李思齊 ，于天來，張明

(1.東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040; 2. 西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院,四川 成都 614202)

2008年5月12日，四川汶川縣發(fā)生里氏8.0級地震，宏觀震中位于汶川縣映秀鎮(zhèn)，震源深度14 km。此次地震是我國建國以來最強(qiáng)烈的一次地震，直接受災(zāi)地區(qū)達(dá)10萬平方公里[1]。清華大學(xué)等[1]統(tǒng)計(jì)、分析了不同結(jié)構(gòu)類別、建造年代、地震區(qū)估計(jì)烈度等因素對震害的影響情況，得出了砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系和抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)、框架結(jié)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和填充墻與主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)的結(jié)論。李宏男等[2]通過工程地質(zhì)震害、建筑物震害、生命線工程的震害情況調(diào)查，得出了在強(qiáng)震區(qū)應(yīng)對重要建筑應(yīng)選取合適的結(jié)構(gòu)體系來抵御地震作用、應(yīng)加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)與公路路基路面的抗震設(shè)計(jì)與研究的結(jié)論。孫柏濤等[3]在不同烈度區(qū)和不同的結(jié)構(gòu)類型中選取了近5 000個(gè)建筑破壞樣本進(jìn)行震害調(diào)查，分析了砌體結(jié)構(gòu)、底部框架-抗震墻砌體結(jié)構(gòu)、RC結(jié)構(gòu)的震害特征，對比研究了其各結(jié)構(gòu)的易損性，給出了易損性矩陣。孫景江等[4]選取了震區(qū)的不同烈度區(qū)城市的離散點(diǎn)進(jìn)行房屋建筑震害調(diào)查，分析了磚混結(jié)構(gòu)水平裂縫、窗下墻交叉裂縫破壞產(chǎn)生的原因。李英民等[5]分別在都江堰市、綿竹縣等高烈度區(qū)調(diào)查了砌體結(jié)構(gòu)和底框結(jié)構(gòu)的震害情況，指出了其主要破壞多表現(xiàn)為房屋轉(zhuǎn)角部位局部崩落，或嚴(yán)重開裂以及墻體抗剪強(qiáng)度不足等的原因。張敏政[6]對都江堰1 005棟房屋震害調(diào)查資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，給出了RC結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、底部框架-抗震墻砌體結(jié)構(gòu)的震害情況。賈冠華等[7]對農(nóng)村自建磚砌體房屋進(jìn)行了震害調(diào)查，分析了該類房屋不同烈度區(qū)的震害特征，給出了降低其震害的建議。李碧雄等[8]對多層砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了震害調(diào)查與分析，給出了教學(xué)樓破壞的主要原因?yàn)榇伴g墻承載力不足，并認(rèn)為應(yīng)合理設(shè)置構(gòu)造柱進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的整體性、變形能力。孫愛伏等[9]結(jié)合都江堰房屋震害特點(diǎn)，分析總結(jié)了不同結(jié)構(gòu)類型在地震中的失效模式及機(jī)理。結(jié)合都江堰震害調(diào)查結(jié)果，林遲等[10]分析了多齡期建筑樓梯間的典型震害情況，給出了該區(qū)域內(nèi)多層砌體結(jié)構(gòu)樓梯間震害較其他結(jié)構(gòu)類型破壞嚴(yán)重，破壞比例達(dá)到7.6%的結(jié)論。

在震后結(jié)構(gòu)震害調(diào)查中，多是在個(gè)別或不同地區(qū)針對RC框架結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、底部框架-抗震墻砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、土坯石結(jié)構(gòu)選取部分典型破壞房屋進(jìn)行調(diào)查分析[11]，結(jié)合調(diào)查結(jié)果給出震害特征并提出合理的解決方法。但是，對于某一設(shè)防烈度下的房屋在不同烈度區(qū)的震害調(diào)查分析相對很少。而，汶川地震中某一城區(qū)處于多烈度區(qū)的情況較多，存在設(shè)防烈度區(qū)過大的情況。因此，本文對跨多個(gè)烈度區(qū)的典型城市的砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的震害調(diào)查與易損性分析。

1 都江堰結(jié)構(gòu)震害情況

為了深入研究某一震區(qū)不同烈度區(qū)內(nèi)結(jié)構(gòu)的震害特征，2008年7月中國地震局組織人員對都江堰地區(qū)進(jìn)行了震害調(diào)查工作。中國地震局給出的烈度分布如圖1所示[12]。因其行政區(qū)域狹長、地跨Ⅶ-Ⅺ 烈度區(qū)，所以選其作為全部樣本調(diào)查區(qū)域。該市的房屋結(jié)構(gòu)類型大致可分為三類，如表1所示[12]。針對A類房屋，文獻(xiàn)[6-7]中在不同烈度區(qū)選取典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了震害特征分析。B類為未考慮或未完善考慮抗震要求的砌體結(jié)構(gòu)、底部框架-抗震墻砌體結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[6]和[13]中詳細(xì)分析了砌體結(jié)構(gòu)、底部框架-抗震墻砌體房屋未考慮或未合理考慮抗震設(shè)計(jì)的震害情況，建議提高砌體結(jié)構(gòu)墻體的抗剪承載力，控制底部框架-抗震墻砌體房屋底層與過渡層的合理剛度比等。C類為經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)、底部框架-抗震墻砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、RC框架結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)[1]和[14-15]中對典型結(jié)構(gòu)的震害進(jìn)行了調(diào)查，分析了不同結(jié)構(gòu)各自的破壞特征。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：砌體結(jié)構(gòu)房屋在整體調(diào)查樣本中占半數(shù)左右，因其造價(jià)較低、經(jīng)濟(jì)性相對較好，多用于民居、學(xué)校、醫(yī)院、寫字樓等，應(yīng)用非常廣泛且資料豐富。但由于其材料具有較突出的脆性特征，抗剪、抗彎承載力較低，大量砌體結(jié)構(gòu)砂漿強(qiáng)度嚴(yán)重不足、裝配式預(yù)制構(gòu)件連接較差等原因，導(dǎo)致大量該結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震動(dòng)作用下出現(xiàn)嚴(yán)重的剪切破壞甚至倒塌[16]。從大量宏觀震害調(diào)查數(shù)據(jù)來看，部分未能合理設(shè)置抗震構(gòu)造措施的砌體結(jié)構(gòu)破壞比較嚴(yán)重甚至局部或整體倒塌[17]，但也存在大量不同年代經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的砌體房屋基本完好或輕微破壞，在都江堰設(shè)防烈度為Ⅶ度、基本地震加速度為0.1g下，在遠(yuǎn)超區(qū)域設(shè)防烈度的高烈度區(qū)仍有部分經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的房屋基本實(shí)現(xiàn)了“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。

本文對都江堰市3 991棟砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震害調(diào)查分析，調(diào)查組按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)和《中國地震烈度表》(GB/T17742-1999)進(jìn)行逐棟細(xì)致調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在不同烈度區(qū)內(nèi)砌體結(jié)構(gòu)受到不同程度的破壞，除了窗間墻、縱墻、構(gòu)造柱破壞嚴(yán)重外，橫墻、窗下墻、開洞處、縱橫墻連接處、裝配式預(yù)制樓板連接處均出現(xiàn)較嚴(yán)重的破壞。值得注意的是，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)少量七八十年代低矮老舊房屋在此次強(qiáng)震作用下，因其變形能力較好體現(xiàn)出良好的抗震性能。

圖1 汶川地震地震烈度分布圖[12]

2 汶川地震都江堰砌體結(jié)構(gòu)震害調(diào)查

砌體結(jié)構(gòu)體系會(huì)因材料脆性而存在延性不足、墻體開裂、裝配式預(yù)制樓板脫落、開洞處應(yīng)力集中的現(xiàn)象。因此，本文相關(guān)震害調(diào)查人員對這些位置展開了詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查。

表1 都江堰市房屋結(jié)構(gòu)類型分類

注：表中底框結(jié)構(gòu)即底部框架-抗震墻砌體房屋結(jié)構(gòu)。

2.1 縱、橫墻剪切型開裂

調(diào)查中發(fā)現(xiàn)裂縫多出現(xiàn)在窗間墻、窗下墻及較低樓層的縱、橫墻上，如圖2-4所示。在圖2中，由于墻體主拉應(yīng)力超過砌體強(qiáng)度，其抗剪能力不足，引起剪切破壞，在地震動(dòng)往復(fù)作用下縱、橫墻出現(xiàn)X型交叉斜裂縫。其墻體破壞相對嚴(yán)重，開裂嚴(yán)重墻體出現(xiàn)砂漿被震松、墻體被壓酥，基本處于失效狀態(tài)[16]。在圖3中，多數(shù)縱向窗間墻失效一般因建筑采光需求而在縱向墻體上將窗口設(shè)置過大，窗間墻狹窄，使縱墻的截面慣性矩減小，且在自身平面內(nèi)剛度過低[18]，從而使整體砌體結(jié)構(gòu)抗水平位移能力不足，當(dāng)強(qiáng)震動(dòng)對其作用時(shí)，由于強(qiáng)度不夠及延性不足發(fā)生失效甚至倒塌。調(diào)查中還存在大量山墻破壞，如圖4所示。山墻主要承受平面外的地震動(dòng)作用，處于彎曲抗拉狀態(tài)，其底部與樓層圈梁交界處是薄弱部位，砂漿抗拉強(qiáng)度較低，在反復(fù)動(dòng)力作用下，山墻會(huì)沿砂漿縫方向開裂，當(dāng)達(dá)到峰值加速度時(shí)會(huì)出現(xiàn)較重的斜裂縫。應(yīng)嚴(yán)格按照砌體結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范設(shè)計(jì)與施工，合理加強(qiáng)山墻內(nèi)水平拉結(jié)筋與構(gòu)造柱之間的聯(lián)系，以提高其側(cè)向剛度和水平抗剪能力。

圖2 窗間墻嚴(yán)重破壞

圖3 窗下墻嚴(yán)重破壞

圖4 底層山墻嚴(yán)重破壞

內(nèi)橫墻平面內(nèi)剛度較大，是砌體結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件，結(jié)構(gòu)布置與水平地震方向平行的墻體震害主要體現(xiàn)在受剪破壞，多產(chǎn)生單向、交叉斜裂縫[18]，如圖5-6所示。應(yīng)嚴(yán)格按照抗震規(guī)范要求設(shè)計(jì)、施工，避免出現(xiàn)窗間墻尺寸過小，且控制其高寬比，合理提高窗間墻承載力；調(diào)查中大量窗下墻嚴(yán)重破壞，應(yīng)對其抗震能力的提高給予充分重視，加強(qiáng)山墻、橫墻及縱墻的抗側(cè)力，提高其側(cè)向剛度，并保證其不同樓層剛度協(xié)調(diào)。

圖5 內(nèi)橫墻交叉斜裂縫

圖6 內(nèi)橫墻單向斜裂縫

2.2 墻體開洞處破壞突出

砌體結(jié)構(gòu)房屋多用于民用住宅，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)墻體上洞口周圍存在不同形式的裂縫，如圖7。這主要是因?yàn)槎纯陂_設(shè)過大、過多，在窗及窗臺(tái)兩側(cè)有很少的縱墻，當(dāng)受縱向地震動(dòng)作用時(shí)縱墻傳力貢獻(xiàn)很小，使結(jié)構(gòu)受力不合理、傳力不協(xié)調(diào)、豎向剛度突變，且門、窗上部未按照抗震規(guī)范設(shè)置過梁等措施，故在墻體開洞口處因產(chǎn)生應(yīng)力集中而發(fā)生嚴(yán)重破壞。應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)中7.1.7的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)受力體系，縱橫墻布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)應(yīng)對齊，豎向應(yīng)上下連續(xù)布置，同一軸線上的窗間墻寬度應(yīng)均勻，保證受力明確、傳力合理，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中，在可能產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位給予加強(qiáng)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置門、窗過梁，合理控制因應(yīng)力集中產(chǎn)生的開洞處破壞，使其具備充足的抗震性能。

圖7 開洞處破壞嚴(yán)重

2.3 縱橫墻交接處、構(gòu)造柱嚴(yán)重破壞

建設(shè)年代較早的砌體結(jié)構(gòu)因當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件等因素制約，很少有設(shè)置構(gòu)造柱，如圖8-9所示。當(dāng)水平方向地震動(dòng)作用通過縱橫墻傳遞到結(jié)構(gòu)角部或其交接處時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)力集中[18]，未設(shè)置構(gòu)造柱的縱、橫墻多出現(xiàn)豎向裂縫，峰值加速度過大甚至?xí)斐删植繅w整片倒塌。

圖8 未設(shè)置構(gòu)造柱角部嚴(yán)重破壞

圖9 縱橫墻交界處破壞

調(diào)查中除縱橫墻交界處因未合理設(shè)置構(gòu)造柱發(fā)生墻體嚴(yán)重破壞外，大量構(gòu)造柱破壞比較嚴(yán)重，多在窗間墻或結(jié)構(gòu)角部出現(xiàn)水平裂縫或斜裂縫，如圖10所示。部分震害嚴(yán)重的構(gòu)造柱其抗剪能力嚴(yán)重不足，產(chǎn)生了水平位移，鋼筋屈服形成燈籠狀，混凝土被震酥脫落[14]。主要原因多為磚混砌筑材料偏脆性，其抗剪、抗彎強(qiáng)度等性能相對較差，箍筋間距過大、縱筋配置不足，加之未能嚴(yán)格按照規(guī)范施工，質(zhì)量較差，加劇了角部構(gòu)造柱剪切和剪壓破壞發(fā)生的可能。但從抗震設(shè)計(jì)的角度考慮，構(gòu)造柱承擔(dān)了水平地震作用，其鋼筋在屈服過程中能較好的吸收地震能量，起到了一道防線的作用[18]，并與圈梁形成混凝土框架有效的約束了墻體，抑制了結(jié)構(gòu)失效，一定程度上保障了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)在高于該區(qū)域設(shè)防烈度下發(fā)生地震作用，設(shè)置構(gòu)造柱的砌體結(jié)構(gòu)大多數(shù)能實(shí)現(xiàn)“大震不倒”。所以，應(yīng)充分重視構(gòu)造柱的設(shè)置，并保證其配筋率、材料強(qiáng)度、施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

圖10 構(gòu)造柱嚴(yán)重破壞

2.4 大量經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)基本完好或輕微破壞

經(jīng)過調(diào)查組全面細(xì)致調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，處于高烈度區(qū)的都江堰，大量經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的砌體房屋多采取構(gòu)造措施提高其結(jié)構(gòu)的整體性和延性。例如：按照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁等構(gòu)造措施，加強(qiáng)預(yù)制裝配式樓板與縱橫墻之間的連接等，如圖11所示。此類砌體結(jié)構(gòu)大多數(shù)為1992年以后修建的，本次地震中按照該市設(shè)防烈度為Ⅶ度設(shè)防的砌體結(jié)構(gòu)具有很大的抗震潛能，在高于本地區(qū)設(shè)防烈度的Ⅺ度區(qū)，部分砌體結(jié)構(gòu)為基本完好或輕微破壞[3]，表現(xiàn)出良好的抗震性能。調(diào)查中，西街區(qū)部分建造年代為八九十年代、解放前的砌體房屋，多以單層和二層為主，在不同烈度區(qū)震損等級評定為基本完好，如圖12所示。

圖11 經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)

圖12 低矮砌體結(jié)構(gòu)

3 砌體結(jié)構(gòu)震害調(diào)查數(shù)據(jù)分析

震害調(diào)查小組對都江堰市8 625棟房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了震害調(diào)查及震損等級評定，根據(jù)GB/T18208.3-2000將結(jié)構(gòu)震害等級劃分為：毀壞(5)、嚴(yán)重破壞(4)、中等破壞(3)、輕微破壞(2)、基本完好(1)五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，用以結(jié)構(gòu)震損評定。但，考慮樣本同一破壞等級中自身損傷比例存在差異，將震損等級分別用51、41、42、43、31、32、33、21、11來表示，其中對嚴(yán)重破壞、中等破壞分別又細(xì)分為(41、42、43)、(31、32、33)三個(gè)震害評定等級，按照不同烈度區(qū)宏觀震害情況進(jìn)行震損評定。砌體結(jié)構(gòu)作為都江堰主要結(jié)構(gòu)類型，占3 991棟，其中毀壞250棟，嚴(yán)重破壞698棟(41為187棟、42為325棟、43為186棟)，中等破壞592棟(31為193棟，32為282棟、33為117棟)，輕微破壞349棟，基本完好2 102棟。

3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與數(shù)值分析

對3 991棟砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。如圖13所示，52.67%基本完好，8.74%輕微破壞，14.83%中等破壞，17.49%嚴(yán)重破壞，6.26%毀壞。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)不同年代建造的該結(jié)構(gòu)類型大多數(shù)均按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001、GBJ11-89)相關(guān)章節(jié)設(shè)計(jì)、施工，表現(xiàn)出較好的抗震能力。而中等破壞、嚴(yán)重破壞、毀壞的砌體結(jié)構(gòu)多為處于高烈度區(qū)或未經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的自建房屋。都江堰主城區(qū)的地震烈度為Ⅶ-Ⅺ度，而抗震設(shè)計(jì)的設(shè)防烈度為Ⅶ度，按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ11-89、GB50011-2001)相關(guān)章節(jié)要求，經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的砌體結(jié)構(gòu)基本實(shí)現(xiàn)了抗震設(shè)防目標(biāo)[6]。

圖13 結(jié)構(gòu)震害統(tǒng)計(jì)分析

對該區(qū)域砌體結(jié)構(gòu)震害調(diào)查的全部樣本進(jìn)行數(shù)值分析。由于數(shù)據(jù)是在不同烈度區(qū)取樣的，而同一種結(jié)構(gòu)類型離散性較大，在選取擬合函數(shù)模型及擬合次數(shù)時(shí)存在連續(xù)性差、魯棒性差、方差偏大、一般性差等情況，未能全面、精準(zhǔn)的評量該區(qū)域內(nèi)砌體結(jié)構(gòu)的震害規(guī)律。經(jīng)過對大量數(shù)值模型及其算法的研究，發(fā)現(xiàn)Polynomial三次擬合、Exponential二次擬合的非線性數(shù)值模型能夠連續(xù)的逼近其離散震害樣本點(diǎn)，得到其震損等級(RD)與震害調(diào)查數(shù)量(ND)之間的關(guān)系，擬合模型中RD參照第三節(jié)中五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所對應(yīng)的震損等級來選取。運(yùn)用MATLAB數(shù)值分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行Polynomial三次擬合、Exponential二次擬合計(jì)算，按照95%置信區(qū)間得到數(shù)值計(jì)算的非線性模型，如式(1)-(2):

(1)

ND=25 540e-0.233RD+110.8e0.016 58RD

(2)

從Polynomial三次擬合、Exponential二次擬合的非線性曲線可以得到震損等級與震害數(shù)量的變化規(guī)律，如圖14所示。

圖14 震損等級(R)與震害調(diào)查數(shù)量(N)的非線性擬合曲線

3.2 地震易損性統(tǒng)計(jì)分析

結(jié)構(gòu)的地震易損性是指結(jié)構(gòu)在地震作用下，發(fā)生某種破壞程度的概率或可能等級的概率，表示結(jié)構(gòu)因?qū)砜赡馨l(fā)生地震而導(dǎo)致?lián)p傷或損失的可能性，是結(jié)構(gòu)本身的特性[19]。地震易損性分析方法一般可分為：經(jīng)驗(yàn)法、判斷法、解析法、混合法。其中經(jīng)驗(yàn)地震易損性法多根據(jù)震后調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，且多用于群體結(jié)構(gòu)，及城市等大區(qū)域的震害評估和預(yù)測[20]。本文運(yùn)用《中國地震烈度表》中結(jié)構(gòu)震害的條文量化對都江堰全部砌體結(jié)構(gòu)樣本進(jìn)行了評定，采用經(jīng)驗(yàn)法對其實(shí)際震害數(shù)據(jù)進(jìn)行易損性分析并建立了離散的易損性概率矩陣，如表2所示。從該易損性矩陣可以看出，烈度越低，發(fā)生基本完好和輕微破壞的概率就越高；而烈度越高，發(fā)生毀壞和嚴(yán)重破壞的概率越高。為了更深入的研究都江堰地區(qū)不同烈度區(qū)砌體結(jié)構(gòu)的震害情況，根據(jù)胡聿賢提出的“多態(tài)準(zhǔn)則”來區(qū)分輕重不同的震害程度。文中，采用本節(jié)提到的五種破壞狀態(tài)來分析不同烈度區(qū)結(jié)構(gòu)的易損性情況，結(jié)合3 991 棟砌體結(jié)構(gòu)的實(shí)際震害數(shù)據(jù)，建立了Exponential一次(EFNLM)、Polynomial三次(PCNLM)非線性擬合函數(shù)模型，如公式(3)-(4)所示。擬合曲線如圖15-16所示。

PI=ae(bRD)

(3)

(4)

式中，PⅠ表示在第Ⅰ烈度區(qū)內(nèi)不同震損等級下實(shí)際震害的易損性概率，RD表示震損等級，a,b,m,n,p,c為回歸參數(shù)因子。從圖中可以看出，在Ⅵ、Ⅹ、Ⅺ度區(qū)內(nèi)，基本完好(1)與輕微破壞(2)、嚴(yán)重破壞(4)與毀壞(5)之間結(jié)構(gòu)的震害損傷情況變化突出，而在其他震損等級下震害損傷情況呈低烈度區(qū)負(fù)相關(guān)和高烈度區(qū)正相關(guān)的規(guī)律性變化；因本次地震屬近場強(qiáng)震，在低與高烈度區(qū)會(huì)對結(jié)構(gòu)破壞產(chǎn)生較明顯的影響；而中等破壞(3)、嚴(yán)重破壞(4)之間的閾值確定也相對合理，使得擬合曲線能夠連續(xù)的逼近震害離散點(diǎn)。此外，根據(jù)樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，大部分砌體結(jié)構(gòu)破壞符合《中國地震烈度表》中Ⅵ度結(jié)構(gòu)破壞的條文量化。按照都江堰Ⅶ度設(shè)防烈度來分析，嚴(yán)重破壞概率為7.3%、毀壞概率0%；Ⅷ度區(qū)開始有倒塌概率發(fā)生，而對該種結(jié)構(gòu)造成較大危害的主要為Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ度區(qū)；從該地區(qū)的實(shí)際震害矩陣來看，砌體結(jié)構(gòu)在本次地震中較好的實(shí)現(xiàn)了小震不壞、中震可修、大震不倒的目標(biāo)。

表2 砌體結(jié)構(gòu)實(shí)際震害易損性矩陣

圖15 EFNLM函數(shù)模型曲線圖

圖16 PCNLM函數(shù)模型曲線圖

4 結(jié) 論

1)對都江堰市砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害情況進(jìn)行調(diào)查，并對其進(jìn)行了破壞特征與機(jī)理分析，驗(yàn)證了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)相關(guān)章節(jié)對其的理論指導(dǎo)意義。應(yīng)合理設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁以提高結(jié)構(gòu)整體性。對門窗、孔洞處應(yīng)按照抗震規(guī)范相關(guān)章節(jié)要求設(shè)置過梁以避免出現(xiàn)應(yīng)力集中?？刂拼伴g墻之間的寬度不宜過小，調(diào)研中發(fā)現(xiàn)大量窗下墻破壞嚴(yán)重，應(yīng)給予窗下墻充分關(guān)注。構(gòu)造柱節(jié)點(diǎn)位置應(yīng)保證足夠的抗彎、抗剪強(qiáng)度，適當(dāng)加密該處箍筋，保證縱筋配筋率、箍筋配箍率，提高砂漿強(qiáng)度等級與施工質(zhì)量，避免因結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜及立面不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生“鞭梢效應(yīng)”。

2)通過對都江堰市3 991棟位于不同烈度區(qū)的離散調(diào)查點(diǎn)進(jìn)行整體取樣、歸納和統(tǒng)計(jì)分析，給出了該區(qū)域砌體結(jié)構(gòu)震損等級與離散調(diào)查樣本之間的非線性關(guān)系。

3)根據(jù)不同烈度區(qū)調(diào)查點(diǎn)樣本、建立了該區(qū)域的結(jié)構(gòu)易損性矩陣與VI-XI度區(qū)震損等級與易換性概率之間的非線性擬合曲線模型。

4)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大量建國前建造的低矮砌體結(jié)構(gòu)在高烈度區(qū)震損較輕、砌體結(jié)構(gòu)B類與底部框架-抗震墻砌體房屋震損情況較為接近、不同場地地震動(dòng)空間差異、砌體結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)作用下的方向性效應(yīng)等問題應(yīng)結(jié)合強(qiáng)震觀測記錄、近斷層斷裂等情況進(jìn)一步深入研究。

致謝：所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來自中國地震局工程力學(xué)研究所都江堰震害調(diào)查小組及中國地震烈度標(biāo)準(zhǔn)研究課題組，其成果受益于來自中國地震烈度標(biāo)準(zhǔn)研究課題組、以及全國各大院校和科研院所20余名科考工作者近2個(gè)月的都江堰現(xiàn)場結(jié)構(gòu)震害調(diào)查，在此衷心表示感謝！