（1清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室；2北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京 100124）

　　强烈地震是对建筑结构抗震性能最严峻的考验。2008年中国汶川Ms 8.0级地震与2023年土耳其Mw 7.8级和Mw 7.5级序列地震，均引发了大规模的建筑倒塌和严重的人员伤亡，为地震工程领域提供了极具研究价值的震害案例。本文旨在对这两次典型地震事件中建筑倒塌的案例特征、核心机制、数值模拟研究进展及震后抗震对策进行系统性的回顾与对比分析，以期揭示在不同社会经济背景、主流建筑体系及规范标准下，建筑结构在强震作用下的共性失效模式与差异性表现。研究表明：底层软弱层失效、施工质量控制不足以及抗震构造措施缺陷是导致建筑倒塌的共性关键因素。然而，其失效模式亦存在显著差异：汶川地震的倒塌案例以未经抗震设计的砌体结构为主体，而土耳其地震则集中表现为钢筋混凝土框架结构因“强梁弱柱”、配筋构造不当等问题引致的脆性破坏。在震后对策方面，中国侧重于抗震设计规范的系统性修订和既有建筑的大规模加固；土耳其则面临着确保新版规范得以严格执行与应对庞大存量老旧建筑抗震性能不足的双重挑战。

　　对强震震害的系统性调查与分析是推动地震工程学发展的关键驱动力。历史上每一次特大地震，都在检验现有工程理论与实践的同时，暴露出潜在的知识盲区与技术缺陷，从而推动抗震设计理念、计算方法和规范体系的革新。2008年5月12日发生于中国四川省的汶川Ms 8.0级地震，造成了近7万人遇难，500多万人无家可归，另有2300万栋建筑遭受不同程度的破坏[1-4] 。2023年2月6日，土耳其南部与叙利亚北部边境地区在9h内接连遭遇Mw 7.8级和Mw 7.5级两次强烈地震，导致超过5.3万人丧生，逾51.8万栋建筑在主震或强余震中严重受损或倒塌[5-8]。

　　这两次地震事件，尽管在发震构造、场地条件及社会文化背景上存在差异，但因其相似的巨大破坏规模、相近的社会发展阶段以及建筑存量中均包含大量抗震性能不足的结构，为地震工程领域提供了具有重要科学价值的对比研究案例。通过深入比较分析2008年中国汶川地震与2023年土耳其地震中建筑倒塌的宏观现象与微观机制，不仅能够揭示超越地域限制、具有普遍性的结构抗震薄弱环节，也能识别出由特定建筑文化、技术水平和规范演化路径所引致的差异性问题。

　　既有研究多聚焦于对单次地震的震害分析。汶川地震后，中国学者对砌体结构、钢筋混凝土（RC）框架结构的震害机制进行了系统研究[2,9]，其成果直接推动了《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）的重大修订。土耳其地震后，国际工程界迅速对其RC框架建筑大规模倒塌的原因展开调查。然而，将这两次重大地震的震害研究成果进行横向对比的系统性综述尚不多见。

　　本文旨在填补此项空白，通过对现有公开文献、调查报告和学术研究成果的梳理与整合，从以下4个维度对两次地震的建筑倒塌研究进行对比与剖析： 1）典型倒塌案例特征； 2）核心倒塌机制；3）倒塌过程数值模拟研究； 4）震后抗震对策与规范改进。通过此项对比研究，期望能为深化对强震作用下建筑结构失效行为的认识、优化未来抗震设计理论与防灾策略提供科学依据。

　　汶川地震的震害分布呈现出显著的城乡差异性。在广大的农村及乡镇地区，倒塌建筑的主体是未经工程设计的传统砌体结构[10]。此类建筑多为当地居民自建的砖（石）木或砖混结构，其抗震性能的先天不足主要体现在：

　　(1)材料性能与结构整体性：承重墙体普遍采用低强度等级的砂浆砌筑黏土砖或毛石，材料固有的脆性使其抗剪和抗拉能力极低（图1）。墙段之间、墙体与楼（屋）盖之间缺乏可靠的拉结措施，无法形成协同工作的空间结构体系。

　　(2)抗震构造措施的缺失：绝大多数民居未按规范要求设置钢筋混凝土构造柱和圈梁（图2）。这些关键的约束构件能够显著提升砌体墙的变形能力和结构的整体性，其缺失是导致墙体在地震往复作用下快速崩解、结构瞬时丧失竖向承载力的直接原因[11]。

　　(3)楼盖系统的连接薄弱：楼盖系统大量采用的预制混凝土楼板，其与承重墙的搭接长度不足且无有效的锚固连接，在强震中极易发生滑移、脱落，进而触发连续性倒塌（图3）。

　　在县城及以上城镇区域，RC框架结构是主要的建筑形式。总体而言，严格遵循当时实施的《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）设计和施工的RC建筑，多数实现了“大震不倒”的设防目标，其损伤主要表现为填充墙等非结构构件的开裂与破坏。然而，部分RC结构，特别是存在设计缺陷或建造年代较早的建筑，亦发生了严重破坏乃至倒塌。其典型失效模式包括：

　　(1)底层软弱层破坏：部分建筑底层因商业或交通功能需求而设为开敞空间，导致底层侧向刚度远小于上部楼层，形成刚度突变。地震作用下，层间变形和能量耗散需求过度集中于此薄弱底层，引致底层柱体先行破坏，上部结构整体下陷，形成特征性的“软脚”式倒塌（图4）。

　　(b) 底层柱顶 ▲ 图4 都江堰新建住宅楼RC框架结构薄弱底层破坏[10]

　　(2)平面不规则导致的扭转破坏：以部分学校教学楼为代表，因采用单侧走廊的建筑布局，导致平面刚度中心与质量中心严重不重合。在地震动输入下，结构产生显著的扭转效应，使得远离刚心的柱体承受过大的位移和内力组合，最终因承载力不足而破坏，并引发结构整体扭转垮塌（图5）。

　　(3)“强梁弱柱”与节点失效：框架结构的设计未能满足“强柱弱梁”的延性设计原则（图6），或梁柱节点核心区的箍筋配置不满足抗震构造要求（图7），导致地震中柱端先于梁端形成塑性铰，甚至发生脆性剪切破坏，从而使结构丧失侧向稳定性。

　　值得强调的是，汶川地震中采用框架-剪力墙结构或剪力墙结构的建筑表现出优异的抗震性能。例如，震中附近绵阳市的一栋30层框架-剪力墙结构高层建筑仅受到轻微损伤，承重结构没有损坏，少量围护结构有一些细小裂纹（图8）。这充分证实了设置足够数量和合理布置的剪力墙，对于提供结构初始刚度、有效控制侧向位移和增强结构体系冗余度的关键作用。

　　与汶川地震的震害多样性不同，2023年土耳其地震的倒塌建筑类型主要为4~12层的中、高层钢筋混凝土框架结构公寓楼。其整体结构的倒塌模式是“煎饼式”倒塌，即楼板在竖向支撑构件失效后几乎垂直下落、层层叠压，导致内部生存空间被完全破坏（图9）。这种倒塌模式主要是由竖向承重柱的失效所致。

　　(b)土耳其哈塔伊（Hatay）多栋建筑连续倒塌[13] ▲ 图9 “煎饼式”连续倒塌

　　(1)施工质量缺陷：对倒塌废墟的勘察揭示了广泛存在的施工质量问题。大量倒塌建筑的柱构件中使用了握裹性能较差的光面钢筋；纵向钢筋的锚固长度不足；箍筋间距过大、直径偏细，且末端常为90°弯钩而非规范要求的135°抗震弯钩（图10）。这些构造缺陷导致核心混凝土在循环荷载下无法得到有效约束，极易发生压溃；纵筋因锚固失效而拔出；箍筋的过早张开则使柱体迅速丧失抗剪能力和塑性变形能力[14]。

　　(2)“强梁弱柱”设计缺陷：许多建筑的梁截面尺寸较大，而柱截面相对纤细，形成了“强梁弱柱”的不利体系，违背了现代抗震设计中“强柱弱梁”的基本原则。地震作用下，更为脆弱的柱构件先于梁发生破坏，导致结构竖向传力路径中断（图11）。

　　(3)底层软弱层失效：底层用作商业、上层为住宅的建筑形式在土耳其城市中极为普遍，构成了典型的软弱层结构。此类建筑的底层柱在强烈地震作用下下发生系统性失效，是本次地震中“煎饼式”倒塌最直接、最普遍的触发机制（图12）。

　　(4)短柱效应：因填充墙仅砌至窗台高度，使得被墙体部分束缚的柱段有效长度缩短，刚度剧增，形成短柱效应。在地震作用下，该短柱段会承担远超其设计能力的剪力，极易在填充墙顶面位置发生脆性剪切破坏，成为结构倒塌的重要诱因（图13）[5]。

　　值得注意的是部分新建建筑的失效，部分遵循2018年最新土耳其抗震规范[15]设计建造的新建建筑也发生了倒塌，如图14 所示的安塔基亚市的“复兴住宅”（Rönesans Residence）。该地区的实际地面运动强度可能超越了规范的设防基准，对结构造成了更严重的破坏[16]。

　　(1)共性因素：施工质量控制与抗震概念设计是决定建筑结构在强震中性能表现的共性关键因素。无论是汶川地震中的传统砌体结构还是土耳其地震中的RC框架结构，凡是存在严重构造缺陷、违背基本抗震原则（如避免刚度突变和扭转不规则）的建筑，均表现出极高的倒塌风险。

　　(2)差异性根源：倒塌建筑类型的差异，反映了中国和土耳其在特定历史发展时期主流建筑体系的不同。汶川震区在2008年时仍保有大量传统砌体民居，其抗震性能的显著短板在此次地震中被充分暴露。而土耳其在近几十年的快速城市化进程中，大规模建造了RC框架公寓楼，其风险则集中于该类结构的设计实现度与施工质量控制。

　　(3)结构冗余度的重要性：汶川地震的经验证实，采用框架-剪力墙等多道抗侧力防线的结构体系具有优越的抗倒塌能力。土耳其地震的教训则从反面印证了这一点：大量纯框架结构由于缺少剪力墙等刚度更大、延性更好的抗侧力构件作为冗余支撑，一旦柱系统失效，便缺乏有效的冗余抗力路径，导致整体失效。

　　汶川地震建筑倒塌的核心机制，可归结为砌体材料的脆性破坏及RC结构体系延性能力的不足。

　　砌体结构主要表现为剪切破坏机制，特别是无筋砌体结构，其倒塌是典型的脆性破坏过程。在地震水平惯性力作用下，墙体首先沿砂浆灰缝或块体本身出现交叉斜裂缝，即面内剪切破坏。随着位移的持续增大，裂缝贯通，墙体被分割成若干不稳定的块体，最终在重力及惯性力作用下向内外侧倾倒，发生面外失稳。由于缺乏构造柱和圈梁的有效约束，局部墙体的破坏无法被限制，并迅速扩展至整个结构，导致整体垮塌。

　　RC框架主要表现为柱失效机制，倒塌的RC框架结构大多数都是因为柱构件提前失效导致结构系统延性降低，主要表现有：

　　(1)软弱层柱的剪切-弯曲复合破坏：在软弱层中，柱体承受了不成比例的层间位移需求，导致其两端迅速进入非线性受力状态。若柱端箍筋配置不足以提供足够的约束，柱体将无法发展出充分的塑性转动能力，发生突然的、非延性的破坏模式。

　　(2)扭转效应下的柱破坏：平面不规则的结构在扭转振动时，角部或远离刚心的柱体会承受额外的剪力和变形，这加速了其损伤累积和破坏进程。

　　(3)“强梁弱柱”机制下的柱端塑性铰形成：当柱的抗弯能力弱于与其相连的梁时，塑性铰会优先在柱端形成。若多根柱子在同一楼层同时形成塑性铰，将导致该楼层形成失稳机构，无法继续抵抗水平荷载，从而引发结构倒塌。

　　此外，结构体系整体性的缺失也是导致两类结构倒塌的重要原因。震害表明无论是砌体还是RC框架，倒塌建筑普遍缺乏一个鲁棒的结构体系。这意味着当某个或某些关键承重构件失效后，结构没有预设的替代荷载传递路径来重新分配内力，从而导致局部破坏迅速演化为全局性的连续倒塌。整体性鲁棒机制的缺失，使得结构难以形成有效的整体抗震耗能机制，进一步降低结构系统的延性和承载力。

　　土耳其地震的倒塌机制更为集中地指向了RC柱构件在材料、构造和设计层面的多方面缺陷所导致的脆性失效。

　　(1)柱的脆性剪切破坏：这是本次地震中最主要、最普遍的倒塌机制。由于箍筋配置严重不足（间距过大、未使用135°抗震弯钩），柱的核心混凝土在轴向压力和反复弯剪的共同作用下无法得到有效约束。地震过程中，混凝土保护层剥落，核心混凝土被压碎，纵筋压屈，最终导致柱体承载力瞬间丧失。这种破坏发生在柱的延性能力被充分利用之前，是典型的脆性剪切破坏。

　　(2)底层软弱层机制：强震作用下，底层柱承受极大的楼层剪力，产生巨大的侧向位移，而施工质量低劣的柱进一步削弱其抗剪能力，导致了底层柱体的系统性失效。

　　(3)P-Δ效应（重力二阶效应）：对于一些相对高柔的框架结构，在强震引起的巨大侧向位移（Δ）下，楼层重力（P）会产生一个显著的附加倾覆力矩（P×Δ）。这个二阶效应会进一步增大柱体的弯矩和剪力需求。当侧向位移过大时，P-Δ效应可能主导结构响应。土耳其地震中部分高层建筑的整体倾斜甚至倾覆，与P-Δ效应的失控密切相关。

　　(4)填充墙的复杂作用：砌体填充墙虽为非承重构件，但在地震作用初期会与框架协同工作，显著增加结构的整体刚度。然而，这些填充墙本身是脆性的，在强震下会率先开裂、破碎。其突然失效会导致结构动力特性的突变，并可能因其在不同楼层的不均匀破坏而形成新的刚度不规则性（即新的软弱层）或引发结构扭转，从而加剧了倒塌风险。

　　共性：两次地震的核心倒塌机制均指向竖向承重构件的脆性失效。汶川地震中是砌筑墙体，土耳其地震中是RC柱。此外，“软弱层”作为一种极其危险的结构体系缺陷，在两次灾难中均是导致大规模倒塌的关键致灾因素。

　　差异：汶川地震的机制分析更多地反映了抗震设防体系“从无到有”的建设阶段问题，即大量建筑未经现代抗震设计。而土耳其地震的机制分析则揭示了在具备现代设计体系后，如何实现“从有到优”的挑战：虽然采用了现代RC框架体系，但在延性设计目标的落实、施工质量控制方面仍存在大量问题。此外，土耳其地震强烈的近断层脉冲型地震动特性，使得P-Δ效应等与大变形相关的失稳机制表现得更为突出。

　　3.1 汶川地震后的模拟研究：研究范式从单体结构精细化向区域尺度评估拓展

　　(1)单体建筑倒塌过程精细化模拟：相关研究人员开发了能够模拟结构从弹性、弹塑性变形、构件断裂、碰撞直至最终形成废墟堆积全过程的数值方法，有效复现了多种倒塌模式与过程，并据此深入分析了倒塌的触发机制[15]。这类研究为定量理解倒塌机理、科学评估加固方案效果提供了有力的分析工具。

　　(2)区域尺度建筑群地震响应与倒塌模拟：依托高性能计算技术的发展，研究人员开始进行面向整个城镇或城区的建筑群地震响应模拟。通过建立覆盖不同结构类型（砌体、框架、框架-剪力墙等）的简化非线性模型库，并输入空间地震动场，实现了对区域性建筑破坏分布的预测，可为震后损失评估、应急救援规划提供科学支持[18]。

　　尽管土耳其地震发生时间尚短，但相关的数值模拟研究已迅速展开，其显著特点是充分利用了本次地震获取的大量高质量、高强度的近场强震记录。

　　(1)基于实际震害的易损性分析：研究人员建立了代表土耳其不同时期（例如，遵循土耳其1975年旧抗震规范TSC—1975和2018年版的抗震规范TBEC—2018典型RC框架建筑的数值模型。采用非线性分析方法，输入本次地震的实际记录，计算结构在不同强度地震动下的损伤概率和倒塌概率，从而生成易损性曲线]。这些研究量化了新旧规范在抗倒塌能力上的理论差异，并与现场震害进行了对比验证，同时发现即使是按新规范设计的建筑，在遭遇本次地震的极端近场脉冲作用时，其倒塌风险依然不可忽视。

　　▲ 图15 新老建筑的易损性曲线)序列地震作用下的累积损伤模拟：针对本次“双主震”的独特序列，已有研究通过数值模拟探讨了建筑在经历第一次Mw 7.8级主震产生损伤后，其抵御第二次Mw 7.5级强震的能力。仿真结果表明，初震造成的结构刚度退化、构件开裂和钢筋屈服等累积损伤，会显著降低结构的抗倒塌储备，使其在后续强震中更易发生倒塌[20]。

　　汶川地震后的模拟研究，有力推动了结构倒塌全过程仿真理论与算法的发展，并将其应用向城市尺度的宏观灾害评估拓展。而土耳其地震则为强震记录驱动的结构易损性分析和超设防地震作用下结构性能的研究提供了重要的机遇。

　　汶川地震惨痛的震害教训，直接推动了中国抗震防灾体系的系统性提升，主要进展包括：

　　(1)抗震设计规范的全面修订：震后，中国修订了《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）[21]，并于2010年发布《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）。《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）显著提高了对学校、医院等人员密集场所的抗震设防类别；对砌体结构的构造柱、圈梁设置提出了更严格、更明确的强制性要求；加强了对软弱层、扭转不规则等不利于抗震的结构体系的限制和计算要求；并进一步强调了“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等延性设计原则的落实。(2)全国范围的校舍安全工程：中国政府在震后启动了“全国中小学校舍安全工程”，在数年内对全国所有存在安全隐患的中小学校舍进行了系统的排查、鉴定和加固或重建，提升了中国教育设施的整体抗震安全水平。

　　(3)既有建筑加固与农村民居抗震设防：在震后恢复重建中，大量受损但未倒塌的建筑得到了抗震加固。同时，国家出台了专门针对农村民居的抗震设计图集和技术导则，通过技术指导和政策补贴，引导和帮助农民建造符合抗震要求的安全住房。

　　(4)地震动参数区划图的更新：基于对汶川地震发震构造和地震动衰减规律的深入研究，中国修订了地震动参数区划图，科学地调整了部分地区的抗震设防烈度和设计地震动参数。

　　土耳其地震后的对策，更多地聚焦于如何将其技术先进的规范转化为实际的工程安全， 主要包括以下方面：

　　(1) 规范的执行与监管：土耳其2018年版的抗震规范TBEC—2018[15]在技术内容上已与国际先进水平接轨。此次灾难暴露的首要问题并非规范本身的技术缺陷，而是在设计、施工和验收环节普遍存在的违规操作、偷工减料和监管缺失。因此，重建过程中的首要任务是建立一套行之有效的、能确保规范被严格遵守的质量控制和法律问责体系。(2) 既有建筑的巨大抗震风险：据估计，土耳其全国（包括伊斯坦布尔等高地震风险大都市）存在数百万栋建于1975年旧抗震规范TSC—1975时期、抗震性能严重不足的建筑。如何对这部分巨大的存量建筑进行有效的风险排查、性能评估、加固改造或拆除更新，是一个极其艰巨的社会、经济和技术系统工程。

　　(3) 技术层面的未来发展方向：工程界正在积极探讨在未来规范中引入更严格的控制指标，例如强制性的最低剪力墙面积比，以避免高必赢网址柔纯框架体系的不当使用。此外，推广基础隔震和消能减震等高性能抗震技术，尤其是在医院、学校等关键公共建筑中的应用，已成为行业共识。本次地震中，多座采用基础隔震技术的医院建筑基本完好（图16），为这些技术的有效性提供了最有力的证明。

　　(4)国土空间规划与场地风险规避：在灾后重建规划中，必须充分考虑活动断层的位置，依法划定避让带，禁止在断层破裂带上进行永久性建设。同时，对于存在液化风险的软土地基区域，也应限制其开发强度和建筑类型。

　　通过对2008年中国汶川地震与2023年土耳其地震建筑倒塌案例的系统性对比研究，本综述得出以下主要结论：

　　(1)两次地震共同揭示了建筑结构在强震作用下的共性脆弱环节，主要表现为底层软弱层、平面与竖向不规则性、施工质量控制不足以及抗震构造措施的缺失，这些是导致建筑大规模倒塌的关键共性因素。

　　(3)从力学机制上看，两次灾害均源于竖向承重构件的脆性失效和结构冗余度不足。汶川地震的震害证实了多道抗侧力防线（如框架-剪力墙结构）的优越性，而土耳其地震的震害则反证了纯框架体系在缺乏可靠延性保证和冗余构件时的脆弱性。

　　(4)在研究与对策方面，汶川地震促进了中国在倒塌仿真、规范修订和公共建筑加固等方面的显著进步。土耳其地震则以丰富的强震数据和震害事实，为超设防地震响应、规范执行以及存量建筑风险防控提供了重要警示。

　　这两次地震共同表明：抗震安全是一项系统工程，依赖于规划、设计、施工与监管的全链条质量保障。未来需将教训切实转化为防灾行动，不断提升人居环境的抗震韧性。

　　第一作者：陆新征，清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，博士，教授，主要从事工程结构防灾减灾研究。

　　通信作者：李易，北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，博士，教授，主要从事工程结构防灾减灾研究。本文已于2025年11月13日通过知网首发。

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