[摘要] 通过对汶川地震和玉树地震中多层砌体教学楼倒塌的分析，得出了教学楼结构布置不合理、结构整体性差、连接构造措施不合理、施工质量不合格，导致在强震作用下教学楼倒塌。因此要通过合理措施提高结构整体性，保证构件之间的连接可靠并保证施工质量。

　　[关键词] 汶川地震;玉树地震;教学楼;倒塌;抗震措施

　　0 前言

　　汶川地震中学校建筑倒塌严重。地震又发生在上课期间，因此师生伤亡严重。据不完全统计遇难或失踪学生达5335人，四川灾区教学楼倒塌93.7万平方米。相隔近两年后的玉树地震，虽然其震级相对汶川地震较小只有7.1级，但是仍有许多学校建筑倒塌，师生伤亡也十分严重。据不完全统计有70%的学校建筑在地震中倒塌。两次地震相同，地震伤害最深的都是学校。

　　学校建筑一般为多层结构，建筑高度相对较小，因而多采用砌体结构。此外，砌体结构造价低廉，适宜就地取材，因此在多层建筑中应用较多。但是由于砌体结构整体性相对较差、墙体较脆延性差，因此其抗震性能较差。

　　1 多层砌体校教学楼的结构形式

　　多层砌体教学楼一般为3个开间一个教室，形成横墙较少的布局。有的在一个教室中设置两道横向承重梁，预制板或现浇板放置在横向梁和横墙上，横向梁由纵墙墙体和构造柱支承，形成了纵横墙共同承重的结构体系;也有由预制的楼盖直接放置在纵墙上。纵墙承重的结构体系由于在教室内没有横向梁，使得房屋楼层的净高比纵横墙共同承重的结构体系大。在砌体结构中，墙体是主要的承重构件，它不仅承受垂直方向的荷载，也承受水平和垂直方向的地震作用。

　　2 多层砌体结构的主要震害情况及分析

　　通过对多次地震震害的总结，多层砌体结构主要的震害情况大致如下：(1)房屋倒塌。当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时，易造成房屋整体倒塌;当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时，易发生局部倒塌;当个别构件间连接强度不足时，易造成局部倒塌。(2)墙体开裂、破坏。墙体的裂缝形式主要是水平裂缝、斜裂缝、交叉裂缝和竖向裂缝。墙体出现斜裂缝主要是抗剪强度不足，高宽比较小的墙易出现斜裂缝;高宽比较大的窗间墙易出现水平偏斜裂缝;当墙平面处受弯时，易出现水平裂缝;当纵横墙交界处连接不好时，易出现竖向裂缝。(3)墙角破坏。墙角为纵横墙的交汇点，地震作用下其应力状态复杂，因而其破坏形态多种多样，有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。(4)纵横墙连接破坏。一般是由于施工时纵横墙没有横好地咬槎，连接较差，加之地震时两个方向的地震作用使连接处受力复杂，应力集中，这种破坏将导致整片纵墙外闪甚至倒塌。(5)窗间墙和墙垛的破坏。(6)楼梯间破坏。主要是墙体在高度方向缺乏有力支撑，空间刚度差，且高厚比较大，稳定性较差导致。(7)楼盖屋盖的破坏。主要是由于楼板支承长度不足引起局部倒塌或其下部的支承墙体破坏倒塌引起。(8)附属构件的破坏。主要是由于这些构件与建筑物的连接较差造成。

　　3 教学楼倒塌的原因

　　3.1结构布置不合理

　　地震中有些教学楼结构布置不合理，导致其倒塌严重。主要是纵横墙布置不对称，在同一平面内没对齐，导致偏心受压;由于教学楼门窗开洞较多，墙体受到严重削弱;教学楼楼梯间设置在尽端和转角，地震时楼梯间最易损坏，直接影响逃生;脆性砖墙缺乏围箍约束，受地震作用而压溃倒塌。

　　3.2结构整体性差

　　由于各构件间缺少必要的连接构造，地震作用时不能共同作用，一个构件的破坏将引起其它构件甚至整体结构的破坏。地震中的教学楼由于缺少构造柱、圈梁，墙体之间的拉结作用以及其它连接作用，地震作用时直接导致房屋倒塌，造成巨大损失。

　　3.3连接构造不规范

　　规范规定构件与构件间必须有连接构造以保证结构整体受力。连接构造的破坏直接导致结构解体而倒塌。多层砌体结构的连接构造包括圈梁、构造柱以及墙体间的拉结筋等。规范规定预制板端伸出的锚固钢筋要互相扭接或焊接并与支座钢筋连接，而且拼缝及孔端应浇筑混凝土锚固。从这两次地震中教学楼的破坏可以得出灾区预制板多搁置在墙上，伸出的钢筋弯起而无锚固，板端多用砂浆或建筑垃圾填塞。此外相邻预制板间没有用混凝土灌缝，其整体性差。地震时预制板受力从而折断，板端脱落，板坠落伤人。此外，有些教学楼缺少构造柱，导致纵横墙咬接不好而产生竖向裂缝，部分纵横墙体脱开甚至纵墙向外歪闪和倒塌。

　　3.4材料施工质量不合格

　　从灾区倒塌现场可以看到有些构件(如梁、柱)已面目全非，混凝土已经被压碎。施工验收时的标准养护强度难与结构实际强度相符，很难判断材料施工质量是否合格。此外，废墟中到处可见延性较差的冷加工钢筋断裂引起的机构倒塌。在村镇地区缺乏必要的设计、施工及监管条件下，教学楼的质量难以得到保证。

　　4 抗震措施

　　4.1合理的结构布置

　　房屋平面最好为矩形，作为主要抗侧力构件的纵横墙应对称、均匀布置，沿平面对齐、贯通，同一轴线上墙体宜等宽、均匀，沿竖向宜上下连续。对于体型复杂的教学楼应采用防震缝将其划分为若干体型简单、刚度均匀的单元。楼梯间尽量不要布置在房屋尽端和转角处。

　　4.2合理的构造措施

　　多层砌体房屋构造措施包括设置构造柱、圈梁，楼(屋)盖与墙的连接以及楼梯间的构造等。

　　钢筋混凝土构造柱可以明显改善多层砌体结构房屋的抗震性能，可以使砌体的抗剪强度提高10%—30%左右。由于构造柱对砌体的约束作用，从而可提高其变形能力。在震害较重、连接构造比较薄弱和易于应力集中部位的构造柱可起到减轻灾害的作用。

　　圈梁对多层砌体房屋抗震有重要作用，而且是一种经济有效的措施，其主要功能有：(1)加强房屋的整体性。由于圈梁的约束作用，减小了预制板散开以及墙体出平面倒塌的危险性，使纵横墙能保持为一个整体的箱型结构，从分发挥了各片墙体的平面内抗剪强度，有效抵御来自任何方向的水平地震作用。(2)作为楼盖的边缘构件，提高了楼盖的水平刚度，同时箍住楼(屋)盖，增强了楼盖的整体性;(3)限制墙体斜裂缝的开展和延伸，使墙体裂缝仅在两道圈梁之间的墙段内发生，墙体抗剪强度得到从分发挥，同时提高了墙体的稳定性;(4)减轻地震时地基的不均匀沉陷对房屋的影响和减轻和防止地震时的地表裂隙将房屋撕裂。

　　楼(屋)盖是房屋的重要横隔，除了保证本身刚度和整体性之外，必须与墙体有足够的支承长度和可靠的拉结，才能正常传递地震作用和保证房屋的整体性。

　　楼梯间是地震时的疏散通道，多次地震证明由于楼梯间比较空旷常常破坏严重。楼梯间内墙阳角至门窗洞边的距离、梁与圈梁以及墙交接处的拉结应符合规范要求。

　　参考文献：

　　[1] 王社良等.抗震结构设计.湖北：武汉理工大学出版社，2003.

　　[2] 蔡业志.纵墙承重的多层砌体教学楼房屋倒塌的抗震性能分析.<<建筑结构>>2009年第11期