邊菁生 陳 橋 陳開源

(1.四川農(nóng)業(yè)大學土木工程學院，四川都江堰 611830; 2.村鎮(zhèn)建設防災減災四川省高等學校工程研究中心，四川都江堰 611830)

0 引言

近年來，我國頻發(fā)一系列重大地震災害事件。如2008年5月的汶川大地震，2010年4月的玉樹地震等。北京時間2013年4月20日8:02，四川省雅安市蘆山縣境內(北緯30.3°，東經(jīng) 103.0°)發(fā)生7.0級地震，在截至2013年4月25日12時統(tǒng)計顯示，地震已造成雅安18.63萬余間農(nóng)村房屋倒塌，嚴重受損房43萬余間;城鎮(zhèn)住房倒塌6.7萬余間，嚴重受損房8.0萬余間［1］，農(nóng)村房屋的損壞相比于城鎮(zhèn)房屋更加嚴重。本文基于大量現(xiàn)場調查，介紹了本次地震災區(qū)砌體結構常見的主要破壞特征及由此引發(fā)的抗震設計思考。

1 農(nóng)村房屋震害概況

本文主要對雅安市中里鎮(zhèn)的建筑物進行了震害調查。中里鎮(zhèn)雖然不是此次地震的主震區(qū)，但也造成了房屋不同程度受損，倒塌480戶，嚴重受損2 685戶，中度受損1 135戶，輕微受損258戶。在調查中發(fā)現(xiàn)大部分農(nóng)村房屋采用現(xiàn)澆樓板，具有一定的圈梁約束機制，而且本次地震能量有限，并沒有發(fā)現(xiàn)大面積結構整體倒塌的現(xiàn)象。部分砌體結構房屋設置了構造柱，整體破壞程度較輕，而沒有設置構造柱或構造柱布置不合理的砌體結構房屋，多出現(xiàn)墻體交叉裂縫、縱橫墻連接破壞、過長墻肢外閃等嚴重破壞。根據(jù)此次調查結果，砌體結構房屋的主要震害特征如下:

1)農(nóng)村房屋的結構平面布置隨意性大，常出現(xiàn)縱墻設置過少現(xiàn)象，使墻體無法承受平面內水平地震剪力，墻體內產(chǎn)生的主拉應力大于其所能承擔的應力，發(fā)生與水平向成45°剪切破壞，在往復地震作用下形成X形裂縫［2］，如圖1所示。通過調查，本次地震農(nóng)村房屋墻體破壞也多以X形交叉裂縫為主。

圖1 墻體開裂（主要形式為斜裂縫與X形裂縫）

2)大部分的農(nóng)村房屋沒有設置圈梁、構造柱等抗震措施，甚至在一些農(nóng)村房屋的門窗洞口也沒有設置過梁，從而導致縱墻與橫墻及樓蓋間缺乏有效的連接，房屋的整體剛度較低，房屋在平面內就更易發(fā)生剪切破壞，使得房屋整體喪失承載能力，如圖2所示。

3)農(nóng)村房屋因結構豎向設計不規(guī)則而造成的砌體結構破壞也比較普遍。如圖3所示:該房屋的底層設置了構造柱、圈梁等抗震措施，而二層未設置并有懸挑結構，致使房屋上下兩層結構剛度發(fā)生突變，在地震中易產(chǎn)生“鞭梢效應”［3］，加之二層縱橫墻設置不合理，造成在地震中二層的挑檐整體脫落。

圖2 墻體的剪切破壞

圖3 挑梁整體脫落

4)由于樓梯間沒有完整的樓板，樓梯間的墻體平面外約束不足，同時平面剛度較大，則分擔承受的地震作用越大，從而導致樓梯及樓梯間墻體的破壞，見圖4。

圖4 樓梯間的破壞

5)門窗洞口過大或設置不合理，造成門窗間墻寬度較窄，在地震的往復作用下，出現(xiàn)X形裂縫或斜裂縫，如圖5所示。

6)農(nóng)村房屋絕大多數(shù)為自建建筑，質量參差不齊，砌體結構砂漿強度嚴重不足，導致墻體開裂，見圖6。

圖5 門窗間墻的破壞

圖6 門洞口墻肢斜裂縫

2 震害原因分析

通過農(nóng)村房屋的主要震害特征總結，此次地震農(nóng)村砌體結構房屋發(fā)生破壞的原因主要有以下幾個方面［4］:

1)建筑結構平面布置不合理。農(nóng)村房屋常出現(xiàn)承重墻布置不對稱現(xiàn)象，房屋的平面剛度不均勻，致使構件連接處變形突變而產(chǎn)生應力集中，加重震害;

2)結構豎向剛度突變。在很多民居中，都建造有出屋面小屋或樓梯間，這些結構因易產(chǎn)生“鞭梢效應”而造成破壞;

3)未設置圈梁和構造柱;

4)砌筑方法不合理。農(nóng)村當?shù)胤课荽蠖嘤僧數(shù)毓そ郴蛴舌従蛹坝H戚幫助自行建造，施工人員未經(jīng)過相關技術培訓，施工方法和技術得不到保障。調查中發(fā)現(xiàn)，一部分房屋在接頭處留的是直槎，且未設置拉結筋，從而降低了墻體的整體性;

5)施工材料質量問題。磚與砂漿的強度等級低于設計值。

3 結論及建議

通過蘆山地震災區(qū)的調查及震害分析，得到以下結論及建議［5，6］:

1)控制房屋的高度及高寬比。隨著砌體結構房屋高度的增加，房屋的破壞程度加重，倒塌率增加，房屋的高寬比過大，易發(fā)生整體彎曲破壞;

2)采用合理的結構平立面布置。房屋的平面布置應盡可能簡單、對稱、規(guī)則，豎向布置應盡可能均勻、少變化;

3)合理設置構造柱和圈梁。本次地震再次表明設置圈梁和構造柱的砌體結構，抗震能力得到了提高，在地震中表現(xiàn)良好。政府應廣為宣傳和推廣，以幫助農(nóng)村居民提高其自建房的抗震性能;

4)政府部門應將農(nóng)村房屋安全質量保證責任化，使農(nóng)村房屋的施工及材料質量得到保證;

5)有關部門應重視農(nóng)村居民建筑的建設，加大宣傳力度，普及抗震防災知識，并適當對施工隊伍進行必要的培訓。

［1］Cri國際在線.國新辦就四川蘆山7.0級強烈地震災情及救災情況舉行發(fā)布會［EB/OL］.http://gb.cri.cn/news/other/gxb/gxb20130425002.htm.2013-04-25.

［2］于 文，葛學禮，朱立新.四川汶川8.0級地震都江堰周邊村鎮(zhèn)房屋震害分析［J］.工程抗震和加固改造，2008，30(4):45-49.

［3］熊立紅，蘭日清，王玉梅，等.蘆山7.0級強烈地震建筑結構震害調查［J］.地震工程與工程震動，2013，33(4):35-43.

［4］朱伯龍.砌體結構設計原理［M］.上海:同濟大學出版社，1991.

［5］GB 50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范［S］.

［6］施楚賢.砌體結構［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［7］周 勁.既有砌體房屋抗震加固措施［J］.山西建筑，2013，39(1):40-41.