關(guān)于磚混房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題及應(yīng)對措施的探討

1、<p>　　關(guān)于磚混房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題及應(yīng)對措施的探討</p><p>　　摘 要：磚混房屋是我國當(dāng)前建筑中使用最廣范的一種建筑形式，由于在磚混房屋的抗震設(shè)計(jì)存在著許多問題，從而降低了建筑物抵御地震災(zāi)害的能力，給建筑物的抗震和安全埋下隱患。本文作者從抗震設(shè)計(jì)的問題出發(fā)，就實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中所采取的一系列措施進(jìn)行了分析，以供參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 磚混房屋；

2、建筑結(jié)構(gòu)； 抗震設(shè)計(jì)；應(yīng)對措施 </p><p>　　Abstract: the use of brick masonry building is an architectural form of the wide range of current our country building, the seismic design of the masonry buildings exist many proble

3、ms, which reduces the ability to resist earthquake disaster of buildings, to the seismic safety of buildings and buried hidden danger. In this paper, the author from the seismic design problems, a series of measures adop

4、ted in design process in practical engineering are analyzed, for reference. </p><p>　　Keywords: masonry building; building structure; seismic design; measures </p><p>　　中圖分類號：TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章

5、編號：2095-2104（2013） </p><p>　　一、磚混結(jié)構(gòu)建筑物抗震設(shè)計(jì)方面存在的問題 </p><p><b>　　1、平面不規(guī)則 </b></p><p>　　對于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則的磚混結(jié)構(gòu)，建筑物質(zhì)心與剛度中心往往不易重合，在地震作用下會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)， 大大加劇地震的破壞力度;平面布局凹凸不齊， 局部突出的尺寸太大， 外墻

6、拐角過多， 地震時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象， 結(jié)構(gòu)易受破壞;平面剛度不均勻。建筑設(shè)計(jì)要求虛實(shí)對比， 使窗間墻寬窄不一， 使窗間墻剛度分布不均，地震時(shí)變形不協(xié)調(diào)，寬墻段因剛度大而容易受剪破壞， 窄墻段則易發(fā)生彎曲破壞， 致使薄弱部位提前破壞引起結(jié)構(gòu)整體破壞。 </p><p>　　2、 豎向剛度不均勻 </p><p>　　由于建筑使用功能的需要， 局部設(shè)置大空間房屋， 造成豎向墻體不連續(xù)， 產(chǎn)生剛

7、度突變和出現(xiàn)薄弱層。轉(zhuǎn)換承重梁過多， 傳力復(fù)雜，對抗震極為不利;建筑立面設(shè)計(jì)過分追求立面效果， 出現(xiàn)“頭重腳輕” 造成房屋重心過高。有些建筑物采用錯(cuò)落的立面， 突出屋面建筑部分的高度過高，地震時(shí)發(fā)生鞭梢效應(yīng)而造成結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的不均勻。外墻窗尺寸越來越大， 而窗間墻尺寸則越來越小，有的開間甚至取消整門外墻，在外墻上設(shè)帶形通窗、 玻璃幕墻， 使外縱墻幾乎完全喪失抗震能力。地震時(shí)變形不協(xié)調(diào)， 薄弱部門提前破壞引起結(jié)構(gòu)整體破壞。 <

8、/p><p>　　3、 磚混結(jié)構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)中構(gòu)造柱設(shè)置過多， 抗震磚墻不足資料表明，磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后能提高磚混結(jié)構(gòu)建筑物體側(cè)向擠出塌落的約束作用，設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱能使砌體的抗剪承載力顯著提高，提高砌體的變形能力，是有效的抗倒塌措施。但構(gòu)造柱對墻體的抗裂效果不明顯，一些磚混結(jié)構(gòu)在墻體數(shù)量少， 抗震不足時(shí)， 往往以增加構(gòu)造柱來彌補(bǔ)， 造成構(gòu)造柱兩側(cè)的磚砌體長度不足， 致使構(gòu)造柱不能有效地與磚砌體協(xié)同工作，形成了 “頭

9、重腳輕” 的結(jié)構(gòu)體系，對抗震極為不利。 </p><p>　　二、科學(xué)合理的布局建筑平面和立面 </p><p>　　建筑平面和立面的規(guī)整性是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)十分基礎(chǔ)、 重要的內(nèi)容。抗震設(shè)計(jì)中，建筑平面、 立面宜盡可能簡潔、 規(guī)則， 結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。對于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則的房屋質(zhì)心與剛度中心往往不容易重合，在地震作用下會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)， 大大加劇地震的破壞力度； 對體型不規(guī)則

10、的房屋應(yīng)注意偏離結(jié)構(gòu)剛心遠(yuǎn)端墻段的抗震驗(yàn)算。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕， 房屋重心盡可能降低， 避免采用錯(cuò)落的立面， 突出屋面建筑部分的高度不應(yīng)過高， 以免地震時(shí)發(fā)生鞭梢效應(yīng)， 同時(shí)應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的均勻性。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求， 不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，即使不可避免時(shí)， 也應(yīng)盡量在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫， 將體型復(fù)雜， 平面特別不規(guī)則的建筑布局分割成幾個(gè)相對規(guī)則的獨(dú)立單元。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能兼顧建筑造型，又

11、滿足使用功能要求的前提下， 將平面布置、 立面外觀造型設(shè)計(jì)得較為規(guī)整、 簡潔、 美觀大方； 同時(shí)又能有效地提高工程的抗震性能。 </p><p>　　三、建筑物總高度和總層數(shù)不應(yīng)超過規(guī)范限值 </p><p>　　新規(guī)范對建筑物總高度和總層數(shù)的限值有很明確的要求，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意總高度的計(jì)算方法和坡屋面時(shí)頂層高度的取值。通過近幾年的實(shí)際工程的抗震電算文件結(jié)果分析比較感覺到， 磚混砌體

12、房屋層數(shù)越多， 高度越高， 結(jié)構(gòu)抗震越難合格。建筑高度和層數(shù)越接近規(guī)范限值， 地震造成的破壞越嚴(yán)重。所以控制房屋的總高度和總層數(shù)對減小地震危害作用很大。樓蓋重量約占建筑物總總量的一半左右，多一層樓蓋即意味著增加半層樓的地震作用，而且增大了地震侵覆力矩，在中強(qiáng)地震下， 因地震侵覆力矩過大， 可能導(dǎo)致建筑底部墻體的壓力或剪力超過材料容許值而被破壞。所以應(yīng)盡量減少層數(shù)， 降低層高， 采用輕質(zhì)建筑材料以減輕建筑物自重。 </p>

13、<p>　　四、合理布置縱墻和橫墻 </p><p>　　多層磚混房屋的主要承重構(gòu)件是縱、 橫墻體，在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)傾斜、 錯(cuò)動(dòng)、 倒塌等現(xiàn)象， 進(jìn)而使房屋造到破壞； 所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系， 縱、 橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ， 沿平面內(nèi)宜對齊， 沿豎向應(yīng)上下連續(xù)， 同時(shí)一軸

14、線上的窗間墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決 </p><p>　　定著房屋抗震能力的高低，多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重， 由于非承重方向的約束墻體少， 間距大， 因而房屋該方向剛度較弱， 空間剛度和整體性均較差， 拉震能力低； 在高烈度地區(qū)，墻體由于平面外的失穩(wěn)而先行破壞，進(jìn)而引起整個(gè)房屋倒塌。而在兩個(gè)方向適當(dāng)布置縱橫、 墻混合承重的房屋， 由于其限制了縱、 橫墻的側(cè)向變形， 增強(qiáng)了空間剛度和

15、整體性，對承受縱、橫兩個(gè)方向的水平地震作用及抗彎、 抗剪都非常有利。墻體布置 </p><p>　　時(shí)， 應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置， 當(dāng)縱墻不能貫通布置時(shí)，可在縱橫墻交接處采取加強(qiáng)措施， 也可在縱、 橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋； 必要時(shí)還可以每隔一定高度放置水平拉結(jié)構(gòu)筋如 2Φ6@500， 以加強(qiáng)房屋整體性， 防止縱、 橫墻交接處被拉開。 </p><p>　　

16、五、有效設(shè)置圈梁與構(gòu)造柱 </p><p>　　砌體房屋中設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁， 共同組成磚混結(jié)構(gòu)的 “弱框架” ， 使結(jié)構(gòu)在遭遇 “大震” 時(shí)可有較大的非彈性變形， 這種變形應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)， 使結(jié)構(gòu)不致發(fā)生倒塌， 遭遇設(shè)防地震時(shí)，結(jié)構(gòu)部分進(jìn)入非彈性變形， 損壞控制在可修范圍內(nèi)。 </p><p>　　多次震害調(diào)查表明，圈梁是提高多層磚房抗震性能的一種經(jīng)濟(jì)有效的措施，有利于減輕震害。在多層

17、砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置沿樓板標(biāo)高的水平圈梁，可以加強(qiáng)內(nèi)外墻的連接，增強(qiáng)房屋的整體性。由于圈梁的約束作用使樓板與縱橫墻構(gòu)成整體的箱形結(jié)構(gòu)，能有效約束板， 使磚墻平面外倒塌的可能性大大減小， 可以充分發(fā)揮各片墻體的抗震能力。圈梁作為邊緣構(gòu)件，對樓屋蓋進(jìn)行平面內(nèi)約束， 可以提高樓屋蓋的水平剛度， 同時(shí)能保證樓蓋能起到整體橫隔板的作用。圈梁與構(gòu)造柱一起對墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束， 限制墻體裂縫的開展， 且不延伸出兩道圈梁間的墻體，并減小裂縫與水平面的夾

18、角， 保證墻體的整體性和變形能力， 提高墻體抗剪能力。設(shè)置圈梁還可以有效減輕地基不均勻沉降對房屋的影響，特別是屋蓋和基礎(chǔ)頂面處的圈梁具有提高房屋豎向剛度和抵御不均勻沉陷的作用。新抗震規(guī)范規(guī)定： 現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁應(yīng)閉合， 遇到洞口應(yīng)上下搭接， 圈梁宜與板設(shè)在同一標(biāo)高處， 斷面高度大于等于 120mm，配筋應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。磚混結(jié)構(gòu)設(shè)置構(gòu)造柱能提高房屋的延性，可使砌體的抗剪承載力提高百分之十到三十。 </p><p>

19、;　　六、在合理位置的墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋 </p><p>　　在抗震驗(yàn)算中，多層磚混房屋底層往往不容易滿足抗震要求，即使有時(shí)在適當(dāng)部位加設(shè)構(gòu)造柱也不能完全滿足抗震承力驗(yàn)算。為了提高墻體的抗震能力， 可在抗震力不夠的承重墻段內(nèi)配置水平鋼筋， 使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔(dān)。一些試驗(yàn)表明，配筋多孔磚墻體可以有效地提高墻段的抗震性能， 減少脆性， 增加延性， 增強(qiáng)磚混房屋的抗震性能。水平配筋磚砌體的砌筑砂漿強(qiáng)度等級

20、不應(yīng)低于 M7.5，水平鋼筋宜采用 HPB235、HRB335 鋼筋，配筋率不應(yīng)小于 0.07%， 也不宜大于 0.17%， 間距不應(yīng)大于 400mm； 鋼筋錨固長度不宜小于 180mm。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　【1】 黃文哲.淺談砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009,(07). </p>