芦山地震雅安农村砌体结构房屋震害分析★

边菁生 陈 桥 陈开源

(1.四川农业大学土木工程学院，四川都江堰 611830; 2.村镇建设防灾减灾四川省高等学校工程研究中心，四川都江堰 611830)

0 引言

近年来，我国频发一系列重大地震灾害事件。如2008年5月的汶川大地震，2010年4月的玉树地震等。北京时间2013年4月20日8:02，四川省雅安市芦山县境内(北纬30.3°，东经 103.0°)发生7.0级地震，在截至2013年4月25日12时统计显示，地震已造成雅安18.63万余间农村房屋倒塌，严重受损房43万余间;城镇住房倒塌6.7万余间，严重受损房8.0万余间［1］，农村房屋的损坏相比于城镇房屋更加严重。本文基于大量现场调查，介绍了本次地震灾区砌体结构常见的主要破坏特征及由此引发的抗震设计思考。

1 农村房屋震害概况

本文主要对雅安市中里镇的建筑物进行了震害调查。中里镇虽然不是此次地震的主震区，但也造成了房屋不同程度受损，倒塌480户，严重受损2 685户，中度受损1 135户，轻微受损258户。在调查中发现大部分农村房屋采用现浇楼板，具有一定的圈梁约束机制，而且本次地震能量有限，并没有发现大面积结构整体倒塌的现象。部分砌体结构房屋设置了构造柱，整体破坏程度较轻，而没有设置构造柱或构造柱布置不合理的砌体结构房屋，多出现墙体交叉裂缝、纵横墙连接破坏、过长墙肢外闪等严重破坏。根据此次调查结果，砌体结构房屋的主要震害特征如下:

1)农村房屋的结构平面布置随意性大，常出现纵墙设置过少现象，使墙体无法承受平面内水平地震剪力，墙体内产生的主拉应力大于其所能承担的应力，发生与水平向成45°剪切破坏，在往复地震作用下形成X形裂缝［2］，如图1所示。通过调查，本次地震农村房屋墙体破坏也多以X形交叉裂缝为主。

图1 墙体开裂（主要形式为斜裂缝与X形裂缝）

2)大部分的农村房屋没有设置圈梁、构造柱等抗震措施，甚至在一些农村房屋的门窗洞口也没有设置过梁，从而导致纵墙与横墙及楼盖间缺乏有效的连接，房屋的整体刚度较低，房屋在平面内就更易发生剪切破坏，使得房屋整体丧失承载能力，如图2所示。

3)农村房屋因结构竖向设计不规则而造成的砌体结构破坏也比较普遍。如图3所示:该房屋的底层设置了构造柱、圈梁等抗震措施，而二层未设置并有悬挑结构，致使房屋上下两层结构刚度发生突变，在地震中易产生“鞭梢效应”［3］，加之二层纵横墙设置不合理，造成在地震中二层的挑檐整体脱落。

图2 墙体的剪切破坏

图3 挑梁整体脱落

4)由于楼梯间没有完整的楼板，楼梯间的墙体平面外约束不足，同时平面刚度较大，则分担承受的地震作用越大，从而导致楼梯及楼梯间墙体的破坏，见图4。

图4 楼梯间的破坏

5)门窗洞口过大或设置不合理，造成门窗间墙宽度较窄，在地震的往复作用下，出现X形裂缝或斜裂缝，如图5所示。

6)农村房屋绝大多数为自建建筑，质量参差不齐，砌体结构砂浆强度严重不足，导致墙体开裂，见图6。

图5 门窗间墙的破坏

图6 门洞口墙肢斜裂缝

2 震害原因分析

通过农村房屋的主要震害特征总结，此次地震农村砌体结构房屋发生破坏的原因主要有以下几个方面［4］:

1)建筑结构平面布置不合理。农村房屋常出现承重墙布置不对称现象，房屋的平面刚度不均匀，致使构件连接处变形突变而产生应力集中，加重震害;

2)结构竖向刚度突变。在很多民居中，都建造有出屋面小屋或楼梯间，这些结构因易产生“鞭梢效应”而造成破坏;

3)未设置圈梁和构造柱;

4)砌筑方法不合理。农村当地房屋大多由当地工匠或由邻居及亲戚帮助自行建造，施工人员未经过相关技术培训，施工方法和技术得不到保障。调查中发现，一部分房屋在接头处留的是直槎，且未设置拉结筋，从而降低了墙体的整体性;

5)施工材料质量问题。砖与砂浆的强度等级低于设计值。

3 结论及建议

通过芦山地震灾区的调查及震害分析，得到以下结论及建议［5，6］:

1)控制房屋的高度及高宽比。随着砌体结构房屋高度的增加，房屋的破坏程度加重，倒塌率增加，房屋的高宽比过大，易发生整体弯曲破坏;

2)采用合理的结构平立面布置。房屋的平面布置应尽可能简单、对称、规则，竖向布置应尽可能均匀、少变化;

3)合理设置构造柱和圈梁。本次地震再次表明设置圈梁和构造柱的砌体结构，抗震能力得到了提高，在地震中表现良好。政府应广为宣传和推广，以帮助农村居民提高其自建房的抗震性能;

4)政府部门应将农村房屋安全质量保证责任化，使农村房屋的施工及材料质量得到保证;

5)有关部门应重视农村居民建筑的建设，加大宣传力度，普及抗震防灾知识，并适当对施工队伍进行必要的培训。

［1］Cri国际在线.国新办就四川芦山7.0级强烈地震灾情及救灾情况举行发布会［EB/OL］.http://gb.cri.cn/news/other/gxb/gxb20130425002.htm.2013-04-25.

［2］于 文，葛学礼，朱立新.四川汶川8.0级地震都江堰周边村镇房屋震害分析［J］.工程抗震和加固改造，2008，30(4):45-49.

［3］熊立红，兰日清，王玉梅，等.芦山7.0级强烈地震建筑结构震害调查［J］.地震工程与工程震动，2013，33(4):35-43.

［4］朱伯龙.砌体结构设计原理［M］.上海:同济大学出版社，1991.

［5］GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［6］施楚贤.砌体结构［M］.北京:中国建筑工业出版社，2012.

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