摘要：2023年12月18日甘肅積石山縣發(fā)生MS6.2地震，地震導(dǎo)致震中附近受災(zāi)嚴(yán)重，尤其以典型民居震害最為普遍和嚴(yán)重，對(duì)于研究典型民居震害機(jī)理具有警示意義。為研究典型民居的震害機(jī)理，通過震后第一時(shí)間的震害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，獲得典型民居破壞的第一手資料。針對(duì)破壞最為普遍的磚木房屋和磚混房屋作出宏觀震害分析，并建立三維有限元數(shù)值模型，分析地震作用下兩類房屋應(yīng)力、應(yīng)變的響應(yīng)特性，揭示典型民居的地震破壞機(jī)理，并給出抗震建議。結(jié)果顯示，地震作用下磚木房屋和磚混房屋主要以墻體破壞為主，在門窗部位及結(jié)構(gòu)連接處均存在應(yīng)力集中或應(yīng)變?cè)龃蟋F(xiàn)象，是造成民居震害的重要原因，加強(qiáng)對(duì)應(yīng)力集中部位的抗震措施是減輕災(zāi)害的重要途徑。研究結(jié)果對(duì)農(nóng)村新建房和地震災(zāi)后重建具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：積石山地震; 民居震害; 破壞特征; 震害機(jī)理; 數(shù)值分析

中圖分類號(hào)： TU312.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)： 1000-0844（2024）04-0759-09

DOI：10.20000/j.1000-0844.20240311001

Characteristics and mechanism of seismic damage

of residential buildings in high-intensity areas

of Jishishan MS6.2 earthquakeYUE Feng DONG Jianhua DONG Pengfei FAN Guotao ZHANG Hu

（1.Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering of Gansu Province，

Lanzhou University of Technology， Lanzhou 730050， Gansu， China;

2. Western Engineering Research Center of Disaster Mitigation in Civil Engineering of Ministry

of Education， Lanzhou University of Technology， Lanzhou 730050， Gansu， China;

3. Lanzhou GongDa Engineering Testing Technology Co.， Ltd.， Lanzhou 730050， Gansu， China）Abstract：

On December 18， 2023， the MS6.2 earthquake in Jishishan County， Gansu Province， resulted in serious disasters near the epicenter， wherein the most extensive and severe damage occurred in typical residential buildings， revealing the importance of warning for studying the earthquake damage mechanism. The first-hand data were investigated immediately after the earthquake to examine the earthquake damage mechanism of typical dwellings. The macroscopic earthquake damage of commonly damaged brick-wood and brick-concrete houses was analyzed. A three-dimensional finite element numerical model was established to reveal the stress-strain response characteristics of the two kinds of houses under earthquake and the earthquake mechanism of typical dwellings. The anti-seismic recommendations were also provided. Results show that， under the action of an earthquake， the damage to brick-wood and brick-concrete houses is mainly concentrated in the walls. The damage to residential buildings is mainly attributed to the increase in stress concentration and strain on doors， windows， and structural connections. Therefore， strengthening earthquake-resistant measures in areas of high stress concentration is crucial to mitigating disasters. The results are beneficial to the construction of new rural houses and post-earthquake reconstruction.

Keywords：Jishishan earthquake; seismic damage of residential buildings; damage characteristics; seismic damage mechanism; numerical analysis

0引言

2023年12月18日甘肅積石山縣發(fā)生了MS6.2地震。國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)委員會(huì)辦公室和應(yīng)急管理部發(fā)布的災(zāi)害損失報(bào)告顯示，本次地震共造成甘肅和青海兩省77.2萬(wàn)人受災(zāi)，150余人死亡，7萬(wàn)間房屋倒塌，9.9萬(wàn)間房屋嚴(yán)重?fù)p壞，25.2萬(wàn)間房屋一般損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失146.12億元［1］。本次地震災(zāi)害引起了國(guó)家和社會(huì)層面的廣泛關(guān)注。

針對(duì)本次地震，應(yīng)急管理部和中國(guó)地震局聯(lián)合發(fā)布了地震烈度圖;王勤彩等［2］研究了地震震源機(jī)制解;左可楨等［3］研究了地震序列精定位;羅艷等［4］研究了地震震源破裂過程;高原等［5］進(jìn)行了地震的深淺變形構(gòu)造分析;王潤(rùn)妍等［6］開展了地震震源機(jī)制及其對(duì)周圍區(qū)域的應(yīng)力影響研究;王蘭民等［7］揭示了地震誘發(fā)大規(guī)模黃土液化流滑的特征;王立朝等［8］提出了同震地質(zhì)災(zāi)害基本特征及風(fēng)險(xiǎn)防控建議;王運(yùn)生等［9］分析了地震震害異常;蔣偉等［10］分析了地震宏觀災(zāi)害特征;王麗麗等［11］分析了震害特征并提出了相關(guān)建議;馮麗妃等［12］指出了本次地震災(zāi)害嚴(yán)重的原因。現(xiàn)有研究針對(duì)民房震害特征仍然偏重于宏觀震害調(diào)查結(jié)果分析之上，對(duì)于地震作用下民房地震響應(yīng)的力學(xué)分析仍然鮮見報(bào)道，對(duì)于揭示民房地震災(zāi)害機(jī)理和指導(dǎo)災(zāi)后重建尚缺乏理論指導(dǎo)。

2013年7月22日鄰近該地區(qū)發(fā)生了岷縣—漳縣MS6.6地震，學(xué)者針對(duì)民居開展了相關(guān)研究：李志強(qiáng)等［13］通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，得出了民居房屋震害特點(diǎn)，認(rèn)為相同烈度下土木結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)破壞比例大，指出了災(zāi)后重建的重點(diǎn);田文通等［14］通過實(shí)地調(diào)查，得出了低烈度區(qū)域民房的震害特征及成因，認(rèn)為地震和降雨耦合致使地基土體強(qiáng)度削弱，是導(dǎo)致房屋震害嚴(yán)重的重要原因;石玉成等［15］進(jìn)行了地震災(zāi)害損失評(píng)估，確定了不同評(píng)估區(qū)各結(jié)構(gòu)類型房屋破壞比等參數(shù)，揭示了房屋破壞特點(diǎn);王蘭民等［16］考察了宏觀地震烈度分布特征，提出了不同烈度區(qū)房屋震害特點(diǎn)及破壞機(jī)制。以上結(jié)論均基于現(xiàn)場(chǎng)考察的震害現(xiàn)象分析了震害特征和機(jī)理，針對(duì)理論計(jì)算的研究仍少見于文獻(xiàn)報(bào)道。對(duì)比這兩次地震，震中區(qū)建筑的結(jié)構(gòu)形式未發(fā)生明顯變化，即墻體承重仍然是該地區(qū)的典型民居結(jié)構(gòu)，主要的改變是磚墻替代夯土墻和土坯墻的數(shù)量上升，此外，新增了墻體承重的磚混結(jié)構(gòu)房屋。因此，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查獲得民居的典型結(jié)構(gòu)及災(zāi)害特征，結(jié)合理論分析最終獲得民居震害機(jī)制，可為災(zāi)后重建提供指導(dǎo)。

地震發(fā)生后，筆者受臨夏州住建局委托，對(duì)震源附近關(guān)家川鎮(zhèn)和石塬鎮(zhèn)進(jìn)行了震后房屋應(yīng)急評(píng)估工作，入戶調(diào)查并獲取了可入住、可修繕、部分拆除、整體拆除等房屋的不同評(píng)級(jí)，得出了房屋的具體結(jié)構(gòu)形式和破壞部位。結(jié)果表明，絕大部分磚木房屋、磚混房屋和土木房屋在此次地震中受損，其中以墻體破壞和縱橫墻交接處開裂破壞為主要震害表現(xiàn)形式，其次為屋蓋的破壞和門窗等附屬系統(tǒng)的破壞。因此，研究磚木房屋和磚混房屋的地震破壞機(jī)理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果為基礎(chǔ)，分析積石山高烈度地區(qū)民居房屋的破壞特征，揭示出典型民居結(jié)構(gòu)宏觀震災(zāi)表現(xiàn)形式;針對(duì)三角形屋蓋的磚木結(jié)構(gòu)和一層平頂磚混結(jié)構(gòu)建立三維有限元計(jì)算模型，分析地震作用下房屋不同部位的應(yīng)力、應(yīng)變響應(yīng)，提出地震應(yīng)力、應(yīng)變集中區(qū)域和抗震薄弱部位;對(duì)比分析震害調(diào)查結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果，提出房屋抗震的相關(guān)建議。研究結(jié)果可為農(nóng)村民居抗震提供實(shí)踐和理論指導(dǎo)。

1地震基本情況

1.1地震基本參數(shù)

2023年12月18日23時(shí)59分甘肅省臨夏州積石山縣發(fā)生MS6.2地震，震源深度10 km，震中位于35.70°N、102.79°E的柳溝鄉(xiāng)。截至2023年12月20日8時(shí)0分，共記錄到余震423次，其中3.0級(jí)及以上余震10次［17］。

1.2地震烈度分布及調(diào)查點(diǎn)位置

積石山地震涉及甘肅省3個(gè)市（州）、9個(gè)縣（市、區(qū)）、88個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道），以及太子山天然林保護(hù)區(qū)和蓋新坪林場(chǎng)。同時(shí)，青海省部分地區(qū)也受到波及，包括2個(gè)市（州）、4個(gè)縣（市）、30個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。地震烈度如圖1所示，最大烈度Ⅷ度，等震線呈NNW走向，長(zhǎng)軸為124 km，短軸為85 km。Ⅷ度區(qū)面積為331 km²，其中異常區(qū)面積為15 km²。Ⅶ度區(qū)面積達(dá)到1 514 km²，Ⅵ度區(qū)面積則為6 519 km²。整個(gè)Ⅵ度區(qū)及以上的面積為8 364 km²，其中甘肅省占5 232 km²，青海省占3 132 km²。具體地震烈度及調(diào)查點(diǎn)如圖1，圖中調(diào)查點(diǎn)位置為三角形標(biāo)注點(diǎn)，烈度信息來(lái)源于應(yīng)急管理部和中國(guó)地震局聯(lián)合發(fā)布的地震烈度圖。

2民居震害應(yīng)急評(píng)估及宏觀震害

2.1民居震害應(yīng)急評(píng)估

震后，筆者對(duì)積石山MS6.2地震Ⅷ度區(qū)進(jìn)行了全面調(diào)查，并選擇了能夠代表該烈度區(qū)地形、地貌及房屋結(jié)構(gòu)的關(guān)家川鄉(xiāng)杓家行政村和石塬鎮(zhèn)茍家行政村進(jìn)行了全入戶應(yīng)急評(píng)估。調(diào)查點(diǎn)杓家村和茍家村分別距拉脊山北緣發(fā)震斷裂約8 km和13 km，距宏觀震中分別約4 km 和6 km，距微觀震中分別約10 km和7 km，并且位于Ⅵ度區(qū)及以上區(qū)域地理幾何中心附近位置。其中，杓家行政村包括劉家社、張家社、杓下社、白崖社、杓上社、侯溝家社、邢下社、鄧家社、侯家山社、前陽(yáng)屲社、吳家山社及邢上社等12個(gè)自然村;茍家行政村村包括石家灣社2社、石家灣社3社、石家灣社4社、下紅社及石家灣社等5個(gè)自然村。具體位置如圖2。由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和圖2可知，2個(gè)行政村具體自然村分布分散，涵蓋了震中附近黃河峽谷區(qū)地貌中溝谷、山腰、山頂?shù)葓?chǎng)地條件，因此，所選擇調(diào)查點(diǎn)能夠代表地震Ⅷ度區(qū)的地貌特征和場(chǎng)地條件。

評(píng)估內(nèi)容主要包括房屋整體評(píng)級(jí)、結(jié)構(gòu)型式分類、破壞部位描述等。其中整體評(píng)級(jí)包括可入住、可修繕、部分拆除、整體拆除等4級(jí);結(jié)構(gòu)型式分類包括土木、磚木、磚混等;破壞部位描述主要包括墻體、縱橫墻交界處、屋蓋、門窗等附屬系統(tǒng)等。本次調(diào)查共入戶484戶，其中關(guān)家川鄉(xiāng)386戶，石塬鎮(zhèn)98戶。統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表1～3。

表1代表了調(diào)查中民居房屋的主要結(jié)構(gòu)類型及數(shù)量，其中土木結(jié)構(gòu)主要為墻體承重，墻體為夯土墻和土坯墻結(jié)合構(gòu)成，屋頂多為三角形木結(jié)構(gòu)，重量由房梁傳遞至墻體承重;磚混結(jié)構(gòu)類似于土木結(jié)構(gòu)，不同之處為墻體由磚砌體構(gòu)成;磚混結(jié)構(gòu)的墻體為磚墻，屋頂有鋼筋混凝土澆筑的平頂;混合結(jié)構(gòu)的墻體由磚砌體墻、夯土墻、土坯墻等構(gòu)成，屋頂與土木結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)相同。由表1可知，關(guān)家川鄉(xiāng)磚混結(jié)構(gòu)占59%，磚木結(jié)構(gòu)占22%，土木結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)占19%;石塬鎮(zhèn)土木結(jié)構(gòu)占52%，磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)占40%，混合結(jié)構(gòu)占8%。房屋結(jié)構(gòu)類型統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，磚（土）木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)基本達(dá)到了90%以上，因此，研究此類結(jié)構(gòu)形式民房的震害特征和機(jī)理具有代表性。

根據(jù)《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)（GB 50292—2015）》 ［18］，將房屋定義為A、B、C、D類4個(gè)評(píng)級(jí)，依次對(duì)應(yīng)為可入住、可修繕、部分拆除和整體拆除。表2代表了調(diào)查區(qū)房屋不同評(píng)級(jí)的應(yīng)急評(píng)估信息。由表2可知，關(guān)家川鄉(xiāng)民居整體拆除和部分拆除占比達(dá)到74%，可入住房屋為23%，可修繕房屋僅占3%;石塬鎮(zhèn)民居整體拆除和部分拆除占比達(dá)到96%，可入住房屋僅為4%，不存在可修繕房屋。以上結(jié)果表明，此次地震中可修復(fù)房屋占比在3%以下，說明當(dāng)?shù)胤课蓓g性不足，抗震不利；再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果，認(rèn)為調(diào)查區(qū)房屋主要為墻體承重，房屋結(jié)構(gòu)體系不完整，一旦墻體破壞存在無(wú)法修繕的問題。

針對(duì)房屋震害的主要構(gòu)件為墻體，有必要對(duì)調(diào)查區(qū)墻體破壞進(jìn)行分析，表3代表調(diào)查區(qū)墻體破壞的描述結(jié)果。由表3可知，關(guān)家川鄉(xiāng)墻體完好僅占2%，輕微開裂27%，嚴(yán)重開裂和倒塌占71%;石塬鎮(zhèn)無(wú)墻體完好，輕微開裂為6%，嚴(yán)重開裂為62%，倒塌更是達(dá)到了32%。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)考察結(jié)果認(rèn)為，2個(gè)調(diào)查區(qū)災(zāi)害差異的主要原因?yàn)槭?zhèn)土木結(jié)構(gòu)房屋占比較高，致使其倒塌更為嚴(yán)重。

2.2宏觀震害分析

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，調(diào)查區(qū)民居主要形式為土木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和土磚木混合結(jié)構(gòu)，其共同特點(diǎn)為墻體直接承重屋頂，不同之處主要在于磚混房屋屋頂為鋼筋混凝土澆筑平頂屋頂，其他三種結(jié)構(gòu)多見于三角形木屋架。房屋的破壞主要見于承重墻體破壞，加之結(jié)構(gòu)體系不完整（抗震構(gòu)造缺失），進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)房屋倒塌和無(wú)法修繕。墻體破壞類型主要分為3種：（1）受地震剪切作用的墻體呈現(xiàn)出X型貫通裂隙，這種破壞不至于導(dǎo)致房屋坍塌，但作為承重墻體存在無(wú)法修繕恢復(fù)的問題（圖3）;（2）受地震慣性力作用的墻體出現(xiàn)斷裂和錯(cuò)位，這種破壞主要存在于地震應(yīng)力集中區(qū)域和門窗附近薄弱部位，情況嚴(yán)重時(shí)墻體斷裂倒塌，導(dǎo)致房屋整體倒塌，其次為墻體斷裂和錯(cuò)位，在余震作用下仍然存在倒塌可能，存在極大的安全隱患，且無(wú)法繼續(xù)使用和修繕（圖4）;（3）受地震力方向不同造成橫縱墻體連接處的開裂，嚴(yán)重者存在邊墻外閃，雖不會(huì)造成房屋整體倒塌，但已無(wú)法入住和修繕（圖5）。

圖3為在地震剪切力作用下磚混房屋墻體出現(xiàn)X型貫通裂縫破壞現(xiàn)象。由于該類型房屋普遍存在結(jié)構(gòu)體系不完整，即存在上、下圈梁和構(gòu)造柱缺失情況。如該房屋雖有上圈梁但無(wú)構(gòu)造柱與之連接，實(shí)質(zhì)上為墻體完全承重結(jié)構(gòu)，當(dāng)墻體產(chǎn)生貫通裂縫時(shí)，雖不至于導(dǎo)致房屋倒塌，但該房屋仍然無(wú)法入住和修繕，其抗震韌性較差。

圖4為磚混房屋和磚木房屋在地震慣性力作用下，墻體鄰近門窗薄弱部位產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致墻體錯(cuò)位和斷裂。此類房屋門窗附近均為磚柱而非鋼筋混凝土構(gòu)造柱，地震作用下因強(qiáng)度不足導(dǎo)致墻體嚴(yán)重破壞，極易發(fā)生房屋整體倒塌，加之破壞墻體為承重墻，導(dǎo)致房屋無(wú)法入住和修繕。因此，在房屋建造時(shí)盡量避免采用大門、大窗，并加強(qiáng)墻體強(qiáng)度，是減輕此類災(zāi)害的重要途徑。

圖5為地震力作用下墻體連接處的破壞特征。由于地震方向的不同，加之墻體之間連接不足，使得橫、縱墻體的受力和變形不協(xié)同，導(dǎo)致墻體傾倒，嚴(yán)重者會(huì)造成房屋整體或部分倒塌，使得房屋整體不可入住和修繕。因此，加強(qiáng)墻體之間的有效連接和結(jié)構(gòu)的完整性是減輕災(zāi)害的關(guān)鍵所在。

3典型房屋結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)數(shù)值分析

為了揭示地震作用下民房動(dòng)力響應(yīng)，明晰民房不同部位應(yīng)力、應(yīng)變的變化規(guī)律，本文基于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，以震害普遍的磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，建立有限元力學(xué)分析計(jì)算模型，最終得出典型房屋結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)結(jié)果。

3.1有限元模型的建立

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的房屋結(jié)構(gòu)和幾何尺寸，利用有限元軟件ABAQUS建立了三角形屋頂墻體承重的磚木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土澆筑平頂墻體承重的磚混房屋（均未加抗震構(gòu)造）三維有限元?jiǎng)恿?shù)值計(jì)算模型，有限元網(wǎng)格劃分如圖6所示。房屋模型幾何尺寸取進(jìn)深為3 m，高為3 m，寬為5 m;窗戶的長(zhǎng)寬均為1 m;門寬為1 m，高為2 m;三角形屋頂高為1.5 m，房檐外伸0.2 m。采用整體式建模，其優(yōu)點(diǎn)是不考慮砌塊與砂漿之間的相互作用，把砌體作為均質(zhì)化的整體來(lái)研究，計(jì)算量較少，適用于分析大體量的結(jié)構(gòu)整體分析。為便于計(jì)算，不同部件均可采用彈性本構(gòu)模型，模型底部豎向固定，水平向施加地震波時(shí)程曲線，三維模型不同部件均采用實(shí)體單元?jiǎng)澐帧２捎糜邢拊浖詭У膭?dòng)力計(jì)算模塊中的隱式積分算法Dynamic（Implicit）進(jìn)行動(dòng)力分析。考慮到現(xiàn)場(chǎng)材料參差不齊，計(jì)算時(shí)材料參數(shù)取常規(guī)磚墻和預(yù)制混凝土基本參數(shù)，時(shí)間間隔為0.01 s，總時(shí)長(zhǎng)為47.5 s。本文選取的砌塊強(qiáng)度等級(jí)為MU10，砂漿的強(qiáng)度等級(jí)為MU2.5。相應(yīng)的磚砌體墻體密度為1 900 kg/m3，墻體彈性模量為1.76×109 Pa，泊松比0.24。木材順紋和切向彈性模量分別為9×109 Pa和4.5×108 Pa。

地震波選取GS.JSNGJ臺(tái)對(duì)積石山6.2級(jí)地震的NS向加速度記錄波形數(shù)據(jù)作為輸入波。地震波時(shí)程曲線見圖7。

3.2計(jì)算結(jié)果分析

通過以上數(shù)值模型建立和地震波輸入，計(jì)算得到了地震持續(xù)至峰值加速度時(shí)磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)房屋不同部位的應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算結(jié)果。

（1） 磚木結(jié)構(gòu)

地震作用下磚木結(jié)構(gòu)房屋不同部位應(yīng)力、應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果分別如圖8、圖9所示。

圖8為在地震作用下房屋正立面和側(cè)立面應(yīng)力分布云圖。由圖8可知，地震作用下房屋正立面靠近門窗部位具有明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，在應(yīng)力分界線附近容易產(chǎn)生破壞;房屋側(cè)立面在橫縱墻體連接處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，這可以解釋前文門窗部位和墻體連接處破壞嚴(yán)重的宏觀震害現(xiàn)象。

圖9為在地震作用下磚木房屋不同部位應(yīng)變響應(yīng)云圖。由圖9可知，地震作用下房屋不同部位應(yīng)變的分布與應(yīng)力具有相似特征，即在房屋門窗附近應(yīng)變量值最大，屬于異常區(qū)域，另外在橫縱墻體連接部位也存在應(yīng)變較大的異常區(qū)域，與前文房屋宏觀震害嚴(yán)重部位基本吻合。

（2） 磚混結(jié)構(gòu)

圖10為在地震作用下磚混結(jié)構(gòu)房屋正立面和側(cè)立面應(yīng)力分布云圖。由圖10可知，在地震作用下磚混房屋靠近門窗部位存在明顯應(yīng)力集中現(xiàn)象，在橫縱墻體連接部位也出現(xiàn)了不同程度的應(yīng)力集中現(xiàn)象，與磚木結(jié)構(gòu)房屋具有相似的特點(diǎn)，也與前文對(duì)房屋宏觀震害部位的分析結(jié)果相吻合。

圖11為在地震作用下磚混結(jié)構(gòu)房屋正立面和側(cè)立面應(yīng)變響應(yīng)云圖。由圖可知，地震作用下磚混房屋正立面靠近門窗部位應(yīng)變最大;其次，在側(cè)立面墻體連接處應(yīng)變亦相對(duì)較大，與應(yīng)力集中部位相對(duì)應(yīng)，同時(shí)也與宏觀震害部位基本一致。磚木與磚混結(jié)構(gòu)房屋后墻處應(yīng)變雖表現(xiàn)出左右不對(duì)稱現(xiàn)象，但在量值上相差甚微，不至于影響數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性。

通過以上分析認(rèn)為，地震作用下磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)房屋在靠近門窗部位應(yīng)力集中現(xiàn)象最為明顯，相應(yīng)應(yīng)變也最大;其次，在橫縱墻體連接部位也出現(xiàn)了應(yīng)力集中＼，應(yīng)變量值也較大現(xiàn)象，有效印證了現(xiàn)場(chǎng)房屋宏觀震害調(diào)查結(jié)果，即在門窗部位發(fā)生墻體錯(cuò)動(dòng)斷裂以及墻體連接處開裂傾倒現(xiàn)象。實(shí)質(zhì)上，土木房屋結(jié)構(gòu)和混合（土磚木）結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)與以上兩類房屋具有相似的地震力學(xué)響應(yīng)，主要差異在于墻體的材料強(qiáng)度參數(shù)不同，因此，考慮房屋門窗附近部位墻體的強(qiáng)度以及橫縱墻體的連接，增強(qiáng)房屋整體結(jié)構(gòu)是減輕地震災(zāi)害的重要途徑。在設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮采用抗震構(gòu)造，增加房屋上、下圈梁和構(gòu)造柱，一方面可增強(qiáng)薄弱部位的抗震能力，另一方面可使得房屋整體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，即使墻體發(fā)生震害也可進(jìn)行修繕，節(jié)約房屋災(zāi)后恢復(fù)成本，是提高房屋抗震韌性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本文研究主要以墻體承重民居房屋結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)于木構(gòu)架承重、混合承重（墻體和簡(jiǎn)單木構(gòu)架共同承重）以及其他承重結(jié)構(gòu)房屋未做具體分析。因此，研究結(jié)果的應(yīng)用范圍不受地域限制，僅與房屋結(jié)構(gòu)有關(guān)。

4結(jié)論

（1） 通過對(duì)地震災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)抽樣點(diǎn)全入戶調(diào)查，統(tǒng)計(jì)得出了高烈度區(qū)調(diào)查點(diǎn)災(zāi)害評(píng)估結(jié)果。房屋類型中磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)占比達(dá)到80%以上，關(guān)家川鄉(xiāng)整體拆除和部分拆除占比達(dá)到74%，石塬鎮(zhèn)為96%，房屋無(wú)法修繕和居住原因主要為承重墻體破壞導(dǎo)致。

（2） 墻體地震宏觀破壞主要分為三種類型：其一，受地震剪切作用的墻體呈現(xiàn)出X型貫通裂隙;其二，受地震慣性力作用，靠近門窗部位出現(xiàn)墻體斷裂和錯(cuò)位;其三，受地震力方向不同造成橫縱墻體連接處的開裂，嚴(yán)重者存在墻體傾倒。

（3） 三維有限元數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，在地震作用下磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)房屋在靠近門窗部位應(yīng)力和應(yīng)變幅值最大;其次，在橫縱墻體連接部位也出現(xiàn)了應(yīng)力和應(yīng)變幅值增大現(xiàn)象，與震后現(xiàn)場(chǎng)宏觀震害調(diào)查結(jié)果中的房屋破壞部位相一致。

（4） 加強(qiáng)房屋門窗附近部位墻體的強(qiáng)度以及橫縱墻體間的連接，增強(qiáng)房屋整體結(jié)構(gòu)是減輕地震災(zāi)害的重要途徑。在設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮采用抗震構(gòu)造，增加房屋上、下圈梁和構(gòu)造柱，這是提高房屋抗震韌性的關(guān)鍵。參考文獻(xiàn)（References）

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（本文編輯：張向紅）