砖混结构建筑抗震设计的缺陷和对策

　　摘要：四川汶川地震，引发的大量砖混结构建筑倒塌，引起人们对该类建筑抗震性能的质疑，其实在前期设计中合理的建筑布局、结构选型，能有效地避免大震倒塌的严重事件，保障人民的生命安全。本文就在这次地震后参与都江堰市震害建筑危险性排查的案例对此类建筑的抗震缺陷进行分析。

　　关键词：建筑工程 砖混结构 抗震设计 安全分析

　　四川汶川5.12大地震，是继1976年唐山大地震后中国损失最为惨重的一次灾难，该次地震伤亡总数的90%以上是由学校、住宅等建筑不抗震垮塌造成的，而且多数是我国当前国情条件下采用的量大面广的砌体结构建筑。因此积极发展和推广抗震建筑，对于我国抵御自然灾害、保障人民生命财产的安全具有深远的意义，建筑物抗震设计工作已经成为保证国民经济健康发展的重要组成部分。

　　根据笔者经历的5.12地震后到四川都江堰市对地震破坏房屋进行危房排查和安全鉴定的案例，结合我国国情实际，就城镇建设中采用较多的砖混结构和底框-砖混结构建筑，在这次地震中存在的问题进行分析，并从抗震设计结构选型进行分析和提出相应的对策，以增强建筑物的抗震能力。

　　1 建筑设计平面布置的规则性

　　1.1 按《建筑抗震设计规范》3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性。从查勘的数幢六层砖混结构的住宅楼震害程度分析，虽然都按7度抗震设防设计，房屋套内平面布局相同，但组合成条式的楼房明显比呈阶梯式平面和凹字型的房屋墙体裂缝少，震害轻(图一)。

　　参考相关资料，还有“L”、“U”和“Z”字型的平面布局房屋，都不利于抗震。

　　1.2据当地受地震影响损坏房屋的初步统计，同样是砖混结构的住宅，60～70年代的建筑受损程度明显低于1990年前后兴建的房屋，正好与大家预计的情况相反。实际上除了建筑质量的因素外，房屋的室内布局对建筑抗震能力影响也是非常重要的。

　　从笔者查勘的都江堰市某厂的职工住宅情况分析，同样采用砖混结构，楼、屋面均为预制混凝土板。60～70年代的建筑多为小开间，房屋平面规整，除布置在厨房的生活阳台，其它房间均没有阳台，外墙平直。地震后这类房屋除局部客厅窗下墙有“X”型裂缝外，其余墙体裂缝很少。

　　而查勘了相同小区的一幢1997年建的住宅楼，客厅面积约30㎡，主卧和次卧均有悬挑阳台，房屋八条横墙仅有三条是前后拉通，地震后对应一～三层的客厅与卧室的隔墙、客厅窗下墙出现严重开裂现象，最大裂缝超过10mm。

　　2 建筑设计立面和竖向剖面的规则性

　　2.1 建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。由于这次地震时产生的竖向震动较大，导致底层砖墙和砖柱局部错位、砌体酥化，承载力降低和丧失，特别表现在有错层的楼房，其错层部位正是结构的薄弱部位，如缺少有效的抗震构造措施，墙体和梁板极易出现开裂现象。

　　2.2 立面不规则的建筑还出现在临街底框房屋损坏。而有塔楼的建筑，因为水平地震力产生的鞭梢效应，使得塔楼水平位移大且水平剪力剧增，破坏更为严重(图三)。

　　底框裙房建筑的破坏主要表现在高低层接口处，有的是连体处出现梁板开裂，有的是设置施工缝和抗震缝宽度不足，地震的水平震动使相联的房屋墙体挤压或相撞，造成梁柱和墙体开裂。

　　2.3 对开发商大力推出的顶层复式楼和所谓的高空间住宅，实际上也是一种建筑竖向布置不规则，并不利于建筑的抗震。裙房建筑和有塔楼的建筑。

　　3 结构体系应符合下列各项要求

　　3.1 《建筑抗震设计规范》明确说明，抗震设计应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。

　　随着经济的发展，近二十年来城市中的临街底框建筑日益普及，尽管《规范》对底框-砖混结构房屋的抗震等级和建筑形式做了严格的规定，但还是存在超限问题。从查勘的临街建筑看，有二层底框、层高超过4.5m的，也有总高度超过7度抗震设防的上限22m的。

　　3.2 砖混结构中竖向承重主要是砖墙砌体，或是底商的框架结构。由于经济条件和当地建筑材料的限制，都江堰市还大量采用预制楼板结构，即使大于4.8的开间客厅也是如此，多数坍塌的房屋也系预制楼板结构建筑。在高烈度区采用预制板结构，水平地震力造成房屋摆动，极易出现预制板搭接错动失稳现象，而一间预制板的坍塌往往发生连锁反应殃及相邻房间和对应的楼层。

　　4 非结构构件

　　4.1 在设计中常采用屋面女儿墙、屋顶的构筑物等造型来丰富和美化立面，但常常忽略其结构的稳定性、地震力的影响，包括风荷载的影响，也是立面的不对称。这次地震中因构筑物坍塌也砸伤了不少疏散中的人员。

　　4.2 外廊建筑的外廊预制混凝土栏杆坠落将悬挂的外侧联系梁拉坏和拉脱，严重时会引起该处的预制板脱落。

　　4.3 发现部分外挑阳台和雨篷折断的破坏情况。

　　5 对策和建议

　　从这次地震区在砖混结构建筑出现的损坏现象，暴露出在多震区和高烈度设防区采用砖混结构建筑的缺陷。如何加强房屋的抗震性能，降低地震后的房屋损坏程度，保障人民生命财产安全，笔者从前期设计中合理的建筑布局、结构选型方面提出下列对策，供大家参考。

　　5.1 房屋平面布置，在规划中因地形情况先于建筑单体设计。所以应从规划阶段入手，合理布局、调整，尽量避免和减少平面布置的不规则。

　　5.2因场地和建筑功能限制，需做成不规则平面布局的，在单体设计中，严格按《建筑抗震设计规范》设计、施工，特别注意底框-砖混结构建筑，建筑高度不应超限。对于临街的底框建筑，建议增加地下室层，因地下室作为嵌固层有很好的抗震作用。

　　5.3 高低错落的建筑虽能丰富建筑的立面，但由于立面的不规则性，降低建筑的抗震等级，故应尽量避免采用砖混结构承重形式，而用框架结构、框剪结构。

　　5.4 随着人们经济条件的改善和需要，砖混结构中的复式楼、高层高和跃层式建筑增多，大开间、大空间房屋也不断增多，在抗震设计中，应适当提高大开间房间的抗震设防标准。由于商品混凝土的普及，应多采用现浇混凝土梁板结构，在高地震烈度区应取消预制混凝土楼板。

　　5.5在高地震烈度区，设计中应减少悬挑阳台的布置，建议作出内阳台形式，阳台外端转角处采用混凝土柱加强其刚度。要加强装修管理，严禁拆除阳台与房间、阳台与客厅的隔墙。

　　5.6 塔楼及屋面构筑物

　　做为特殊用途的建筑，需设置相应的塔楼。在多地震区和高设防烈度区，不宜再采用砖混结构形式，而应直接采用框架结构或框剪结构形式，以提高其抗震性。

　　建议采用传力线路简单、明晰的屋面构筑物形式，使用弧形、三角形等产生水平荷载的形式，忌用头重脚轻、容易失稳的造型。

　　5.7 对学校、医院和部分公共建筑，宜适当提高其抗震设防标准，如定为乙类建筑设防标准，采用非砖混结构形式，对于重要改建还要提高抗震安全等级。

　　6 小结

　　事实上地震的预报和预测，人类目前还没有完全掌握，不能排除发生超过当地设防裂度地震的可能性。长期以来， 由于经济因素和粘土砖本身的优点，我国大多数城镇住宅结构形式仍然是以砖混结构为主。但砖混结构抗震性能差，在高烈度地区的应用受到很多限制。但在非地震区和低烈度区，只要在前期设计中合理的建筑布局、结构选型，能有效的避免大震倒塌的严重事件，保障人民的生命安全。(End)

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文章名称： 砖混结构建筑抗震设计的缺陷和对策

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