多层砖混建筑（共9篇）
多层砖混建筑 篇1
砖混结构的房屋在我国使用最广泛的一种建筑形式，这是由于砖混结构的房屋建造时取材便利、施工简单、造价低廉，且施工工期短。但是砖混结构的房屋存在自身一些缺点，砖混结构房屋的材料和不同组件之间的连接非常脆弱，砌体结构的抗震能力非常有限。因此，在进行工程建设时，有必要改善砌体结构的延展性，提高房屋的抗震能力。
1 重视建筑平面和立面的规整性
多层砖混结构房屋建筑的设计过程中要重视建筑平面和立面的规整性，只有保证了这种规整性才能才能增加抗震的能力。保证了房屋的平台规整性，就保证了结构的质量和刚度，保证了地震过程中不会发生扭转效应。
对于建筑立面，应最大限度的使房屋的重心降低，不要头重脚轻，同时为防止地震时产生鞭梢效应，建筑立面应避免错落，其突出部分不要过高。所以，在进行建筑设计时，要符合建筑抗震设计的规范要求，建筑平面和立面应尽量简洁、有规则，使结构的质心与刚心尽可能保持一致;若无法避免不规则，则应注意增设防震缝或分成相对规则的独立单元来设计。总之，尽可能提高建筑的抗震能力。
2 控制砌体房屋的总高度及总层数
每有地震发生时，砌体房屋的高度越高，层数越多，受地震破坏的程度也就越大。这是由于房屋楼盖的重量占了房屋总重的一半，层数越多，房屋受侧向地震的作用力及底部的倾覆力矩也越大，因此在设计房屋时，为了有效减小地震对房屋的影响，应减轻房屋自重、在砌体房屋的层数和高度方面严格控制。因此，针对砌体房屋的总层数和总高度进行合理的规范，确保满足建筑抗震设计的要求。
3 加强砌体房屋结构的稳定性和抗变形能力
砌体房屋是一个具有空间刚度的结构体系，它由纵、横向承重构件及楼盖组成的，建筑的抗震能力是由空间整体结构的稳定性和抗变形能力所决定的，因此必须加强空间整体的稳定性和抗变形能力。而楼盖的作用是把地震作用力合理的分配给抗侧力构件，让侧力构件发挥各自抵抗形变的能力。现在的楼盖和房板都是使用钢筋混凝土浇筑而成，在水平方向上的刚度较大，整体性能较好，能够有效消除滑移和散落的问题，并因其具有一定传递水平力的作用，故对平面上墙体对齐的要求也不那么严格，作为抗震构件是较理想的。采用钢筋混凝土来浇筑楼盖和房板，对砌体房屋的稳定性和抗变形能力都有一定的增强作用。另外，在合适的位置增设钢筋构造柱和钢筋配置梁，不仅可以消除散落问题，还可以在一定程度上加强房屋的稳定性，达到改善砌体房屋抗震能力的目的。
4 砌体房屋在纵向和横向墙体上的合理布置
针对房屋的结构问题来说，不同的结构承重方式也不同，多层砖混合结构的房屋，在承重结构应选择纵横墙混合的承重方式，在空间上两者需对称布置，同一直线上的墙体，其宽度要均匀，若纵墙无法贯通，应采取措施加强纵横墙的交接处，如增加构造配筋，增加钢筋混凝土构造柱。
目前常用的方法是纵墙承重或横墙承重的多层砌体房屋，两种方式在非承重的方向上，对墙体都起不到约束的作用，相差距离较大，让空间整体抵抗变形的能力和稳定性降低，强震下无约束的墙体因失去稳定性而受到破坏，失去稳定性的房屋被破坏得更严重。
纵墙和横墙混合承重，通过对限纵、横墙在侧向发展空间的限制，加强空间整体的稳定性，从而提高房屋抗震的能力。
5 规范设置砌体房屋的圈梁和构造柱
对数次的地震灾害研究调查表明，在多层砖混结构房屋中设置圈梁是一种提高房屋抗震能力的有效措施，且经济性较高。由于圈梁具有对构成整体箱形结构的楼盖与纵横墙的约束作用，能有效约束预制板的散落，使各墙体充分发挥抗震能力，从而降低砖墙出平面倒塌的可能;同时，圈梁设置在屋盖和基础顶面处，可增强房屋的竖向刚度和抗地基不均匀下沉。
因此须建筑抗震设计规范来设置砌体房屋的圈梁：现浇圈梁必须是闭合的，若没有则应进行搭接使之闭合，且其截面高度应大于120m m，设置时应与预制板同一标高处或紧靠板底。
将圈梁水平设置在砌体房屋的楼板边沿处，这时圈梁是作为边缘性的构件，具有加强内外墙连接性，且水平面内约束楼盖、屋盖的作用，使得房屋的整体稳定性得到提高;而圈梁和构造柱共同设置时，则是在竖向平面内约束墙体，减小裂缝和水平面间的夹角，使墙体裂缝只在两道圈梁之间沿伸，增加墙体整体抵抗变形的能力，对墙体的结构方面进行改善，确保墙体的稳定性。
参考文献
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[2]王亚刚.砖混结构房屋建筑的抗震设计[J].中国新技术新产品, 2011.
[3]郑俐娜.房屋建筑的抗震技术及性能浅析[J].城市建设理论研究, 2011.
多层砖混建筑 篇2
【关键词】房屋；裂缝；防治
近几年来，随着经济的发展和人民生活水平的提高，商品房（主要是多层住宅）的开发成倍增长，其建筑物的基本平面尺寸长约为60m，宽约12m。主体结构形式为砖混结构。一般情况下，屋面结构层为钢筋混凝土现浇板，由于混凝土的膨胀系数为砖砌体的2倍，冉加上犀面板与墙体有一定的温差，则屋面变形比墙体变形要大得多，在砖混结构房屋顶层两端很容易产生侧移变形，如果没有一定的技术设备条件很难对其进行修补和控制；裂缝往风吹、日晒、雨淋和其它自然外力作用下不断扩展，将造成外墙渗漏、装饰层破坏脱落，影响建筑物的正常使用功能；裂缝继续扩展，最终对房屋结构产生破坏性影响，缩短使用寿命，给房屋使用者的工作学习及生命财产安全造成严重危害。防治顶层外墙体裂缝是一个不容忽视的重要课题，现从建筑施工和设计的角度出发，讨论了砖混结构房屋顶层墙体裂缝的特征及墙体裂缝的原因，并提出相应的预防措施。
1.墙体温度裂缝的特征
砖混结构的墙体温度裂缝，多发生于新建房屋竣工后1-2年内，一般需要3-4年裂缝才能趋向稳定。对整幢房屋而言，温度裂缝多发生在房屋的顶层，一般是房屋两端重，中间轻；南朝向重，北朝向轻，西面重，东面轻；外窗洞大者重；屋面隔热层好的轻；房屋长度大的重。温度裂缝的形态特征：在项层靠近房屋两端的内外纵墙体多为斜向裂缝；在前后纵向墙体顶部混凝土圈梁底面标高处或窗洞口上皮砖标高处最容易发生水平裂缝：与外纵墙相交接的内横墙体上也常出现裂缝。裂缝一般为细微的裂缝，比较严重时宽度可达10cm，并能将240mm砖墙裂透，危及结构安全。裂缝随气温变化，在温度最高时，裂缝宽度、长度最大。
2.顶层墙体产生以上裂缝的原因
（1）砖混结构顶层墙体产生裂缝，是由于屋面长时间受太阳辐射，其温度较墙体高出许多，在炎热的夏季，屋面温度是墙体温度的两倍左右，且在相同的温度条件下，钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体线膨胀系数的两倍，这就导致屋盖的变形要比墙体大得多。屋盖在变形过程中，产生很大的推力，作用在墙体顶端的水平推力使墙体与屋盖的接触面受剪，剪力与屋盖、挑檐或女儿墙的垂直压力，构成墙体双向应力。在主拉应力大于墙体的抗拉强度时，墙体会出现裂缝。沿墙体分布的剪应力大致为两端大、中部小。由于端部的正应力较小，其主拉应力接近于剪应力，则可能引起斜裂缝，在窗口、门1：3处由于应力集中，易产生裂缝，由于屋盖对圈梁的推力作用，圈梁下的砖砌体易出现水平裂缝。
（2）山墙由于屋面板膨胀给檐口圈梁以较大的推力，加上檐口梁内、外温差产生外拱或内凹变形，使圈梁底面与砖墙产生水平裂缝；屋面板的温度变形，也使外纵墙应力集中处一门窗洞口上角产生水平裂缝。
（3）屋面板接缝开裂是由于板面、板底产生温差时，屋面板就产生竖向起伏和水平变形。当屋面保温隔热性能不好时，屋面板受外界温度变化的影响更大，也就造成屋面板纵向接缝开裂。
3.设计中存在的问题
（1）建筑物顶层端部剪应力与温度成正比，与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度等呈非线性关系控制温度应力引起墙体裂缝的因素有多种；用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。结构设计考虑强度计算、抗震构造措施多，控制温度应力措施少，是形成墙体裂缝的重要因素。
（2）许多砖混房屋采用屋顶钢筋混凝土大挑檐，有时还上卷。为平衡悬挑荷重，在室内屋盖现浇一部分，这样外挑檐、圈梁及半圈梁，现浇的部分现浇板，共同组成了刚度较大的现浇连续板，并且一般屋面越外挑部分保温层越薄，这就产生较高的温度应力，使墙体不能承受而开裂。
（3）构造柱是增加建筑物整体性，抵抗地震作用的重要构造措施，过去不少设计中，构造柱的设置只考虑符合抗震规范，不考虑实际已存在的温度应力，认为温度应力在规范上未明确规定计算方法，不考虑也不能算是设计错误。
（4）选用砖、砂浆强度等级仅考虑砌体的竖向承载力，而越到顶层其强度越低，而对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。
4.预防措施
4.1从根本上减少屋盖与顶层墙体间的温差，减少温度应力
合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构层施工完毕至做好保温层，中间有一段时间间隔，因此屋面施工应尽量避开高温季节，同时应尽量缩短间隔时间。选择保温隔热效果好的材料作为屋盖上的保温隔热层。在屋面上增设架空隔热板。
4.2释放温度应力的方法
严格按规范要求设置温度伸缩缝。在顶层现浇钢筋混凝土部分较长时，可采用后浇带的办法。在顶层墙体的适当部位设置控制缝，且做成模式，与墙体的灰缝相一致。缝内应用弹性密封材料填充。当现浇钢筋混凝土挑檐的长度大于12m时，宜设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20mm，用弹性油膏嵌缝。在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层，滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等；对于长纵墙，可只在其两端的2～3个开间内设置，对于横墙可只在其两端各L/4范围内设置（L为横墙长度）。
4.3采用构造措施抵抗温度应力防止裂缝
合理设置顶层墙体的构造柱，是控制墙体产生温度裂缝的最有效方法。由于温度应力在房屋两端最大，故应该对房屋两端墙体重点加强。除房屋四角必须设置抗裂构造柱。考虑洞口上下角有应力集中产生，在顶层房屋两端纵墙上第一、第二个洞口外侧增设抗裂构造柱。完全作为抗裂的构造柱，只需在顶层墙体中设置，上下端分别锚入楼面与屋面的圈梁内。提高顶层女儿墙砌筑砂浆的强度等级不低于M5，对于完全暴露于室外的女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M7.5，且应选用和易性好的水泥白灰混合砂浆，不宜用水泥砂浆。无论女儿墙多高，均应设置配筋压顶及构造加筋短柱，构造短柱间距不宜大于4m，且应对女儿墙下部砌体进行加筋处理，以增强抗裂能力。建议在女儿墙泛水高度范围内设置加筋12层，每层26纵筋Φ4@300短钢筋点焊而成钢筋网片。合理布置屋面固梁。从抵抗温度应力出发，所有顶层纵横承重墙均应设置屋面圈梁。房屋两端梁下的墙体内适当设置水平钢筋。顶层墙体有门窗等洞口时，在过梁上的水平灰缝内设置2～3道焊接钢筋网片或26钢筋，并应伸入过梁两端内不小于600mm。
多层砖混建筑 篇3
1 结构性裂缝
1.1 产生原因
结构性裂缝产生原因主要有以下类型:设计方面, 由于设计不当原因导致的墙体裂缝, 具体包括设计差错、结构荷载计算遗漏、构造不合理等原因。房屋设计是房屋施工的前提和基础, 合理的房屋设计可以有效的避免墙体裂缝, 不合理的房屋设计削弱了砌体的整体承载能力。墙体内的管线埋设, 采用包心砌法, 这些减少了砌体截面面积, 破坏了砌体整体性, 最终降低了砌体承载能力。施工材料方面, 由于施工中偷工减料, 使用不符合规定劣次施工材料, 如砖及砂浆强度等级低等造成组砌砂浆不饱满, 砌筑砂浆不饱满, 组砌不符合要求, 从而影响砌体承载能力。使用不当, 在日常使用当中, 由于房屋都有其专门的设计用处, 在日常使用私自改变房屋用途, 加大房屋使用荷载, 增加振动力, 也有可能对墙体产生影响。
1.2 裂缝防治措施
1.2.1 进行合理施工设计。
使得建筑物有一个合理的截面荷载能力, 针对荷载较大而建筑物截面相对不足这一问题时, 可通过提高砖和砂浆强度等级的办法来增强荷载力, 也可通过采用配筋砌体或在大梁、屋架支座处设计钢筋砼垫块的方式来增强荷载力。
1.2.2 卸载。
针对荷载过大而砌体强度相对较低时, 对已经产生裂缝的墙体, 可在其顶部砌体内增设钢筋砼梁来减轻下部的压力, 或减轻上部结构进行拆除以减轻其自重, 也可以在原有大梁下设置砖墙、砖柱, 承接上部传下来的荷载, 使裂缝墙体免受更大的压力。
1.2.3 结构加固补强。
对于荷载过大致使墙体已经产生裂缝的情况下, 由于截面较小而产生的承载力不足问题, 可对产生裂缝的墙体加大其截面尺寸, 从而增强其承载力。具体措施有:增设附壁柱;在已列砌体外灌注钢筋砼夹板;将已经出现裂缝的砖墙改为钢筋砼墙、柱等。
2 温差裂缝
温差裂缝一般是指随着温度的变化裂缝的宽度有所增减的房屋裂缝。温差裂缝产生的位置一般在房屋顶层端部或门窗洞口部位, 并呈对角、八字形状, 形状特征是上宽下窄。
2.1 产生原因
2.1.1 粘土砖砌体与砼物理性能的差异。
由于砼与砖砌体两者的热胀冷缩系数不同, 砼的为:10×10-6) , 砖砌体的为5×10-6。在温度的作用下, 砼产生的热胀冷缩变形比砖墙产生的热胀冷缩变形大, 这种情况将会导致二者之间有产生相对位移, 使建筑物截面突变, 从而使房屋端部砖墙产生内在的拉力和剪力, 产生裂缝。
2.1.2 施工不当。
裂缝的产生与施工质量有着一定的关系, 施工质量较好, 砌体的强度高, 相应的抗拉、抗剪能力就较强, 裂缝就不易产生或较为轻微, 反之, 裂缝则有可能比较严重。
2.1.3 温差大小是裂缝产生的又一重要因素, 当建筑物受热不均, 亦可产生裂缝。
裂缝的大小一般与温差成正比, 温差越大裂缝较大, 反之温差减小裂缝也随之减小;屋面保温隔热差的裂缝较大, 保温隔热效果好的裂缝小。
2.2 防治措施
2.2.1 对建筑物做好隔热处理。
可在钢筋砼屋盖上设置良好的架空保温隔热层。防止建筑物因受热不均而引起温差裂缝。
2.2.2 减少屋面伸缩间距。
一般每隔6m设置柔性分格缝, 屋面圈梁伸缩缝的间距一般不宜超过30m, 在预制屋面板的板边圈梁、墙体之间留出适当的伸缩缝, 以便砼构件自由伸缩。
2.2.3 在房屋墙顶与两端屋盖之间设置水平活动缝, 一般用1:3石灰砂浆进行浇注。
3 地基沉降裂缝
地基沉降裂缝一般是指由于地基沉降不均匀而引起的墙体裂缝。这种裂缝一般产生在房屋的底层, 高则可达到一到两层, 裂缝的形态是下宽上窄, 严重时可导致房屋倾斜等问题。裂缝一般在房屋端部、门窗洞口对角产生斜缝、八字缝及水平包角缝, 该种裂缝随着地基不均匀沉降的加剧, 逐渐延伸。
3.1 产生原因
通过分析研究得知, 地基沉降裂缝产生的原因一般有以下几点:地基土质软硬不均, 当建筑物占地较大地基地质不均时, 随着建筑物的增高, 在强大压力之下则可能由此而产生沉降。地基处理不当, 建筑物自身有着极大的重力, 对地基有着较大的附加应力, 施工前应对地基进行适当的处理, 对于变形较大的软弱地基要进行加固处理, 以提高其承载能力。另外, 由于地下水不稳定原因亦可引起地基沉降不均。周围某些环境的变化如抽地下水, 自然降水等原因, 导致地下水位变化, 水位升高或降低等均可导致地基沉降不均。
3.2 防治措施
3.2.1 合理设计建筑物的结构比例, 使建
筑物不应过大, 建筑平面形状应力求简单, 纵墙拉通, 避免转折多变。建筑立面尽量保持持平, 尽量避免高低落差, 门窗不应开设过大, 这样会降低墙体的承载力。使房屋建筑刚度中心与质量重心保持一致, 这样可以最大限度的提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。
3.2.2 使新旧建筑物保持一定的距离, 这
样可以避免新建房屋在原来既有应力的基础上对地基产生新的附加应力而引起不均匀沉降。
3.2.3 增强门窗洞口抗拉抗剪的强度。
由于门窗的开设在一定的程度上降低了砌体的承载力, 针对这一情况可在门窗洞口两边设置钢筋砼门框, 并可在砌体内配置适量钢筋。
3.2.4 对房屋进行正确使用, 避免因房屋
的不合理使用而导致的裂缝, 由于房屋的承载力都是按照一定的使用功能设计的, 若超过这个限度, 则有可能对房屋造成不必要的损坏。房屋竣工后, 不宜随意改变、增大使用荷载或任意加大地面厚度。
4 结语
综上, 砖混多层结构建筑砌体开裂原因是多种多样的, 防治措施也不局限于以上。随着建筑种类的增加及新型施工材料的研制, 房屋砌体裂缝问题会有所改善。由于作者水平有限, 文章写作不到之处望行业同仁多多指正, 在今后的时间里亦会再接再厉, 加强相关理论知识的学习, 争取为我国在砖混多层结构建筑砌体开裂防治研究方面做出更大的贡献。
摘要：建筑物由于长期使用及风吹日晒, 加之地震等自然灾害的侵蚀, 往往会不同程度的出现开裂、毁损、脱落等问题。本文结合作者多年工作经验, 以砖混结构房屋墙体裂缝防治为研究主体, 分别从地基不均匀沉降, 温差, 结构等三个方面论述了裂缝产生的原因及其防治, 以供读者参考。
关键词：砖混结构,房屋建筑,墙体,开裂,防治
参考文献
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[2]杨宇.墙体砌筑后出现裂缝及控制措施[J].科技情报开发与经济, 2005年02期.
[3]胡武国.浅谈多层住宅墙体裂缝控制[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2010年06期.
砖混建筑的抗震能力优化设计研究 篇4
摘要:砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,多年来一直是我国建筑中使用最广范的一种建筑形式。本文根据对大量砖混结构建筑的震害情况分析,从概念设计方面着手,归纳总结了若干防范措施。
关键词:砖混结构 抗震能力 优化
中图分类号:TU311文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)03-0058-01
地震是一种自然现象,它具有多年不遇、无法预报、破坏严重的特点。我国是一个多地震的国家,因此在工程中尽可能的减小震害就显得十分重要。
1科学布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。抗震设计中,建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则,结构质量中心与刚度中心相一致。不应采用严重不规则的设计方案,即使不可避免时,也应尽量在适当部位设置防震缝,将体型复杂,平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。在实际工程设计中,应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,突出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应,同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。
2砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值
在设计中房屋总高度及总层数应同时满足上标的限值,因为楼盖重量占房屋总重的一半左右,房屋总高度相同,多一层楼盖就意味着增加半层楼的侧向地震作用,同时加大对底部的倾覆力矩。
3增强砌体房屋的刚度及整体性
房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点,是较理想的抗震构件,不但可消除滑移、散落问题,增加房屋的整体性,增大楼板的刚度,而且对平面上墙体对齐的要求也可予以适当放宽。较强的楼板及屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件,平面上,当上下墙体不对齐时,现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用,同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。因此,采现浇楼、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法。
4合理布置纵墙和横墙
砖混房屋的主要承重构件是纵、横墙体,在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝,严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象,进而使房屋造到破坏;所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵、横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同时一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗震能力的高低。
5适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度
历次震害表明,砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比,提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力,是减轻震害的有效途径之一。
当施工质量控制等级为B级时,龄期为28天的以毛截面计算的普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值应按表1采用;砌体的轴心抗拉强度设计值,弯曲抗拉强度设计值和拉剪强度设计值应按表2采用。
比照以上两表,可见对于相同类别的砌体,烧结普通砖或烧结多孔砖用不同强度等级的砂浆砌筑,其抗压强度设计值、轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值是不同的,随着砂浆强度等级的提高,同类别砌体的以上各设计强度也相应提高,所以可见提高砂浆强度等级,能有效提高砌体的强度,增加砌体的承载力,从而达到提高砖混房屋抗震性能的目的。
6有效设置房屋圈梁和构造柱
多次震害调查表明,圈梁是砖房的一种经济有效的措施,可提高房屋的抗震能力,减轻震害。在砖混房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁,可加强内外墙的连接,增强房屋的整体性。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构,能有效地约束预制板的散落,使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低,以充分发挥各片墙体的抗震能力。
7在合理位置的墙段内设置水平钢筋
在抗震验算中,砖混房屋底层往往不容易满足抗震要求,即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承力验算。为了提高墙体的抗震能力,可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋,使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。一些试验表明,配筋多孔砖墙体可以有效地提高墙段的抗震性能,减少脆性,增加延性,增强砖混房屋的抗震性能。
8结语
地震给人类带来灾难。给社会造成不同程度的伤亡事故和经济损失,所以土建工程技术人员为防止,减少地震给建筑造成的危害,就需要分析研究建筑抗震问题,不断总结工程经验,妥善处理这一工程问题。
参考文献:
[1] 吴波,熊焱.一种直接基于位移的结构抗震设计方法[J].地震工程与工程振动,2005,(2).
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浅析多层砖混结构的墙体裂缝 篇5
1 墙体裂缝的产生和原因
墙体裂缝是一个不可避免的问题。它不仅涉及开发商因墙体裂缝而影响销售, 而且更使许多住户心理上产生恐惧。产生墙体裂缝的主要原因大致有以下几种:a.地基不均匀的沉降。如相邻建筑物的体型层高相差较大而产生的影响, 新建的高层构筑物所产生的附加沉降, 地下水位的降低变化, 地基突变与局部塌陷, 还有北方地区的地基土胀冻等。b.墙体结构承受能力不足。一般抗拉。抗弯和抗剪的强度不足和砌体截面偏小引起局部承压不够都会产生。c.温度变形。主要是建筑物屋顶层长期受自然界气温变化和太阳辐射作用下所引起的温度应力, 使屋面与墙体有较大的温差.很容易在顶层墙体出现温度裂缝;d.材料的质量差异。主要是砂浆体积不稳定, 不断膨胀造成砌体开裂, 砖砌体的收缩也会产生裂缝。e.施工质量方面。主要不按施工规范操作, 如组合砌筑方法不妥体中重缝, 中通缝较多。漏放构造钢筋等;f.设计构造措施不当, 主要表现在沉降缝设置不妥。没有加强建筑物的薄弱环节:如楼梯间) 。g.由于地震。风灾所引起的外部影响。
2 裂缝特点
裂缝的分类, 主要有斜裂缝, 竖向裂缝, 水平裂缝;严重的有墙身和窗间墙的交叉裂缝, 构造柱断裂墙体失稳所产生的水平裂缝, 以及温度裂缝等。从这些裂缝特点看, 混合结构房屋墙身出现的裂缝, 大多数都有温度和地基变形所造成的;危害影响结构安全的裂缝。主要是承载力不足而产生的裂缝;而一般裂缝大多数不危及结构安全, 并无明显危害, 仅影响一般外观。缩短使用年限, 降低建筑使用功能。
3 鉴别裂缝的基本方法
由温度变形引起的裂缝, 它的位置多数出现在房屋顶部, 以房屋两端部的裂缝最为常见, 尤其是建筑物过长而又无变形缝等因素。裂缝的形态特征是以斜裂缝为主;水平裂缝多数是呈断续状态, 与屋面形状有关;竖向裂缝主要是构筑物纵向收缩而产生的。温度变形裂缝大多数是经过夏季和冬季后所形成的, 随着气温和环境温度的变化, 在温度最高和最低的时候, 裂缝宽度、长度是较大的。由地基不均匀沉降所造成的裂缝, 主要出现在房屋下部, 局部也会发展到二层以上;在房屋等高长条形的情况下, 两端都会产生裂缝;如房屋高度或荷载差异较大, 又无沉降缝, 以及地基性质突变时, 所产生的裂缝会不断延伸、发展, 严重时会贯穿房屋的全高。常见的斜裂缝发生在门窗洞口附近, 竖向裂缝的形状是上宽下细, 水平裂缝很少出现, 当地基局部发生塌陷所产生的水平裂缝。它的缝宽是比较大。由承载力不足造成的裂缝, 是在砌体结构中, 由于结构构件受力较大而产生的附加应力, 这个部位的裂缝在底层是常见的, 而在粱垫下的墙体裂缝主要是局部承压不够而造成的。受压裂缝的方向与应力一致, 受拉裂缝与应力方向垂直 (最常见的是沿灰缝开裂) , 受弯裂缝在构件的受拉区外边缘较宽、受压区不明显, 多数沿灰缝开展。因承载力不足所引起构件出现断续的裂缝, 随荷载和作用时间的增加。它的宽度就会增大、就会贯通、就会导致破坏。
4 预防措施
分析墙体裂缝的原因和鉴别裂缝的方法后, 针对这一系列的问题和多年来工程实践经验.我们可以采取控制裂缝的有效措施, 减少构筑物裂缝的进一步扩展。在温度变形方面, 为了减少屋面层与墙体的温差.应在屋顶增加保温层或架空隔热板;如建筑物长度超限 (小于60m) , 应设置温度伸缩缝;在整体现浇钢筋混凝土的女儿墙和挑檐时, 宜在一定部位设置而二、三道断缝:以减少其胀缩;混合结构房屋顶层墙体的砌筑砂浆.宜用混合沙浆, 其和易性好, 后期强度稳定 (其砂浆强度大于M5) , 这样可提高墙体整体性和抵抗温差裂缝的能力;在房屋顶层端部一、二开间范围内, 砌体的水平抗震构造配筋应拉通, 特别是与端部横墙连接的内外纵墙内的水平钢筋, 必须拉通一至二个开间;在顶层墙体遇有门窗等洞口时, 过梁上的墙体水平灰缝内设置二至三道焊接钢筋网片或2-6道钢筋.并伸入过粱两端墙内不小于600mm;这是防止墙体开裂的有效措施。在控制沉降裂缝方面, 主要是减少沉降、荷载和刚度的差异;当发生地基沉降严重的情况下, 并且危害结构安全同题时, 必须先对基础进行加固, 然后再修补裂缝。考虑到地基沉降所引起的裂缝, 我们对混合砌体结构的设计, 应加强房屋的整体刚度, 增强外、内纵墙的抗剪、抗拉能力, 特别在房屋的两端部与纵墙连接处增设构造柱、并且加强基础圈粱的刚度;端部外纵墙窗洞不宜过宽, 内纵墙不开高窗;在窗台下墙体灰缝内。同样设置三道焊接钢筋网片或2-6道钢筋, 并伸入两边窗间墙内不小于600mm;同时在墙体转角处和纵横墙交接处设置拉接钢筋的构造措施;在使用混凝土砌块房屋底层和顶层的窗台下设置通长的窗台梁, 控制裂缝的出现, 在承载力不足方面, 有结构设计不妥的因素, 也有施工质量低劣和材料质量差的原因。因此, 在结构设计中, 不但要考虑强度计算、抗震构造措施, 也要考虑控制温度应力的措施, 以及其它构造措施等。这需要综合考虑各种有关因素, 采取行之有效的措施来控制裂缝。同样在施工中, 要控制施工进度, 杜绝不规范、不文明的施工现象, 严格防止出现内外墙连接处的通缝和其它不规则的裂缝, 要严格控制质量, 必须遵照国家有关规范和规定去做, 重视质量检查和验收工作。针对墙体裂缝的情况, 我们设计人员应该认真对待、认真负责和认真分析, 并且采取对策, 通过各种数据处理和计算, 提出一系列有效的方案和措施, 这样就能控制裂缝的发生。
参考文献
[1]砌体结构设计规范.GB 50003-2001.[1]砌体结构设计规范.GB 50003-2001.
[2]王轶梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科学技术出版社.[2]王轶梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科学技术出版社.
多层砖混结构住宅的抗震设计 篇6
1995年1月17日凌晨, 日本大阪、神户地区发生了里氏7.2级大地震, 死亡5438人, 受伤34523人;神户人口约350万, 死亡比例是1.55‰, 受伤比例是9.86‰。
1976年7月28日凌晨, 我国唐山发生了里氏7.8级大地震, 人民的生命和财产遭受巨大的损失, 死亡242769人, 受伤164851人;唐山人口约150万, 死亡比例是161.8‰, 受伤比例是109.9‰。
同样是发生在人口稠密地区的大地震, 日本阪神和中国唐山相比, 后者死亡人数约为前者的104倍, 受伤约为11倍。究其原因, 主要是唐山多层砖混结构住宅较多, 地震时普遍倒塌。这种结构的房屋, 空心楼板干铺浮搁在砖墙之上, 而砖墙又缺乏可靠的拉结和约束, 一旦大地震发生, 楼板散落、砖墙倒塌, 接着便是一堆瓦砾, 居住于其中的居民即无法存活。而日本阪神则多为木结构的二层住宅, 阪神地震后, 几乎是全部倒塌, 但多数为倾斜倒塌, 被砸死的可能性要小得多, 也容易逃生和求助, 死亡比例相对很低。
阪神地震的震害经验是继我国唐山地震后又一次极其宝贵的建筑物震害经验。我们应该从中吸取教训, 完善我们的抗震设计规范, 正视我国的建筑抗震现状, 提出对应措施。目前, 我国各地的多层砖混结构住宅要考虑加固, 主要是要防止地震时砖墙倒塌, 空心楼板散落。在加固现有多层砖混结构住宅的同时, 对于新建的多层砖混结构住宅在设计上要防止出现新的“危房”, 即重视新建住宅的设计质量。新建的多层砖混结构房屋怎样设计, 才能防止在地震不倒塌, 避免今后发生大地震时人员的大量伤亡, 笔者认为, 应从以下几个方面着手:
1 房屋的平、立面布置
在房屋的平面布置和结构方案上, 要切实执行规范规定的一些设计原则, 如房屋体形, 力求平面简单、规则, 立面变化、刚度变化和质量分布力求均匀;建筑高度适当, 高宽比不宜过大;选择合适的建筑场地, 避免把建筑物置于易液化的地基上;基础要有足够的埋深, 合理划分抗震缝等, 为建筑物抗震设计准备一个良好的开端。
2 适当提高砌体的强度
现在回过头来看20世纪70、80年代设计的多层砖混结构房屋, 有很多房屋的砌体强度偏低, 按现在的抗震验算方法验算, 一般都通不过。适当提高新设计多层砖混结构房屋的砌体强度, 以适应将来抗震设计水平的不断提高, 有重要意义。笔者根据多次抗震验算的经验认为:多层砖混结构房屋, 在8、9度地区, 底层最低应采用M10砂浆。在6、7度地区, 底层最低应采用M7.5砂浆。上部几层采用M5即可 (根据抗震验算确定) 。砖强度最低应采用MU10, 今后可推广MU15、MU20。砂浆强度是控制砌体强度的关键因素, 对抗震验算的通过举足轻重, 一般沿高度应分三种强度等级, 即M10、M7.5、M5。那种从下到上都采用一种强度等级的作法, 从受力角度讲, 显然不合理。
3 增设构造柱
唐山地震后, 大量的震害调查表明, 在房屋破坏中, 墙体破坏最为常见。墙体破坏主要表现为墙体出现水平裂缝、斜裂缝、阶梯形裂缝、交叉裂缝和竖向裂缝。地震作用加大时, 出现墙体倾斜、纵墙倒塌、横墙倒塌、全部倒塌、一塌到底。
在墙体中设置构造柱, 对于脆性材料的砌体房屋具有发送抗震延性、增强墙体间的连接、增强结构的整体工作性能, 其作用已被公认。两端有构造柱的墙体, 可以较多地增大变形能力, 即使墙体开裂以后, 以其塑性变形和滑移、摩擦来消耗地震能量, 特别是构造柱在限制破碎墙体位移方面, 具有突出作用。只要构造柱的主筋不合部断裂, 墙体还被约束在其自身的平面内, 墙体虽已裂缝、滑移, 但仍能承担竖向压力和一定的水平地震作用。这就是我们对砖混结构房屋在大地震中所企盼的目标———大震不倒。要达到这一目标, 笔者认为, 除应按规范规定的要求设置构造柱以外, 还应在下述部位增加构造柱的设置:a.墙体的转角部位;b.较大的门、窗洞口两侧;c.较长的横墙中部;d.横墙间距较大的纵墙上;e.纵墙端部窗洞口两侧;f.较大集中荷载作用部位。
增加构造柱的设置后, 墙体可按构造要求增加构造柱间的水平拉结钢筋, 使局部形成配筋砌体和组合砌体, 而配筋砌体和组合砌体的强度比普通砖砌体的强度增加较大。
多层砖混结构房屋抗震验算时, 一般应考虑构造柱的作用。抗震验算采用电算时 (因手算较繁琐且不准确, 目前国内设计单位作砖混结构抗震验算时, 大多采用电算) , 程序提示:构造柱是否参予抗震验算?此时回答“是”。程序自动将构造柱的砼及纵向钢筋的抗剪作用计入墙体截面总抗剪承载力之中。构造柱参予抗震验算后, 墙体截面的抗剪承载力提高很明显, 笔者通过多次电算发现, 多数墙体可提高10%以上, 有的甚至可提高40%以上, 平均可提高14%~15%。
4 楼 (屋) 盖现浇
从抗震角度讲, 墙体与楼 (屋) 盖的连接是一个重要问题。多年来, 国内设计与施工单位的做法各不相同, 有的干脆就没什么连接, 将空心楼板干铺在砖墙上, 当地震作用加大时, 出现滑税、散落, 致使房屋倒塌。
解决这一问题的最好方法是楼 (屋) 盖现浇。楼 (屋) 盖现浇以后, 消除了上述散落过程, 增加了楼 (屋) 盖对墙体的约束能力, 增加了房屋的整体性, 增大了楼板的刚度。楼 (屋) 盖现浇以后, 平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽, 因为作为以剪切变形为主的砌体结构, 层间变形是控制性的, 较强的楼 (屋) 盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件。平面上, 当墙体不对齐时, 现浇楼 (盖) 是一个很好的传递水平力的选择。楼 (屋) 盖现浇以后, 由于是纵、横墙均承重, 增加了楼板对所有墙体的约束, 避免了因横墙承重时, 纵墙没有可靠的支座和约束而首先倒塌的恶果。
楼 (屋) 盖现浇以后, 由于刚度的提高, 在抗震验算中, 笔者通过电算对照, 墙体的抗剪承载力可提高4%~10%。
楼 (屋) 盖现浇以后, 多层砖房可以不设置圈梁。但要注意现浇楼 (屋) 盖与构造柱及墙体应有可靠连接。
摘要：针对多层砖混结构住宅的抗震设计问题展开了探讨。
多层砖混结构房屋的抗震设计探讨 篇7
1 建筑平面和立面布局的规整性
建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分重要的基础内容。抗震设计中,建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则,结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合,在地震作用下会产生扭转效应,大大加剧地震的破坏力度;对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,凸出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应,同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。
2 砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值
现行GB 50011-2001建筑抗震设计规范对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定:多层砌体房屋的总高度及层数应满足表1中的限值。
在设计中房屋总高度及总层数应同时满足表1的限值,因为楼盖重量占房屋总重的1/2左右,房屋总高度相同,多一层楼盖就意味着增加半层楼的侧向地震作用,同时加大对底部的倾覆力矩。在中、强地震作用下,因倾覆力矩过大,使得底部墙体产生过大的压力或剪力而被破坏,故此减轻自重、减少层数、降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。
3 增强砌体房屋的刚度及整体性
房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。采用现浇楼、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法,在适当的部位增设构造柱,并配置构造钢筋,也能达到增强结构整体性的作用;另外,设置配筋圈梁可限制散落问题,增强空间刚度,提高结构整体稳定性,从而提高房屋的抗震性能。
4 合理布置纵墙和横墙
多层砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵、横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗震能力的高低,多层砖混房屋一般采用纵墙或横墙承重,由于非承重方向的约束墙体少,间距大,因而房屋该方向刚度较弱,空间刚度和整体性均较差,抗震能力低;在高烈度地区,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋倒塌。而在两个方向适当布置纵、横墙混合承重的房屋,由于其限制了纵、横墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。墙体布置时,应尽量采用纵墙贯通的平面布置,当纵墙不能贯通布置时,可在纵横墙交接处采取加强措施,也可在纵、横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱,并适当加强构造配筋;必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结筋如2φ6@500,以加强房屋整体性,防止纵、横墙交接处被拉开。
在地震中多层砖混房屋的横向地震力主要由横墙承担,不仅要求横墙有足够的承载力,而且楼盖必须具有能将地震力传给横墙的水平刚度;对抗震横墙最大间距的构造规定就是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。现行GB 50011-2001建筑抗震设计规范规定:房屋抗震横墙的间距不应超过规范中表7.1.5的规定,其中,7度设防时,现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖的多层砖混房屋抗震横墙最大间距为18 m。当横墙间距过大时,纵向砖墙会因过大的层间变形而产生平面外的弯曲破坏,使楼盖失去传递水平地震力的能力,从而导致地震力还未传到横墙,纵墙就已先破坏;所以有效地控制横墙间距能提高房屋的抗震能力。
5 适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度
历次震害表明,多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比,提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力,是减轻震害的有效途径之一。在6层砖混房屋的抗震验算中,上面几层的地震作用较小,容易满足抗震承载力的要求,而底部1层,2层特别是第1层的地震作用力较大,是薄弱层,往往不容易满足要求;但若改变部分墙体的承载面积或适当提高砂浆的强度等级,如将部分240 mm宽的承重墙改为360 mm宽的墙,或将砂浆强度等级由M5提高到M10,则在抗震结果中显示满足抗震要求。可见在进行6层砖混房屋的抗震验算时,适当增加底部1层～2层墙体面积或提高砂浆强度能有效地提高房屋的整体抗震能力。
6 有效设置房屋圈梁和构造柱
多次震害调查表明,布置圈梁是多层砖房的一种经济有效的抗震措施,可提高房屋的抗震能力,减轻震害。现浇钢筋混凝土圈梁的设置应符合现行建筑抗震设计规范的要求。
现浇钢筋混凝土圈梁应闭合,遇有洞口应上下搭接,圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。圈梁的截面高度不应小于120 mm。
多次试验表明,砖墙增设构造柱后能提高砖混房屋的延性,发挥防止砖砌体侧向挤出塌落的约束作用;设置钢筋混凝土构造柱能使砌体的抗剪承载力提高10%～30%,提高砌体的变形能力是有效的抗倒塌措施。另外,在多层砖混房屋中合理地设置构造柱,能起到增强房屋整体性的作用,还可以利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量,从而大大提高抗震能力。现浇钢筋混凝土构造的设置部位应符合建筑抗震规范的要求。构造柱最小截面可采取240 mm×180 mm,7度超过6层时,8度超过5层时,构造柱纵向钢筋宜采用4φ14,箍筋间距不应大于200 mm,且在柱上、下端宜适当加密。房屋四角的构造可适当加大截面及配筋,构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500 mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不宜小于1 m。
7 在合理位置的墙段内设置水平钢筋
在抗震验算中,多层砖混房屋底层往往不容易满足抗震要求,即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承载力验算。为了提高墙体的抗震能力,可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋,使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。一些试验表明,配筋多孔砖墙体可以有效地提高墙段的抗震性能,减少脆性,增加延性,增强砖混房屋的抗震性能。水平配筋砖砌体的砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5,水平钢筋宜采用HPB235,HRB335钢筋,配筋率不应小于0.1%,也不宜大于1%,间距不应大于五皮砖,也不应大于400 mm;钢筋锚固长度不宜小于180 mm。
8 其他措施
多层砖混结构房屋的楼梯间宜设置在每个建筑单元中部,尽量避免将楼梯设在房屋尽端靠近山墙处;凸出屋顶的楼梯间,构造柱应伸到顶部与顶部圈梁连接。为了避免个别墙段抗震强度不足首先破坏,导致逐个破坏,进而造成整栋楼破坏甚至倒塌,要求房屋的局部尺寸宜满足抗震规范的限值要求。
多层砖混结构房屋可以通过建筑上的合理布局,结构上的构造措施等多种方法来弥补砌体房屋脆性材料在抗震方面的不足,从而满足抗震要求。
在抗震设计时体现以预防为主的设计思想达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。对于建设工程只有在抗震设防、抗震设计和施工质量这三方面都符合要求,才能确保建筑工程具备合理的抗御地震的能力。
参考文献
[1]张瑞甫,苗吉.基于性能的结构抗震设计研究[J].山西建筑,2007,33(15):69-70.
[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].
浅谈多层砖混房屋的抗震设计 篇8
1 砖混结构震害特点
1.1 墙体的破坏
震害的发生是由外部条件(地震动)和内在因素(结构特征)两方面原因促成的。从外部条件考察,地震波有水平、垂直、扭转等方向的分量。与水平地震作用走向大体一致的墙体是主要承担地震作用的构件,会因为墙体的主拉应力强度达到限值而产生斜裂缝。由于水平地震反复作用,多形成交叉形裂缝。这种裂缝在多层砖混房屋中一般规律是下重上轻,这是因多层房屋墙体下部地震剪力大的缘故。
1.2 墙体转角处的破坏
在地震过程中当房屋在扭转地震力的作用下,房屋的端部尤其是墙角处位移反应较房屋其他部位大,加之房屋对墙角的约束作用减弱,使墙角处抗震能力相对降低,因此较易产生严重的震害。
1.3 楼梯间墙体的破坏
砖混结构的楼梯间由于在高度方向缺乏有力的支撑,约束作用减弱,空间整体刚度较小,因而易于遭到破坏。
1.4 预制楼板结构的破坏
由于预制板整体性差,当板的搭接长度不足或楼板端部缺乏足够的拉结,则会在地震中受拉裂开,甚至出现塌落,并造成墙体倒塌。此外,凸出屋面的屋顶间(电梯机房、水箱间等)、烟囱、女儿墙等附属结构,由于地震“鞭端效应”的影响,在地震中的破坏更是屡见不鲜的。
在国内外历次强烈地震中,砖混结构破坏率是相当高的,1906年美国旧金山地震,砖混房屋破坏十分严重,如典型的砖混结构的市府大楼全部倒塌,其震后一片废墟;我国1976年的唐山大地震,砖混结构破坏率也是相当高的;还有最近让我们每个中国人痛心的5·12汶川大地震,倒塌的房屋90%以上都是砖混结构。但震害调查表明,不仅在7度,8度区,甚至在9度区砖混结构房屋受到轻微损坏或者基本完好的例子也是不少的,通过对这些房屋的调查分析,其经验表明:只要经过合理的抗震设防,构造措施得当、保证施工质量的多层砖混结构其平均震害程度可比未经过抗震设计的砖混结构的震害减轻1个～2个等级。
2 砖混结构抗震设计的基本要求
2.1 房屋结构体系的选择
地震震害调查表明,采用纵墙承重的多层砖房,因横向支承少,纵墙极易受平面外弯曲破坏而导致结构倒塌,因此结构布置应优先采用横墙承重的结构布置方案,其次考虑采用纵横墙共同承重的结构布置方案,避免采用纵墙承重方案。
2.2 房屋的总高度和层数的控制
由于砖混结构墙体的脆性性质,地震时易产生裂缝,开裂墙体在地震力作用下产生平面的错动,从而大幅度地降低墙体的竖向承载力,震害调查资料表明,随着层数增加,房屋的破坏程度也随之加重,倒塌率随房屋的层数近似成正比增加,因此,对房屋的高度与层数加以控制是必要的。我国建筑抗震规范对砌体房屋在不同抗震设防烈度区内层数和总高度都做了明确的规定。
2.3 房屋的高宽比限制
多层砖混房屋的层数和高度受到限制后,基本是剪切型的刚性建筑,因此它的破坏模式也是呈剪切型的,但是当房屋的高宽比过大时,地震时易于发生整体弯曲破坏,而多层砖混房屋不做整体弯曲验算,为了保证房屋的稳定性,多层砖混房屋在确定体型时其高宽比应符合最大高宽比的规定。
2.4 抗震横墙的最大间距
多层砌体房屋的抗侧力构件是各道墙体。由于纵向墙体的间距一般不会过大,因此对纵墙的间距未加限制;抗震横墙的多寡直接影响到房屋的空间刚度。横墙数量多,间距小,结构的空间刚度就大,抗震性能就好,反之抗震性能就差,为了保证结构的空间刚度,保证楼盖具有传递水平地震力给墙体的水平刚度,我国抗震规范按照楼盖类别对房屋抗震横墙最大间距也做出了明确的规定。这里需要特别指出的是:规范中规定抗震横墙的最大间距是指一栋房屋中有个别或部分横墙间距较大时应满足的要求,如果整栋房屋中横墙间距均比较大,那么最好按空旷房屋进行抗震验算,在构造措施和结构布置上也应采取更高的要求。
2.5 房屋的局部尺寸限制
根据地震区宏观调查资料分析,多层砖混房屋中的某些局部尺寸若太小,在地震力作用下,这些薄弱部位往往首先遭到破坏,甚至会导致整个结构的破坏,因此,要避免出现薄弱部位,以防止因局部的破坏发展成为整栋房屋的破坏,规范按照抗震设防烈度对房屋局部尺寸的限制做出了相应的规定。
3 砖混结构的抗震构造措施
3.1 加强结构的连接
砖混房屋的整体性较差,地震时往往由于构件间连接不牢而发生破坏。5·12汶川大地震中,就目前发现的典型震害之一,就是墙体包括各项工程的填充墙体均有不同程度的开裂,因此,严格按照规范要求沿高度方向设置拉结筋以加强墙体与墙体之间的连接是必要的。
结构构件间的连接除纵横墙之间的连接还包括楼板间及楼板与墙体的连接。对于房屋端部大房间的楼板以及8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼屋盖,应加强钢筋混凝土预制板之间的拉结,以及板与梁、墙和圈梁的连接。历次地震中,预制板结构房屋比现浇板房屋破坏率要高出许多倍。
3.2 设置钢筋混凝土构造柱
在多层砖混结构中设置钢筋混凝土构造柱,可以部分地提高墙体的抗剪强度,尤其是可以大大增强房屋的抗变形能力。在墙体开裂之后,构造柱与圈梁所形成的约束体系可以有效地限制墙体的散落,使开裂墙体以滑移、摩擦等方式大量消耗地震能量,保证房屋不致倒塌。
3.3 合理布置圈梁
圈梁在砖混结构抗震中可以发挥多方面的作用,它可以加强纵横墙的连接,增强楼盖的整体性,增加墙体的稳定性;它也可以有效地约束墙体裂缝的开展,从而提高墙体的抗震能力;它还可以有效地抵抗由于地震或其他原因引起的地基不均匀沉降对房屋的破坏作用。因此,钢筋混凝土圈梁在砖混房屋中获得了广泛应用。
3.4 重视楼梯间的设计
首先,从平面布置上来讲,楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处,否则应采取局部加强措施(如加设钢筋混凝土构造柱),以保证楼梯间不先于其他构件破坏。其次,砌体结构的楼梯间由于在高度方向缺乏有力支撑,约束作用减弱,空间刚度较小,因而易于遭到破坏,因此我国规范规定:8度和9度时,顶层楼梯间横墙和外墙宜沿墙高每隔0.5 m设2ϕ6通长钢筋,9度时,其他各层楼梯间可在休息平台或半高处设置60 mm厚的配筋砂浆带,砂浆强度等级不应低于M7.5,钢筋不宜少于2ϕ10。
最后,凸出屋顶的楼梯、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布置构造拉接钢筋。
当然,一份好的设计只有概念设计是远远不够的,它还需要加强结构构件的计算与验算,正确的计算分析,可以帮助我们设计人员找出薄弱部位或薄弱构件等安全隐患处,我们再从概念设计的角度出发对此类薄弱点采取加强措施,进行加强处理,从而达到合理设计。
摘要：针对砖混结构是建筑工程中使用最广泛的一种结构形式,从砖混结构震害特点入手,分析了砖混结构抗震设计的基本要求,从加强结构连接、设置钢筋混凝土构造柱、合理布置圈梁、重视楼梯间设计等方面提出了砖混结构的抗震构造措施。
关键词：砖混房屋,抗震设计,圈梁,抗震措施
参考文献
[1]王心田.建筑结构——概念与设计[M].天津:天津大学出版社,2005:288-294.
[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].
[3]郭继武.建筑抗震设计(按新规范)[M].北京:高等教育出版社,2007:91-118.
多层砖混建筑 篇9
当前, 国内不少地区的中小城镇特别是农村, 由于经济发展水平低, 多数房屋为居民自建, 其中, 70%~80%的房屋采用了单层或多层砖混结构。此种房屋主要由砖墙或石块砌筑墙承重;多数有圈梁, 少数设置有构造柱。由于它们一般均未经正规设计和施工, 基本上处于“不设防”状态, 抗震能力普遍低下, 从而直接危及人们的生命财产安全, 因此, 城乡多层砖混房屋抗震设防这一问题亟待解决。本文针对城镇和乡村的多层砖混房屋的常见震害进行了分析, 并基于优化设计的理论, 探讨了实现多层砖房抗震优化设计的一些具体途径。
1 我国城乡多层砖混结构房屋抗震设防存在的问题
汶川大地震和玉树地震发生之后, 多层砖房抗震设防中存在的问题更明显地暴露出来。主要体现在以下方面。
(1) 使用者为了尽量利用空间, 房屋的底层或顶层局部采用钢筋混凝土内框架结构, 使得房屋底层和上部的刚度差别较大, 地震时各层的位移不同步。
(2) 许多山区及丘陵地区村镇房屋建在地形变化剧烈的地方, 由于地形对地震波的放大作用使地震作用加强。
(3) 多层砖房抗震设计中, 未作抗震承载力计算, 仅作工程类比, 加之缺乏工程经验, 使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。
(4) 住宅砖房建设中, 房屋超高或超层的现象时有发生, 没有考虑地基承载能力的要求, 违反了建筑抗震设计规范中的相关规定。
(5) 由于经济原因, 施工人员多数为当地的工匠, 缺乏技术知识, 不能保证施工质量。
2 多层砖混结构房屋的主要震害特征及震害分析
多层砖房地震时所发生的各种破坏可以归纳为三大类。
(1) 由于构件自身的抗震强度不足, 设计不合理造成。此可通过抗震设计时的抗震强度验算来加以防止。
(2) 是构件间的联结薄弱所致。此可通过相应的抗震措施加强房屋的整体性来防止。
(3) 是建筑布置和构件造型不当所引起。此可通过合理设计来预防。
另外, 我们通过调研对大量多层砖混结构房屋的震害情况进行分析后, 发现多层砖混结构房屋的地震震害有以下规律:层数越多、房屋总高度越大, 破坏越重;纵横墙越少, 破坏越重;砂浆强度等级低时, 破坏严重;房屋的下部破坏比上部严重;房屋的两端及转角处震害较重;预制楼盖破坏比现浇楼盖严重;纵墙承重时房屋的震害比横墙承重时严重;墙肢布置不均匀时破坏严重。
3 多层砖混结构房屋抗震优化设计的途径
所谓优化设计是指:研究问题和寻求解决问题的最优方案, “最优”两字应理解为在给定条件下得到尽可能满意的结果。
3.1 砖混结构房屋抗震优化设计的基本考虑
(1) 结构体系力求合理。
(1) 合理布置纵墙和横墙。
纵横墙的布置宜均匀对称, 沿平面内宜对齐, 沿竖向应上下连续, 同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
(2) 采用钢筋混凝土薄壁框架体系取代砌体外纵墙。
由于较大房间砌体结构的楼盖可采用井字梁布置, 纵横墙共同承重, 薄壁框架除自承重外, 其承受井字梁传来的垂直荷载比只设置进深梁的情况要小, 而且薄壁柱的轴压比较小, 能充分发挥其延性抗震能力。总之, 钢筋混凝土薄壁框架体系取代砌体外纵墙的方法是一种经济、合理和有效的抗震减灾措施。
(3) 配筋砌体结构。
在多层砖混房屋中, 在砌体内设集中配筋带和墙中柱是提高墙体的抗剪承载力的较有效措施。这些附加的构件对砖墙不仅起约束作用, 而且进一步增强了砖墙水平承载力和竖向承载力。
(2) 房屋高度和层数不应该超限值。
减轻自重、减少层数、降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。现行建筑抗震设计规范对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定。关于砌体结构的高度和层数, 《建筑抗震设计规范》给出的是限值, 其严格程度要高于对混凝土结构规定的“最大适用高度”, 应予以足够的重视。
(3) 平、立面布置。
建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称, 平面形状应具有良好的整体作用。纵、横墙沿平面布置不能对齐的墙体较少, 楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;建筑的立面和竖向剖面力求规则, 结构的侧向刚度宜均匀变化, 墙体沿竖向布置上下应连续, 避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小, 避免抗侧力构件的承载力突变。
(4) 材料的应用。
(1) 因地制宜地选用建筑材料, 尽可能降低成本, 但要以保证质量为前提。 (2) 结合墙体材料的技术进步, 应扩大轻质、高强墙体材料的使用范围。 (3) 提高砌筑砂浆的强度等级是提高砖墙体抗震性能的经济而有效的措施。 (4) 提倡使用现浇楼板, 对于预制板的使用应尽量限制。
3.2 通过抗震计算保证达到结构优化
抗震计算是抗震设计的重要组成部分, 是保证满足抗震承载力的基础。多层砌体房屋的抗震计算可采用底部剪力法。对平面不规则和竖向不规则的多层砌体房屋宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。在抗震计算中, 抗震验算是比较重要的环节, 是衡量结构是否安全与浪费的标尺。
3.3 砖混结构房屋抗震构造优化措施
(1) 构造柱和圈梁的设置。
(1) 砖墙增设构造柱能提高砖混房屋的延性, 能防止砖砌体侧向挤出塌落, 使砌体的抗剪承载力提高10%~30%, 提高砌体的变形能力, 是有效的抗倒塌措施。另外, 合理地设置构造柱, 能起到增强房屋整体性的作用, 还可以利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量, 从而大大提高抗震能力。
(2) 圈梁是多层砖混结构楼房提高抗震能力的一项有效技术措施。在多层砖混房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁, 可加强内外墙的连接, 增强房屋的整体性。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构, 能有效地防止预制板的散落。圈梁作为边缘构件, 对装配式楼、屋盖在水平面内进行约束, 可提高楼盖、屋盖的水平刚度, 同时能保证楼盖起整体横隔板的作用。设置圈梁还可以减轻地震时地基不均匀沉陷与地表裂缝对房屋的影响, 特别是屋盖和基础顶面处的圈梁具有提高房屋的竖向刚度和抗御不均匀沉陷的能力。
(2) 在合理位置的墙段内设置水平钢筋。
为了提高墙体的抗震能力, 可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋, 使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。有研究表明, 配筋多孔砖墙体可以有效地提高墙段的抗震性能, 减少脆性, 增加延性, 增强砖混房屋的抗震性能。
(3) 加强抗震构造连接。
(1) 构造柱与楼、屋盖连接。当为装配式楼、屋盖时, 构造柱应与每层圈梁连接 (多层砖房宜每层设圈梁) ;当为现浇楼、屋盖时, 在楼、屋盖处设240mm×120mm拉梁与构造柱连接。 (2) 构造柱与砖墙连接。构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎, 并沿墙高每隔500mm设拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1.0m。 (3) 墙与墙的连接。层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间, 外墙转角及内外墙交接处未设构造柱时, 应沿墙高每隔500mm设拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1.0m。 (4) 屋顶间的连接。突出屋面的楼梯间等, 构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部, 并与顶部圈梁连接。屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接, 可按上述抗震措施采取。 (5) 构造柱底端连接。构造柱可不单独设基础 (承重构造柱除外) , 但应伸入室外地面下500mm, 或锚入室外地面下不小于300mm的地圈梁。
(4) 悬臂构件的连接。
(1) 女儿墙的稳定措施。6~8度时240mm厚无锚固女儿墙 (非出入口处) 的高度不宜超过0.5m。超过时, 女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶面算起, 当屋面板周边与女儿墙有钢筋拉结时, 计算高度可从板面算起。
(2) 悬挑构件。悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜大于1.8m, 不应大于2m。不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。
3.4 基于经济性考虑的抗震设计优化理念
近年来, 基于经济性考虑的抗震设防思想正在发展, 成为抗震设计优化理论中的重要组成部分, 即人们已越来越注重在抗震设防标准中控制经济损失的多少。因此, 在抗震设防标准决策过程中, 我们应当考虑通过设防烈度的取值, 定量或半定量地控制未来地震的人员伤亡数和地震经济损失。此优化理念, 即为在抗震设防方面花最少的钱, 还要把地震之后的经济损失降到最低, 这里的“经济损失”包括直接经济损失和灾后重建的费用。在抗震设计时, 将地震总经济损失与抗震设防投入进行比较, 尽可能用最少的设防投入获得最优的抗震效果。
4 结语
基于我国国情, 在今后一段时间内, 多层砖混结构仍将是城乡房屋中的主要结构形式之一。本文在优化设计理论指导下, 根据现行有关设计规范, 结合调研资料分析而来的结论以及自身参加一些多层砖混结构房屋设计的实践经验, 探讨了实现多层砖房抗震优化设计的一些具体途径, 作为抛砖引玉, 供大家参考。当然, 在抗震优化设计中, 应尽量体现以预防为主的设计思想, 从而达到“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的设防效果。
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