多层砌体结构房屋的抗震设计
来源:用户上传
作者:
【摘要】：多层建筑常采用多层砌体结构，多层砌体结构由于建筑材料的来源广泛，从而易于取材、易于生产和建设施工，并且与其他结构相比价格较低，具有良好的耐火性、耐热性、隔音性和耐久性，从而在房屋的建设中得到了广泛的应用。在砌体结构房屋的设计过程中，还应重视房屋抗震设计，通过对砌体结构房屋的砌体结构的分析，通过地震对多层砌体结构房屋的破坏程度和原因的深层探析，提出有针对性的多层砌体结构的抗震设计。
【关键字】：多层；砌体结构；房屋；抗震设计
一、房屋砌体结构概况
砌体结构是当前建筑工程中常用的房屋建筑的结构形式。由于砌体结构的原材料来源范围广，取材容易、同时也便于生产和施工，并且与其他房屋结构相比，具有较强的经济性，造价较低，具有良好的耐火性、 耐热性、 隔音性和耐久性，从而在相应的建筑工程中得到了广泛应用。由此，砌体结构的房屋的抗震能力在建筑抗震设计提供了普遍的经验，由此具有十分重要的作用和意义。根据地震调查结果，不仅在7、 8度区，甚至在9度区，砖混结构房屋经历地震后受到轻微损坏，或者基本完好的房屋建筑是存在的。通过对震后基本完好的房屋建筑调查分析，明确了相应的建筑只要经过合理的抗震设计，构建合理的房屋结构，保证建筑工程的施工质量，那么相应的建筑房屋将具有一定程度上的抗震能力。
二、多层砌体结构房屋的地震破坏形式
根据四川地震灾区的震后灾害调查情况显示，多层砌体结构的房屋经历地震的破坏形式主要分为几种类型：房屋局部以及整体倒塌；房屋预制板楼、屋盖遭到破坏；楼梯间墙体破坏；外纵墙破坏；纵墙在室外地坪处产生水平裂缝；外纵墙洞口间墙体X型裂缝；房屋结构的其它破坏形式。通过对地震后灾区的房屋结构破坏状况进行分析，从而分析出房屋建筑抗震能力的薄弱环节，从而能建立有针对性的房屋抗震结构的设计和实施。
三、砌体结构的具体抗震措施
针对房屋砌体结构自身的特点，综合考虑到地震对相应房屋建筑体系的严重破坏后果，建筑设计人员应通过一定措施的选择，提高砌体结构的整体性能，从而提高房屋建筑的抗震能力。
1、房屋砌体结构的选型与布置
对于多层砌体而言，如果可以做到正确选择承重体系、科学进行结构布置、 合理选择楼(屋)盖形式、正确设置防震缝等等的话，将有效提高房屋砌体结构的抗震性能。
（1）正确选择承重体系
房屋砌体结构根据传递荷载的路线不同，房屋墙体的承重体系可分为横墙承重、纵墙承重和纵横墙承重三种形式。
横墙承重体系，一般横墙间距较小，数量较多且开洞较少，又有纵墙作为侧向支承，其横向刚度大，具有较好的整体性和系统性，所以横墙承重的多层砌体结构具有较好的传递和抵抗地震作用的能力。
纵墙承重体系，横墙数量少且自承重，横墙间距大，形成大空间，使得房屋的横向刚度差。楼板又直接搁置在纵墙上或搁置在梁上而梁搁置于纵墙上，造成横墙与楼盖的联结较差，横向地震作用很少能够直接通过楼(屋)盖传至横墙，而大部分通过纵墙经由纵横墙交接面传至横墙。因此，地震发生时外纵墙因板与墙体的拉结不力而成片向外倒塌，楼板也随之坠落。
纵横墙共同承重体系，纵横墙体都可以传递竖向荷载，沿纵、横向刚度均较大且砌体应力较均匀，能比较直接地通过楼(屋)盖向横墙传递横向地震作用，也能直接或通过纵横墙的连结传递纵向地震作用。当多层砌体房屋有抗震设防要求时，宜优先选用横墙承重及纵横墙承重体系。
（2）科学布置砌体结构
多层砌体房屋的平、立面布置力求简单、规则、避免由于布置不规则。如:平面上墙体较大的局部突出和凹进，立面上局部的突出和错层等使结构各部分的质量和刚度分布不均匀、质量中心和刚度中心不重合而导致的震害加重。承重墙体的布置应遵循规则、对称的原则。横向墙体的间距不宜过大，纵向墙体平面布置应不少于三道，且宜沿各自轴线对齐贯通，尽量避免断开和转折。由此可以最大限度减少地震剪力传递的中间环节，减少可能的震害部位，避免房屋局部遭到破坏，减轻震害程度。从墙体立面布置而言，房屋的纵横墙沿上下连续贯通。建筑物底层不应设置车库、 营业等需要大开间的建筑功能。灾区遭到震害破坏的多层砌体建筑有很多存在以下情况：底部一层甚至两层为大开间，仅有楼梯间墙体及少量的分隔墙体下落，而且还在正门大开洞，造成一面无墙，三面有墙。这样的多层砌体结构的布置将造成建筑平面刚度不均匀，立面形成了严重的“上刚下柔”的情况，底部仅有的少量墙体难以承受地震力的作用，这样的多层建筑的砌体结构十分不利于房屋建筑的抗震能力的形成。由于建筑功能要求和设备安装的需要，往往要在墙体上留设洞口。 洞口的存在使其两侧的墙体易形成应力集中，成为地震破坏的隐患。 这就要求设计人员尽可能在满足房屋建筑的使用的前提下减少洞口的开设，并应尽量减少洞口的直径。横向墙体一般不要设置大洞口，如果设置的洞口大于1000mm时应该在洞口两侧附加贯通本层的构造柱。 纵向墙体应该尽量控制开洞率(一般可以控制在55%左右)，避免开大洞造成纵向墙体的中断。
综上所述，合理的墙体布置，避免对墙体的无谓削弱，可以使建筑物整体形成间受力体系，增加房屋的空间刚度，进而提高结构的抗震能力。
（3）合理选择楼(屋)盖形式
多层砌体结构楼、 屋盖宜优先采用整体性强的现浇混凝土板。
（4）正确设置防震缝
当多层砌体房屋平面或立面形状复杂时，可用防震缝把房屋分成若干个规则简单的体系的组合。 大量的震害表明，由于地震作用的复杂性，体形不对称的结构遭受的破坏较体形均匀对称的结构要重一些.对于多层砌体房屋，当有下列情况之一时宜设置防震缝:(1)房屋的立面高差在6m以上;(2)房屋有错层，且楼板高差较大;(3)各部分结构刚度、 质量截然不同。 防震缝应沿房屋全高设置，两侧均应设置墙体，基础可不分开，缝宽应根据地震烈度和房屋高度确定，一般取60mm～100mm。
2、楼梯间的设置
楼梯间作为地震疏散通道，而且地震时受力比较复杂，容易造成破坏。 楼梯间在楼(屋)面处无板，空间刚度较差，不宜设在房屋的尽端或平面转角处。 而且楼梯间比较空敞，顶层外墙的无支承高度为建筑层高的1.5倍，在地震中的破坏比较严重，尤其是当楼梯间设置在房屋尽端或房屋转角部位时其震害更为剧烈。 这就要求设计人员对楼梯间采取下列加强措施:(1)顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6通长钢筋;7～9度时其它各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砖带，其砂浆强度等级不应低于M7.5，纵向钢筋不应少于2φ10;(2)楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm，并应与圈梁连接;(3)突出屋顶的楼、 电梯间，构造柱应伸到顶部，并与顶部圈梁连接，内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6通长拉结钢筋。
四、结语
房屋的砌体结构在一定程度上被认为是较为简单的结构形式，并且在相应的建筑设计领域得到了广泛的应用。房屋的砌体结构的抗震设计具有一定的普遍性。地震给房屋结构带来了灾难性的破坏，由此更应从房屋建设和设计中注重抗震的设计。通过对建筑房屋在震后的破坏程度分析房屋建筑抗震的薄弱环节，合理设计房屋砌体结构以及楼梯间，构建具有较强抗震能力的多层砌体结构的房屋体系。
参考文献：
[1] 李立军. 多层砌体结构房屋抗震设计[J]. 煤炭工程， 2011，(01).
[2] 赖志华. 砌体结构的抗震设计理念[J]. 内江科技， 2007，(01)
[3] 魏宝成， 吕心雨. 浅谈底部框架砌体房屋抗震设计[J]. 黑龙江科技信息， 2009，(20)
[4] 靳俭， 李素娟， 井水兰. 多层砖混结构抗震设计的一些问题[J]. 科技资讯， 2009，(06)
[5] 孙小燕. 浅谈多层砌体结构房屋的抗震设计[J]. 山西建筑， 2011，(17).
[6] 崔卫波. 浅谈民用建筑的抗震性能[J]. 消费导刊， 2008，(17) .
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-579418.htm
