历次地震震害表明，钢筋混凝土房屋的抗震性能要优于砌体结构，但如设计不当，地震中仍然会遭受严重破坏甚至倒塌。钢筋混凝土房屋与多层砌体房屋不同，在不同烈度的地震影响下其破坏部位明显不同。低烈度地震影响时，主要破坏部位是填充墙等非结构构件的破坏，高烈度地震影响时主体结构构件会出现不同程度的破坏。钢筋混凝土房屋的主要震害特征有：

图1-2-52　玉树地震中砌体建筑的碰撞破坏

图1-2-53　汶川地震中德阳水利局办公楼的碰撞破坏

3.1　不同结构体系的震害明显不同

纯框架结构震害最重，框架－抗震墙结构次之，抗震墙结构震害最轻。

⒈ 框架结构

纯框架结构的抗侧刚度小，地震作用下的变形大。低烈度地震影响时的主要破坏部位是填充墙、伸缩缝等非结构部位，高烈度地震影响时由于承载力相对偏低，且缺少多道抗震设防，主体结构会发生严重破坏甚至倒塌。图1-3-1是汶川地震中某10层框架结构，主体结构完好无损，但框架填充墙发生严重破坏。图1-3-2是阿尔及利亚某16层纯框架结构，主震中主体结构发生严重破坏，梁、柱端出现塑性铰，余震中结构倒塌。

图1-3-1　填充墙震害照片

图1-3-2　纯框架结构震害严重

单跨框架较多跨框架震害严重。单跨框架结构的冗余度小，柱端发生破坏后，房屋易形成机构发生整体倒塌。如集集地震中彰化县员林镇宝贵名门大楼，16层单跨框架结构，地震中下部6-层破坏严重造成整体结构倒塌，见图1-3-3。

图1-3-3　彰化县员林镇宝贵名门大楼

单向框架较双向框架破坏严重。老旧框架结构设计中，常对横向框架进行抗震分析，而对纵向按连系梁考虑，仅考虑其承担垂直荷载，在箍筋配置和纵筋的锚固上也按一般梁考虑。这类框架结构的纵向抗震能力很弱，地震中破坏严重。

⒉框架-填充墙结构

嵌砌于框架间的填充砖墙在地震时与钢筋混凝土框架共同承受水平地震作用，在一定程度上约束了框架的侧移，填充墙破坏是最为普遍且较严重的震害现象。唐山地震中，遭受8度影响的天津友谊宾馆、人民大楼、天津医院等框架结构的填充墙都有明显的震害，北京地区只有6度，但填充墙的破坏仍较普遍。填充墙对框架结构的影响不容忽视

⒊框架－抗震墙（或抗震墙）结构

框架－抗震墙或抗震墙结构具有较高的抗侧刚度和抗震承载力，且有多道抗震防线，地震时框架-剪力墙结构的剪力墙和剪力墙结构中的连梁成为第一道抗震防线，保护了主要主要竖向承重构件的安全，该类结构在地震作用下的破坏比较轻微。由于层间变形较小，填充墙等非结构构件的破坏相比纯框架结构要轻得多，但主体结构受高烈度地震影响也会发生破坏。

3.2　结构体型和平面布置对震害有很大影响

⒈平面布置不规则结构震害严重

刚度不均匀的多层框架结构破坏率明显增高。L形等不对称平面的建筑，主要抗侧力构件布置不均匀结构，或电梯间明显偏置的结构，地震时因扭转效应端部框架破坏严重。如都江堰中医院住院部大楼，七层框架结构，平面呈L形，汶川地震中大楼一翼完全倒塌（见图1-3-4）。

⒉立面布置不规则结构震害严重

大底盘塔楼结构的群房顶层与塔楼底由于体型的突变引起刚度突变，使塔楼在接近裙房的楼层相对较为柔弱，地震时因塑性变形集中效应而产生较大的层间变形，是房屋的薄弱部位。

突出屋顶的收进建筑（如楼梯间、突出屋顶装饰物或设施），同样由于突出屋顶部分的刚度比主体结构小得多，地震时的鞭梢效应加大了地震作用而遭到破坏，图1-3-5是都江堰某商务酒店，五层框架结构，地震中出屋面仿古塔建筑倾倒；图1-3-6是都江堰基督教堂，框架结构，底部结构轻微破坏，出屋面塔楼严重破坏。

图1-3-4　都江堰中医院住院部大楼

图1-3-5　都江堰某商务酒店

图1-3-6　都江堰基督教堂

有些建筑利用顶层设置大会议室、多功能厅，有些中柱被取消改为大跨结构，框架梁刚度较框架柱大很多形成梁、柱事实上的铰接连接方式，顶层的抗侧刚度较小一层减小很多，地震时顶层产生变形集中而加重震害（见图1-3-7）。

结构沿竖向刚度或承载力突变形成柔软层或薄弱层，地震中柔软层或薄弱层破坏严重或倒塌，这类震害在历次大地震也比较常见。图1-3-8是阪神地震震害照片，该建筑柱子在同一楼层由下部的钢骨混凝土柱（SRC）变为普通钢筋混凝土柱，造成承载力突变致使中间层倒塌。汶川地震中，许多框架结构由于底层用作商铺需有大空间，而上部作住宅用设有很多的填充墙，造成抗侧刚度沿竖向的突变，地震中这些房屋底部1～2层整体倒塌（见图1-3-9）。

图1-3-7　顶层空旷房屋

图1-3-8　薄弱层震害照片

图1-3-9　柔软层震害照片

更有说服力的例子是马拿瓜地震中美洲银行与中央银行的震害对比。

图1-3-10是美洲银行的标准层结构平面图与剖面图，其抗侧力系统是由连梁连结的四个L型的筒体组成，均匀对称布置。地震后仅连梁遭到破坏，稍加修理后继续使用。

图1-3-10　美洲银行结构平面及剖面图

图1-3-11是中央银行的结构平面图与剖面图，主要缺陷有：⑴主塔楼在4层楼面以上，北、东、南三面布置了64根0.20m宽的小柱子(净距1.2m)，支承在4层楼板的过渡大梁上，大梁又支承在其下的10根1.0m×1.55m的柱子上(柱子的中距9.6-m)，形成竖向转换；⑵楼梯间偏置(主楼西端)，再加上西端有填充墙，地震时产生极大的扭转效应；⑶　4层以上的楼板仅5cm厚，搁置在长14m高45cm的小梁上，楼面体系柔弱，在水平地震作用下产生很大的楼板水平变形和竖向变形。

中央银行的主要震害有：⑴5层周围柱子严重开裂，钢筋压屈；⑵电梯井的墙开裂、混凝土剥落；⑶横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板，宽达10mm；⑷填充墙及其它非结构构件均严重破坏或倒塌；⑸楼梯间堵塞，影响人员疏散。震后该楼无法修复而拆除。

图1-3-11　中央银行结构平面及剖面图

3.3　主要结构构件的破坏特征

⒈框架梁

框架梁一般情况下是在两端产生竖向裂缝，震害轻者在贴近梁端处有一条细微裂缝，高度仅及梁高的一半左右；稍重时裂缝延伸至梁顶，裂缝数量增加，再重者发展到局部混凝土剥落；震害严重时，靠近梁端部的混凝土局部严重酥裂，主筋弯折，甚至有滑移现象。图1-3-12是都江堰某建筑无楼板处框架梁的梁端竖向裂缝照片。

有些净跨与梁高之比小于4的短梁会在两端出现斜裂缝，且斜裂缝延伸很大（见图1-3-13、图1-3-14），与楼梯连接的框架梁，受楼梯抗侧刚度的影响，梁端出现斜裂缝（见图1-3-15）。

图1-3-12　梁端竖向裂缝

图1-3-13　汶川地震中短梁斜向裂缝

图1-3-14芦山地震中梁端斜裂缝

图1-3-15玉树地震中与楼梯相连的框架梁端斜裂缝

⒉框架柱

框架柱的震害一般为柱端弯曲破坏，以及由于填充墙不合理砌筑引起的短柱破坏，轻者是水平裂缝，重者混凝土压酥，短柱剪切破坏，钢筋外露、压屈和箍筋崩脱。震害的严重程度可归纳为：柱顶重于柱底，角柱、边柱重于内柱，短柱震害最为严重。

图1-3-16　框架柱顶破坏

图1-3-17　框架底层柱底破坏

柱顶重于柱底的主要原因是：⑴以往建造的非抗震设计的房屋，施工时通常在楼面上搭接，柱根部纵筋较多；⑵箍筋的配置在柱根部搭接处通常加密，而非抗震设计中柱顶没有加密区，混凝土没有得到必要的约束而发生剪压破坏；（3）柱顶、梁底处通常是混凝土浇筑的施工缝，施工质量控制不严，经常出现夹渣、冷缝、箍筋间距过大等问题，形成天然的质量缺陷。（见图1-3-16）

但框架底层柱的柱底可能震害会加重（见图1-3-17），这是由于框架底层柱通常在基础面上进行纵筋搭接，室内地面常有刚度较大的混凝土地坪，而底层柱底又是整个框架与地面这个自然大底盘的交接处，此处刚度突变，又是框架剪力和弯矩最大的截面。

角柱震害严重的原因是：⑴角柱为双向偏压构件，在斜向地震作用下，地震作用的双向偏心与重力荷载的双向偏心叠加，使角柱的地震承载力更显不足；⑵水平地震作用引起较大的倾覆力矩，角柱受到的附加轴力最大；⑶平面不对称结构产生扭转效应，角柱的侧移比其它柱要大，承受的扭转作用最多；（4）由于角柱仅与两根梁连接，相较于边柱和中柱，框架梁对角柱节点的约束较差，地震时易发生破坏。

短柱不利于抗震。同一楼层中如果长、短柱同时存在，则短柱由于刚度大承担较多的地震力而遭到剪切破坏，其破坏形式为出现斜裂缝、裂断或混凝土压溃后钢筋呈灯笼状破坏（图1-3-18）。框架结构常见的是由于填充墙的不合理砌筑形成短柱，如在框架填充墙中由于刚性嵌固于带形窗上下，使原来的长柱在带形窗区段形成短柱而剪切破坏，也有墙体未砌筑到顶，使上段框架柱形成短柱而破坏（图1-3-19）。此外由于框架柱两侧的梁标高不一致（包括楼梯间休息平台对框架柱的约束）也会形成短柱（图1-3-20）。

图1-3-18　短柱破坏严重(www.daowen.com)

图1-3-19　填充墙不合理砌筑形成短柱

图1-3-20　楼梯间休息平台约束形成短柱

⒊梁柱节点

钢筋混凝土框架节点破坏的程度随着遭遇地震烈度的增加而加剧，梁柱节点在水平向地震作用下，左右梁顺时针绕节点的同方向弯矩和上下柱逆时针绕节点的反方向弯矩作用，在节点处引起的剪力比柱子的剪力大得多，并使节点域受到一个对角方向的压力和另一对角方向的拉力，当节点域的主拉应力超过混凝土抗拉强度时，即产生剪切型斜向裂缝。地震作用反向时，将在另一方向产生斜裂缝，地震作用的往复作用，节点域可能产生多条交叉裂缝，混凝土剥落、酥裂，梁、柱纵筋在节点区的锚固失效（见图1-3-21）。

图1-3-21　梁柱节点剪切破坏

⒋抗震墙震害

抗震墙的破坏部位主要是连梁和抗震墙的底部。图1-3-22是都江堰市岷江国际大厦（16-层框架－核心筒结构），震后连梁剪切开裂，抗震墙底部混凝土压碎、钢筋压屈，剪力墙部分水平错动，竖向钢筋剪断。图1-3-23是汶川地震中都江堰公安局大楼（11层框架－抗震墙结构，建于1995年）震害照片，连梁产生斜向剪切裂缝，外围护墙和内隔墙中等程度破坏。

图1-3-22　都江堰岷江国际大厦震害

图1-3-23　都江堰公安局大楼

3.4　楼梯震害

汶川地震中一个突出的震害现象是钢筋混凝土结构房屋中现浇楼梯的大量破坏，其震害主要表现为：在地震作用下，楼梯板混凝土拉裂、压酥或者发生剪切裂缝，钢筋拉断或压曲，楼梯板破坏严重甚至垮塌；休息平台梁板跨中部位和平台梁端部出现剪切裂缝、平台梁与板之间、平台梁与楼梯板出现水平裂缝；梯柱大部分受弯破坏，部分为短柱受剪破坏；楼梯构件折断甚至发生垮塌（见图1-3-24～35）。

图1-3-24　框架结构楼梯跨中水平裂缝

图1-3-25框架结构弧形楼梯端部开裂

图1-3-26　框架结构预制楼梯板塌落

图1-3-27　框架结构楼梯板断裂，主筋弯曲

图1-3-28　框－剪结构底层楼梯板剪切破坏

图1-3-29　框架结构底层楼梯破坏

图1-3-30　框架结构底层楼梯板垮塌

图1-3-31　框架结构楼梯板多处断裂

图1-3-32　框架－剪力墙结构楼梯平台梁板破坏

图1-3-33　框架结构楼梯悬挑平台板跨中剪切破坏

图1-3-34　框架结构底层楼梯平台板坍塌

图1-3-35　框－剪结构底层楼梯平台梯梁跨中折断

通过震害总结，框架结构的楼梯震害情况主要表现为楼梯梁中部和两端破坏、楼梯板在1/3跨处破坏，休息平台板跨中部、与梯梁交界处破坏，梯柱顶端破坏，随着层数的增高，楼梯的破坏程度逐渐减轻。框－剪结构和砌体结构中楼梯的破坏部位和破坏形态与框架结构的相似，但破坏程度比框架结构的轻，主要是因为这两种结构的抗侧刚度较大，层间位移较小所致。

通过理论分析，由于层间位移的影响，现浇楼梯在框架中起了“K”形支撑的作用：当层间位移发生时，一个梯板段受拉，另一梯板段受压，楼梯梁、平台板受弯、剪、扭综合作用，反复作用使得框架结构的楼梯梯板和平台梁、板出现了不同程度的损坏。（图1-3-36）有限元模型分析验证了楼梯参与主体结构的抗震（图1-3-37）。结构分析应考虑现浇楼梯参与主体结构抗震作用，为了避免框架结构楼梯在地震作用下形成“K”形支撑带来的不利影响，应采取措施使楼梯与主体结构隔离开来的构造措施，并根据分析结果进行楼梯的设计；或者增大主体结构侧向刚度措施，尽可能减少楼梯参与主体结构的抗震作用。

图1-3-36　框架受地震作用后楼梯变形及受力

图1-3-37　楼梯参与框架抗震计算的应力图

3.5　其他震害

⒈填充墙震害

砌体填充墙和围护墙刚度大而承载力低，变形能力差，地震中首先承受地震力而遭受破坏。填充墙破坏和围护墙破坏是多、高层钢筋混凝土房屋建筑最为普遍且较严重的现象，6度地震影响时即有震害、8度及以上地震影响时震害严重，表现为墙体与主体结构脱开，或出现斜裂缝及交叉裂缝（图1-3-38），或局部、全部出平面外倒塌，特别是填充墙与主体结构无拉结措施时（图1-3-39）。

图1-3-38　填充墙出现交叉裂缝

图1-3-39　填充墙无拉结措施出平面闪塌

框架结构中楼、电梯间填充墙的破坏程度较其他部位的墙体严重。虽然规范要求“非承重墙体宜优先采用轻质墙体，采用砌体墙时，应采取措施减少对主体结构的不利影响”，但由于相应的施工措施要求比较高，很少有人采用柔性连接的做法，导致砌体墙基本是嵌固于框架内。因为嵌砌填充墙后刚度较大，承担的地震剪力也大，但墙体的承载能力又较差，因而出现剪切破坏，严重者墙体倒塌堵塞通道（图1-3-40）。

空心砌体墙震害重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。特别是大孔径多空心砖填充墙，地震中因空心砖劈裂导致拉结筋失效，造成墙体大面积开裂甚至倒塌（图1-3-41）。

图1-3-40　楼梯间填充墙倒塌堵塞通道

图1-3-41　砌体劈裂导致拉结失效

汶川地震中还发现圆弧形填充墙的破坏要比直线形的填充墙破坏严重，这主要是由于填充墙与主体结构的拉结措施难以发挥应有的作用（见图1-3-42）。

图1-3-42　圆弧型填充墙的震害

　填充墙除了自身震害外，对主体结构的影响应该引起重视。由于填充的墙的不合理砌筑　，一方面可以形成短柱，造成脆性破坏；另一方面，在同一层平面上，由于填充墙的偏置，使结构产生扭转效应，在不同楼层上，由于填充墙布置不均匀，易形成刚度突变，形成薄弱层。而结构计算软件仅仅是通过对结构自振周期进行折减、整体放大地震作用，来考虑填充墙的影响，对于均匀、对称、不产生短柱效应的填充墙来说，这种措施是合适的，但实际工程比较复杂，填充墙往往是根据建筑使用功能来设置的，且使用过程中经常出现填充墙的拆除或重新布置，使结构计算模型与实际受力状态出现较大的偏差，计算软件的上述措施并不能保证结构的安全。因此建议内部填充墙采用轻质隔墙，或采用预制墙板通过上、下槽钢与主体结构连接，外围护墙建议采用主体结构施工完毕后的二次浇注轻质混凝土墙，与主体结构之间设有变形缝，用柔性材料连接，既可以减少填充墙对主体结构的不利影响，使计算模型与实际结构受力状态接近，同时又可减少填充墙的损伤。

如果考虑砌体填充墙的抗震能力，应保证填充墙设置均匀、对称、上下连续，并且每层应先砌墙后浇框架梁柱。

⒉防震缝震害

不规则结构可通过防震缝分成若干个相对比较规则的结构，规范中对防震缝的设置及缝宽有明确的要求。然而，实际工程中虚设防震缝或是防震缝宽度不足，地震中防震缝两侧的结构仍然发生碰撞造成结构的破坏。

⑴虚设防震缝

防震缝未自下而上彻底断开，或是设置了防震缝，但施工时未拆除缝间的模板，未清理干净缝内的渣土，造成防震缝的虚设，起不到防震缝的作用。

⑵缝宽不足

一些老旧建筑只是设置了变形缝或沉降缝，一般缝宽仅有30mm～40mm，不满足规范的要求；一些建筑则未按规范的要求设置防震缝，或按规范要求设置了防震缝，但实际地震超过了规定的设防烈度；防震缝两侧相邻建筑物的高度不同或层高不同，一侧房屋的楼板撞击另一侧房屋的柱子。图1-3-43是汶川地震中两栋相邻建筑发生碰撞造成破坏的照片，图1-3-44则是两侧建筑高度不同相互碰撞。

图3-43　相邻建筑碰撞破坏

图3-44　相邻建筑高度不同发生碰撞