破坏特征及破坏机理如 下：%1 底层的震害主要集中在梁柱节点及抗震墙处，总体情况为柱的慝害大于梁，柱顶震 害大于柱底，和柱边柱震害大于内柱这主要是由于房屋不可避免地要发生扭转，角部柱与 剪力墙所受的附加剪力最大，同时受双向弯矩作用，所受的约朿比其他柱小1 底层框架由于侧移刚度一般较小，地震时水平位移较大，过大的水平位移使结构偏 心加剧，此时竖向荷载使结构产生较大的附加内力，出现P—△效应，严重时使结构发生倒 塌而上部砖混部分则一般破坏较轻，主要取决于底层抗慝墙所能提供的抗侧刚度1 当底层无抗震墙（或抗爲墻数量很少）时，砖混底框房屋的爲害集中在底层框架（或框架 —抗震墙）部分，破坏状态为抗爲墙沿对角线方向发生剪切破坏（出现交叉斜裂缝）,框架柱上 下端产生水平裂缝并局部压溃,形成柱较机构，个别框架梁两端出现竖向裂缝。
慮害原因主要 是由于结构（刚度）上强下弱，加Z底层所受地爲作川相对较大，造成底层框架（框架一抗贯墻） 变形过分集中、位移太大或丧失承载力而破坏，但上部备层位移相对很小；当底层刚度较大 时，其震害现象与多层砌体房屋的農害相似，一般是第二层墙体破坏较严重1 施T质最对结构抗震性能至关重耍4建议%1 对于底部较空旷的建筑，应特别注意加强结构的扭转刚度和位于边角部位构件的细部 设计，整体计算时应严格遵照规范的相关要求考虑扭转的影响1 必须加强对施工过稈的质量控制，严格按要求进行见证取样送样检测，同时加强结构 实体抽测工作。