一、什么是內(nèi)框架結(jié)構(gòu)
顧名思義，所謂的內(nèi)框架結(jié)構(gòu)是指外墻為磚墻承重，內(nèi)部由鋼筋混凝土柱承重的混合承重房屋。由于這種結(jié)構(gòu)體系是由內(nèi)外不同材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，必然存在兩種不同材料之間的協(xié)調(diào)作用問題，因此其受力性能是不好的。但在上世紀(jì)七十至九十年代，由于其具有比類似的框架結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)和施工簡(jiǎn)單的優(yōu)越性，又有磚墻承重結(jié)構(gòu)所達(dá)不到的較大空間的要求，因此在實(shí)際工程中采用較多。比如用于輕工業(yè)的多層廠房、商店和一些沿街住宅等。
從實(shí)際工程角度，內(nèi)框架結(jié)構(gòu)可以細(xì)分為下列幾種型式：
1.單排柱到頂，外墻承重的內(nèi)框架；
2.雙排柱或多排柱到頂，外墻承重的內(nèi)框架；
3.底層為單排柱或多排柱，上層為磚混結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)框架。
不論哪一類，它們的共同特點(diǎn)是，內(nèi)外或上下承重結(jié)構(gòu)的剛度極不一致，在抗震上必然帶來在地震時(shí)的協(xié)同作用問題，就結(jié)構(gòu)的抗震性能來說都是不好的。一般而言，抗震設(shè)計(jì)原則要求對(duì)剛度截然不同的結(jié)構(gòu)以防震縫分割，但在內(nèi)框架結(jié)構(gòu)中，則要求兩者統(tǒng)一起來，為共同抗御地震荷載而出力，理論上這兩者是矛盾的。因此，盡管在實(shí)際工程中，會(huì)要求這種結(jié)構(gòu)體系的房屋在結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)上加以保證，特別是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體連結(jié)和共同工作，以便達(dá)到共同發(fā)揮地震作用的目的，但由于其先天的缺陷，往往震害是比較嚴(yán)重的，因此，《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50011-2001版中，取消了單排柱內(nèi)框架結(jié)構(gòu)體系，而到了《建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50011-2010版中，則全部取消了內(nèi)框架結(jié)構(gòu)體系。此外，《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-2009中也明確，對(duì)于既有建筑抗震鑒定中的A類和B類建筑，這種結(jié)構(gòu)體系不適用于乙類建筑。
二、內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的震害情況
查找了關(guān)于此類房屋震害的調(diào)查資料，奇怪的是汶川地震后對(duì)于這類房屋震害的調(diào)查資料非常少，或者未見具體的震害情況總結(jié)，反而唐山地震后關(guān)于此類房屋震害調(diào)查資料相對(duì)比較系統(tǒng)，我猜測(cè)可能與這種結(jié)構(gòu)體系在當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用范圍有一定關(guān)系吧，也可能與現(xiàn)行規(guī)范取消了此類結(jié)構(gòu)體系，人們對(duì)此類結(jié)構(gòu)體系的關(guān)注相對(duì)不足有關(guān)。事實(shí)上，歷史存留的此類結(jié)構(gòu)體系的既有建筑是非常多的，加強(qiáng)對(duì)其的調(diào)查與研究是非常必要的。
本文相關(guān)內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的震害調(diào)查主要來自于中國(guó)建科院工程抗震研究所調(diào)查組在海城和唐山地震后發(fā)布的“內(nèi)框架房屋的震害分析及抗震設(shè)計(jì)問題”和北京市建筑設(shè)計(jì)研究院的“鋼筋混凝土內(nèi)框架房屋的抗震設(shè)計(jì)與加固”等資料。
根據(jù)對(duì)海城地震的調(diào)查，內(nèi)框架在7、8、9度區(qū)的破壞比例見表-1。
根據(jù)對(duì)唐山地震的調(diào)查，在唐山市區(qū)（10度/11度）倒塌的83%，中等或嚴(yán)重破壞的17%，無一幢完好。根據(jù)天津市區(qū)（7度/8度）的調(diào)查，內(nèi)框架震害嚴(yán)重破壞5%，中等破壞7.5%，輕微破壞35.5%，完好52%。震害調(diào)查中還表明：內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的破壞程度，除與烈度有關(guān)外，還與建筑物所在地基（基巖或軟土）、結(jié)構(gòu)布置（單排或多排）、施工方法（現(xiàn)澆或預(yù)制）及其質(zhì)量等有關(guān)。
調(diào)查結(jié)果表明，多層內(nèi)框架房屋的破壞特征與多層磚房屋相似，但比多層磚房屋震害稍重。不同的地震烈度下，多層內(nèi)框架房屋的破壞特征為：
在六、七度地區(qū)時(shí)，一般為中等程度以下的破壞。震害通常表現(xiàn)為橫墻或樓 電梯間的磚墻產(chǎn)生剪切裂縫，外縱墻沿窗口上下有水平裂縫，頂層外墻轉(zhuǎn)角部位開裂或外閃。
在八度地區(qū)時(shí)，一般為中等程度破壞，個(gè)別破壞較重。震害特征是磚墻開裂，如承重磚橫墻和山墻產(chǎn)生交叉或斜向剪裂縫。當(dāng)房屋的層數(shù)較多、總高太高和頂層有較大荷載時(shí)，上面幾層易發(fā)生倒坍。
在九度地區(qū)時(shí)，多數(shù)為嚴(yán)重破壞，個(gè)別是中等程度破壞。其破壞規(guī)律是上部嚴(yán)重下部輕。磚墻的開裂都比七、八度地區(qū)嚴(yán)重，錯(cuò)縫由幾厘米達(dá)十幾厘米。外墻轉(zhuǎn)角普遍出現(xiàn)裂縫，少數(shù)轉(zhuǎn)角甩掉。鋼筋混凝土柱在柱頂和柱腳處有水平裂縫， 一般是墻體破壞越重，鋼筋混凝土柱破壞也越重。在九度以上地區(qū)時(shí)，多數(shù)內(nèi)框架房屋倒坍，少數(shù)殘存一部分。個(gè)別的是墻體和柱嚴(yán)重破壞而未倒坍。
由上述資料的調(diào)查結(jié)果，內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的主要的震害表現(xiàn)為：
1).磚橫墻（含山墻）產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫；
這是內(nèi)框架房屋最常出現(xiàn)的裂縫。這類破壞常常是磚墻的主拉應(yīng)力不足而發(fā)生的剪切破壞。一般是山墻的破壞比內(nèi)橫墻嚴(yán)重。這種破壞與相鄰?fù)饪v墻盡端的破壞往往造成房屋角部產(chǎn)生V形裂縫或局部掉角倒坍。
當(dāng)與外縱墻盡端的承重磚垛一同倒塌時(shí)就使樓屋蓋的大梁折斷。
2).外墻磚垛的水平斷裂和錯(cuò)動(dòng)；
此種破壞現(xiàn)象主要發(fā)生在房屋的頂層和橫墻較少的多層內(nèi)框架。因?yàn)闄M墻間距較遠(yuǎn)，在橫向地震力作用下，屋蓋變形大，窗間墻受到較大的彎曲應(yīng)力和水平力而出現(xiàn)水平裂縫。有時(shí)這種裂縫在六七度地區(qū)時(shí)就產(chǎn)生，八度區(qū)裂縫明顯而普遍，在九度地區(qū)，由于地震力的反復(fù)作用，窗間墻除水平裂縫外，還常在窗間墻內(nèi)外邊緣出現(xiàn)砌體壓碎。有些砌體錯(cuò)動(dòng)嚴(yán)重。在高烈度地震時(shí)，由于外墻磚破壞外閃，會(huì)引起內(nèi)框架房屋倒塌。在縱向水平地震力作用下，縱墻磚垛出現(xiàn)交叉裂縫及水平裂縫。
3).山墻和外縱墻外閃；
山墻和縱外墻外閃甚至倒塌，這主要由于縱橫磚墻磚墻與樓屋蓋間聯(lián)結(jié)不良引起。施工質(zhì)量的好壞對(duì)這種破壞有很大影響，如縱橫磚墻之間用直搓，聯(lián)結(jié)圈梁用預(yù)制方案，板縫沒有灌澆混凝土，板上現(xiàn)澆層分層等施工方法使構(gòu)件之間聯(lián)結(jié)不良，大大降低了房屋抗震性能，就會(huì)加劇墻體外閃的震害。
4).樓電梯間的磚墻震害
樓電梯間的磚墻震害一般比其它墻嚴(yán)重，經(jīng)常產(chǎn)生交叉裂縫，或沿跑板方向的斜裂縫。一般上層震害比下層重。這是由于樓電梯間一般布置在內(nèi)框架房屋的盡端和樓電梯間剛度大，吸收地震力較多。加之樓電梯間錯(cuò)層、墻厚改變等因素，使受力情況復(fù)雜，更易引起磚墻裂縫。
5).鋼筋混凝土梁支座在磚墻處開裂和錯(cuò)動(dòng)
這是由于梁與磚墻錨固不牢，地震時(shí)框架與磚墻變形不協(xié)調(diào)，使梁撥動(dòng)和磚墻開裂錯(cuò)動(dòng)。
6).梁下磚垛局部壓酥及垂直裂縫
這是由于地震力的作用和砌體施工質(zhì)量差、磚及砂漿標(biāo)號(hào)不足引起。或在靜力計(jì)算中，磚垛應(yīng)力已用得很足，在地震力作用下又增加了應(yīng)力，使砌體產(chǎn)生裂縫或局部壓酥。
7).當(dāng)多層內(nèi)框架的平面形狀、立面和剛度突變或房屋的質(zhì)量中心和剛度中心不重合時(shí)，在地震力作用下常會(huì)遭受扭轉(zhuǎn)而加劇震害。
8).局部突出屋頂?shù)臉请娞蓍g，在地震力作用下破壞比較嚴(yán)重。據(jù)天津統(tǒng)計(jì)約有四分之一倒坍，六度地區(qū)亦有倒坍的震害。
9).鋼筋混凝土梁柱的破壞
多層內(nèi)框架房屋由于外墻和橫墻剛度大，內(nèi)柱剛度小，地震力主要由墻體來承擔(dān)，當(dāng)墻體破壞之后，鋼筋混凝土梁柱才承受大部甚至全部地震力。此時(shí)在柱頂大梁底部柱底樓面處出現(xiàn)水平裂縫，梁柱節(jié)點(diǎn)附近的梁亦有剪切裂縫。它的破壞程度 隨著橫墻的破壞情況而變化。當(dāng)樓板面荷重較大，引起地震力的增大，會(huì)使柱端劈裂。
10).內(nèi)框架填充墻的破壞與倒塌
在六度地區(qū)內(nèi)框架填充墻開始出現(xiàn)裂縫。七度和八度地區(qū)時(shí)只是裂縫開展 不同（八度時(shí)，有部分倒坍）。在九度地區(qū)，除上述破壞現(xiàn)象加劇外，有些填充墻 出現(xiàn)傾斜和倒塌；
總體上講，內(nèi)框架房屋的破壞的特點(diǎn)是上層破壞較下層為重，抗震性能最好的是多排柱到頂?shù)膬?nèi)框架房屋，這類房屋的鋼筋混凝土柱的裂縫一般比單排柱到頂內(nèi)框架房屋鋼筋混凝土柱的裂縫要小，單排柱到頂內(nèi)架房屋的抗震性能為第二，抗震性能最差的是底層內(nèi)框架而頂層為空曠的房屋。但這幾種內(nèi)框架房屋總的說來，區(qū)別并不十分顯著，就結(jié)構(gòu)的抗震性能來說都是不好的。因此，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行抗震鑒定時(shí)，應(yīng)更加予以關(guān)注，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體連結(jié)和共同工作。
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