砌体结构的震害情况

5.1　砌体结构的震害情况

(1)砌体结构房屋整体倒塌

砌体结构房屋整体倒塌分为3种情况：①底层先倒，上层随之倒塌；②中、上层先倒，砸塌底层；③上、下层同时散碎倒塌。图5-1所示为南坝镇小学教学楼垮塌的场景，图5-2所示为北川县某完全倒塌的砌体结构房屋。其共同特征是砖柱、屋架断成几截，没有任何逃生空隙。

图5－1　南坝镇小学教学楼垮塌

图5－2　北川县某完全倒塌的砌体结构房屋

(2)砌体结构房屋局部倒塌

砌体结构房屋局部倒塌情况较多，常发生在以下部位：①房屋墙角部位；②纵、横墙连接处；③房屋平面凹凸变化处，在地震时产生较大的应力集中，造成局部倒塌；④楼梯间墙体；⑤房屋的变形缝处；⑥钢筋混凝土预制楼板；⑦房屋附属物。图5-3所示为映秀镇局部倒塌的某砌体结构房屋，图5-4所示为汉王镇局部倒塌的砌体结构房屋。图5-5中，局部倒塌造成预制板一端挂在墙上，一端掉下来。图5-6中，由于纵横墙拉结不牢造成局部倒塌。

图5－3　映秀镇某砌体结构房屋局部倒塌

图5－4　汉旺镇局部倒塌的砌体结构房屋

图5－5　都江堰市一新建的预制板砌体房屋

图5－6　汉旺镇局部倒塌的砌体结构房屋

(3)砌体结构墙体开裂

1)墙体交叉斜裂缝或出现贯穿的X形裂缝。墙体上的斜裂缝主要是由于水平地震剪力在墙体中引起的主拉应力超过墙体的抗拉强度所致。这种现象在纵墙，尤其是非承重纵墙上非常普遍，基本上每个楼层都有，多集中在门洞之间和窗下的纵墙。当这些墙体内有预埋的管线、线槽或接线盒时，由于截面的削弱，导致震害更加严重。在少量的承重横墙上，人们也发现这种X形的贯穿裂缝。X形裂缝和斜裂缝产生的原因基本相同，是由于墙片的宽度较小、抗震能力较弱。这种裂缝的宽度一般都超过1mm，相当一部分墙体出现砂浆震松、墙体压酥的情况，已经基本丧失了承载能力。

图5－7　映秀镇漩口中学砌体房屋裂缝

图5－8　都江堰某砌体结构房屋的X形裂缝

图5-7　所示为位于极震区映秀镇漩口中学附近的砌体结构外纵墙的斜裂缝和X形裂缝，窗间墙的单斜裂缝和交叉斜裂缝在以往的地震中也常常发生。图5-8所示为都江堰某砌体结构房屋的X形裂缝，其窗下墙的交叉斜裂缝在过去的地震中很少见，究其原因可能是在竖向地震作用下，窗下墙因为窗户断开，竖向刚度较窗间墙及其下墙的整体刚度小，故发生这样的剪切破坏。图5-9所示为青川县某砌体结构房屋外纵墙的X形裂缝，窗间墙与砖扶壁柱一起发生了剪切破坏。

图5－9　青川县某砌体结构房屋外纵墙的X形裂缝

2)墙体出现贯穿的斜裂缝。这种情况在1～3层的承重横墙上比较多见，部分纵墙上也有发现。对于底部框架-抗震墙砌体结构房屋，这种震害现象则集中在框架以上的1～3层墙体中，墙体开裂的范围大致在墙片宽度的1/3以上，裂缝宽度有大有小。这种裂缝产生的原因是由于主拉应力超过砌体强度所引起的剪切破坏，墙体开裂后出现滑移、碎落等现象，直至局部倒塌、压塌。见图5-10所示。

图5－10　青川县某砌体结构房屋外纵墙斜裂缝

3)水平裂缝。这种裂缝由于地震作用使墙体受弯受剪，或水平错动引起。墙体水平裂缝一般出现在靠近楼屋盖的梁板附近的墙体上、下两端，沿灰缝出现水平通缝后引起滑移和错动，破坏加剧，导致预制楼板等脱落；同时，在一些承重砖柱上也出现水平裂缝，裂缝基本贯穿，开裂部位多集中在柱端，严重时会导致砖柱在裂缝部位错位、墙体压酥，从而使其基本丧失承载能力。这种裂缝是由于墙体水平剪切破坏和竖向振动较大所引起的。图5-11所示为砖柱的水平贯穿裂缝。

图5－11　青川县某砌体结构房屋入口处砖柱的贯穿水平裂缝

4)纵、横墙脱开导致墙体失稳，引起平面外倒塌。这种情况多见于空斗墙或半砖墙，外纵墙与横墙之间拉裂，导致外墙外倾失稳而倒塌，部分连带楼板等构件一起倒塌，在木屋架结构的顶层发生较多，如图5-12所示。在实心墙的结构中也发现了纵、横墙脱开的情况，这与施工时咬槎砌筑不到位甚至直槎砌筑密切相关，但一般未见墙体倒塌。

图5－12　青川县某砌体结构房屋木屋架破坏，引起半砖墙体脱开导致垮塌

5)墙角角部应力由于出现纵、横方向的V形斜裂缝，严重时局部墙体塌陷，如图5-13所示。

6)木屋架部分损坏较严重，上铺的瓦片大量震落，木屋架震松或震散，严重时会导致顶层的纵、横墙脱开，墙体外倾，房屋墙体和楼屋盖同时倾折，房屋破坏。如图5-14所示。

图5－13　青川县某砌体结构房屋墙角角部V形斜裂缝引起的破坏

图5－14　青川县某砌体结构房屋木屋盖被震开

(4)底框上混或内框外混结构震害

当底部框架-抗震墙砌体房屋的上部采用较密的纵横砌体墙承重，上部结构的抗剪刚度比底层的钢筋混凝土框架结构高很多时，就形成了“上刚下柔”的结构体系。震害表明，由于底层是薄弱层，属典型的“鸡腿式”建筑，强震时底层将率先屈服，出现较大的侧移而严重破坏，甚至倒塌。图5-15所示为底层砌体墙体出现严重开裂并破坏，图5-16所示为框架柱顶形成塑性铰的典型破坏，图5-17、图5-18所示为底层框架屈服引起的房屋破坏，图5-19中的建筑底部框架完全损毁，上部砖房落地。

图5－15　都江堰市华夏广场区的某底框上混结构的底层框架破坏

图5－16　底框柱顶形成塑性铰破坏

图5－17　龙门山镇某底层框架柱歪斜

图5－18　映秀镇某底层框架柱歪斜

图5－19　北川县某底框上混结构的底层框架倒塌

(5)震而不倒的建筑举例

一些砌体结构房屋虽然未经过正规的设计和施工，但由于其设计贯彻了设置圈梁和构造柱的理念，因此达到了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。图5-20所示为北川县的一处自建民宅，因增设了圈梁和构造柱，经受住了大地震的考验。图5-21所示为北川县陈家坝的一处自建房，震后完好，而它旁边的砖木结构房屋倒塌。

图5－20　北川县某自建民宅震后现状

图5－21　北川县陈家坝某自建房震后现状