砌体房屋抗震结构设计（共12篇）
砌体房屋抗震结构设计 篇1
1 砌体结构概况
砌体结构是当前建筑工程中常用的结构形式之一。由于其原材料来源广泛, 易于取材、生产和施工, 造价低廉, 具有良好的耐火性、耐热性、隔音性和耐久性, 在城乡建筑中得到比较广泛的应用。因此, 如何提高砌体结构房屋的抗震能力, 将是建筑抗震设计中一个重要课题。在已有的震害调查结果表明, 不仅在7、8度区, 甚至在9度区, 砖混结构房屋经历震害后受到轻微损坏, 或者基本完好的例子也是不少的。通过这些砌体房屋的调查分析, 得到这样一个结论:只要经过合理的抗震设计, 构造得当, 保证施工质量, 则在中、强地震区, 砖混房屋是具有一定抗震能力的。
2 多层砌体结构房屋的震害破坏形式
根据四川地震灾区的震后灾害调查情况, 多层砌体结构房屋的震害形式主要有以下几种。 (1) 房屋局部及整体倒塌; (2) 预制板楼、屋盖破坏; (3) 楼梯间墙体破坏; (4) 外纵墙破坏; (5) 纵墙在室外地坪处产生水平裂缝; (6) 外纵墙洞口间墙体X型裂缝; (7) 其它破坏。
3 砌体抗震措施
基于砌体结构本身特点以及其震害的多样性和严重性, 工程人员在设计中要采取一定的措施, 以加强砌体结构的整体性提高其抗震性能。
3.1 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, 就会大大提高结构的抗震能力。
3.1.1 正确选择承重体系
根据传递荷载的路线不同, 砌体结构的墙体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, 整体性好, 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。通过以上分析可知, 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。
3.1.2 科学进行结构布置
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) 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。
承重墙体的布置要规则、对称。横向墙体间距不宜过大, 纵向墙体平面布置尽量不少于三道, 且宜沿各自轴线对齐贯通, 尽量避免断开和转折。这样可以减少地震剪力传递的中间环节, 使可能的震害部位减少, 避免局部破坏, 使震害程度减轻。
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。这样的结构布置造成的后果就是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远远不能抵抗地震力的作用, 及通常说的“鸡腿结构”, 抗震严重不利。
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使用的前提下“少开洞, 开小洞”。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空间受力体系, 增加房屋的空间刚度, 进而提高结构的抗震能力。
3.1.3 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。
3.1.4 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。
3.2 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。
4 结语
砌体结构被认为是较简单的结构形式, 汶川地震人员伤亡严重, 财产损失巨大, 但是对震害经验的积累和我国工程抗震设防体系的检验是一个非常难得的机会。作为工程设计人员, 我们应该吸取教训, 总结经验, 从自身工作做起, 做好抗震防灾这一功在当代, 利泽千秋的抗震防灾工作。
砌体房屋抗震结构设计 篇2
抗震加固工程
编制单位：
可行性研究报告
目录
一、工程概况
二、编制依据
三、加固方案
一、本工程为部队修理所、幼儿园抗震加固工程。该工程始建于20世纪80～90年代，抗震鉴定类别属于B类。
幼儿园为单层砖混结构，局部二层，基础为砖砌条形基础，屋盖为预制板，建筑面积约834m2。通过河北省建筑工程质量检测中心提供的检测鉴定报告得知该建筑砂浆强度不满足规范最低要求，影响结构承载力；砖柱及中厅大梁端部受损严重，影响结构安全；预制板拼接裂缝普遍存在。
修理所（家属院）为单层砖混结构，基础为砖砌条形基础，建筑面积约295m2。屋盖形式为硬山搁檩铺木望板，大空间房屋设置木屋架，屋面为彩钢板。通过河北省建筑工程质量检测中心提供的检测鉴定报告得知该建筑砂浆强度不满足规范最低要求，影响结构承载力；抗震构造柱和圈梁不符合规范规定，影响结构抗震性能；山尖墙之间未设置竖向剪刀撑。
修理所（饭堂）为单层砖混结构，基础为砖砌条形基础，建筑面积约208m2，西侧屋盖形式为木屋架搭檩条，屋面为彩钢板，屋架之间未设置竖向支撑。东侧厨房为混凝土现浇板屋顶，墙顶未设置圈梁。通过河北省建筑工程质量检测中心提供的检测鉴定报告得知该建筑砂浆强度不满足规范最低要求，影响结构承载力；抗震构造柱和圈梁不符合规范规定，影响结构抗震性能；山墙竖向通长裂缝较大，影响结构安全。
修理所（活动中心）为单层砖混结构，基础为毛石条形基础，建筑面积约470m2，屋盖形式为硬山搁檩铺木望板，大空间房屋 设置木屋架，屋面为彩钢板。通过河北省建筑工程质量检测中心提供的检测鉴定报告得知该建筑砂浆强度不满足规范最低要求，影响结构承载力；抗震构造柱和圈梁不符合规范规定，影响结构抗震性能；山墙竖向裂缝，影响结构安全。
修理所（宿舍）为单层砖混结构，基础为毛石条形基础，建筑面积约710m2，屋盖形式为硬山搁檩铺木望板，大空间房屋设置木屋架，屋面为彩钢板。通过河北省建筑工程质量检测中心提供的检测鉴定报告得知该建筑砂浆强度不满足规范最低要求，影响结构承载力；抗震构造柱和圈梁不符合规范规定，影响结构抗震性能；山墙竖向裂缝，影响结构安全。
二、设计依据
1.《混凝土结构加固设计规范》
三、加固方案
1.钢筋网砂浆面层加固墙体技术
1)施工工序：剔凿-打磨-涂刷加固型界面剂-成孔-穿拉结筋-铺设钢筋网-抹水泥砂浆-养护
2)首先凿除构件表面的粉刷层至基层，构件表面必须打磨平整，用压缩空气吹净后，表面无杂物和尘土。如墙体表面凹凸度较大，需人工进行剔凿至大致平整，如原有墙体表面有裂缝，应进行灌胶或封闭处理。用滚桶刷在基层表面均匀涂抹加固界面剂一道。待其表面指触干燥时即进行下一步工序施工。3)加固特点及适用范围
钢筋网砂浆面层加固,是在面层砂浆中置设一道钢筋网，达到提高墙体承载力和变形性能（延性）的一种加固方法。4)设计构造
(1)砂浆强度等级为M10，采用水泥砂浆，厚度为35mm。(2)钢筋网宜采用绑扎钢筋网，规格为6@300X300，双向。其质量必须符合相应产品标准。
(3)钢筋网与墙体的固定，单面加面层的钢筋网应采用6@300的L型植筋，双面加固时采用S形6钢筋以钻孔穿墙对拉，间距宜为600mm,并且成梅花状布置，穿墙孔内灌注结构胶。(4)竖向钢筋应连续贯通穿过楼板，为避免钻孔太密，造成楼板过大损伤，在楼板处可采用集中配筋方式穿过，钢筋穿混凝土板处，开洞大小为60mm*60mm方洞。钢筋插入孔洞后，采用结构胶填实。钢筋规格为12@600,上下搭接各500mm，端部焊6横 筋两道，以便与钢筋网扎结。(注：楼板钻孔时不得打断空心板板肋，间距可根据实际情况适当调整)(5)门窗洞口处，用U型或L型钢筋在距洞边50~100mm范围内穿过或锚固。
(6)钢筋网砂浆面层室外部分宜深入地下，埋深为500mm.(7)钢筋网砂浆面层内应配置水平及竖向配筋加强带，采用10钢筋。5)施工要点
(1)钢筋网在墙面的固定应平整牢固，与墙面净距宜大于5mm，网外表保护层厚度为10mm(2)墙体或楼板钻孔时不得伤及原有钢筋，贯通墙体后楼板的钢筋插入孔洞后，应采用结构胶填实。2.墙体裂缝处理
1）所有墙体采用加固时，须先对有裂缝的墙体采用重力灌浆法补强加固。
2）施工要点如下：（1）清理裂缝：形成灌浆通路。（2）表面封缝：用1：2水泥砂浆（内加促凝剂）将墙面裂缝封闭，形成灌浆空间。(3)设置灌浆口：在灌浆入口处凿去半块砖，埋设灌浆口。（4）冲洗裂缝：用灰水比为1：10的纯水泥浆冲洗并检查裂缝内浆液流动情况。（5）灌浆：在灌浆口灌入I、II类水泥基灌浆料，灌满并养护一定时间后，拆除灌浆口再继续对补强处局部养
3.将梁松散混凝土凿除至坚实混凝土界面，采用加固专用砂浆进行修补，表面采用粘贴碳纤维加固，提高承载力。
四、造价分析
三、加固方案
1.高延性纤维混凝土加固墙体
1）高延性混凝土面层加固砖墙施工顺序 基层处理
铲除原墙面抹灰层，清理灰缝，用钢丝刷刷净残灰，吹净表面灰粉，用水浇透墙面，最后在墙面刷水泥素浆一道。墙体存在裂缝时，应对裂缝进行压力灌浆处理；原墙存在损坏或松动的砖块，应进行替换或局部修补，最后用水浇透墙面,刷水泥素浆一道。2）压抹高延性混凝土面层
设置标志，保证面层厚度一致。压抹高延性混凝土面层前，应沿墙面往返浇水湿润，并待墙面稍干后再进行压抹。高延性混凝土面层应深入地下，埋深和具体要求见加固砖墙构造详图。3）养护
砌体房屋抗震结构设计 篇3
文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0183-02
摘要：
文章介绍了砖砌体房屋抗震施工方法，并指出了施工常见的质量缺陷及质量控制措施。
关键词：砖砌体房屋；抗震；质量控制
砖砌体结构是我国的村镇房屋建筑的主要结构形式，目前工程界对高层混凝土结构建筑的抗震性能的研究较多，但在砖砌体房屋抗震方面的探讨并不多，下面笔者简要探讨砖砌体房屋抗震施工方法及质量控制。
1砖砌体房屋抗震施工方法
1.1原材料选择。
我国砖砌体房屋多使用烧结粘土砖较多，但现在已开始推广使用加气混凝土砌块和粉煤灰砖等环保节能砖，应选用质量合格外形规整的砖；水泥是砌筑砂浆和混凝土的主要组成材料，常用的是普通硅酸盐水泥，其MgO和SO3含量分别不得超过5%和3.5%，并根据用途来确定水泥强度；钢筋应选用热轧钢筋，其表面不得有弯曲、损伤、裂纹、油污和颗粒状的老锈；砂的含泥量不应超过5%，混凝土宜选用粗细级配良好的砂，砌筑砂浆宜选用中砂。混凝土的粗骨料应选用具有一定的级配坚硬耐久的碎石或卵石。
1.2配合比设计
1.2.1砂浆配合比设计。砂浆配合比的设计既要满足强度、和易性及密度要求，又要遵循经济合理的原则，在村镇砖砌体房屋施工中，常选用强度为m2.5和M5.0的砌筑砂浆，每立方砂浆用水量可取300～32Okg。
1.2.2混凝土配合比设计。混凝土的配合比设计关键是要确保结构设计的强度等级、和易性要求，混凝土的强度、耐久性、和易性和坍落度要满足设计需要。在村镇砖砌体房屋的混凝土构件中，混凝土强度多为C15、C2O和C25。
1.3墙体砌筑
1.3.1砌筑砂桨制备。砌筑砂浆制备的原材料配料要精确，严格按配合比进行，将石灰膏、水泥的误差控制在±5%以内。砌筑砂浆可用机械方式搅拌，搅拌时间不得少于2min；也可采用人工搅拌，且搅拌的时间不得少于5min。
1.3.2墙体砌筑要点。施工前应对砖进行浇水润湿，保证砖块在砌筑时的含水率在10%～15%之间；砖砌体的转角处和交接处应同时砌筑，若需要临时间断，应在间断处砌成斜搓，施工中不能留斜搓时，可留直搓，但应加设拉结钢筋；砌筑时，砖砌体应横平竖直，厚薄均匀，灰缝应饱满；墙体每天砌筑高度不得超过1.5m，以防砂浆受压过大而影响砌筑质量；砌筑完毕后，应及时养护，防止砌筑砂浆因失水过多而降低强度。
1.3.3墙体拉结筋设置。在墙体转角或交接部位设置拉结钢筋，以提高房屋的整体性和空间刚度，并且拉结钢筋每边伸入墙体不宜小于750mm。
1.4构造柱及圈梁施工
1.4.1马牙搓砌筑。为增强构造柱与墙体的连接，在构造柱部位的墙体，应砌成马牙搓，并从每层柱脚开始，按先退后进的原则砌筑，每个马牙搓的齿高约为3O0mm，齿深大于6Omm。
1.4.2模板支设。支设构造柱模板时，先将对拉螺栓预留在马牙搓的周边墙体灰缝中，并沿柱中心对称布置，其水平和垂直间距分别为480mm 和3O0mm，再将拼装好的模板定位后用螺栓固定。
1.4.3钢筋连接。构造柱钢筋要与纵横墙的圈梁钢筋绑扎连接，以增强其整体性，在搭接处箍筋应加密，并且交叉处圈梁钢筋宜放在构造柱受力钢筋内侧。砌筑马牙搓时，沿墙高每隔5OOmm埋设两根水平拉结筋，并绑扎连接在构造柱钢筋上。
1.4.4混凝土制备与浇捣。混凝土制备时，水泥、砂、卵石和水都要严格按照配合比进行精确配料，将水泥和掺合料的误差控制在±3%以内。混凝土的搅拌应优先采用机械拌制，并根据混凝土坍落度、搅拌机机型和容量来确定混凝土搅拌时间。浇捣混凝土宜采用插入式振捣棒，分层捣实，每层振捣厚度不超过6O0mm。浇捣圈梁的混凝土时，振捣棒与混凝土面应成斜角，斜向振捣。
2砖砌体房屋抗震施工常见的质量缺陷
2.1砂浆强度不稳定。砖砌体房屋施工中可能出现部分砂浆强度低于设计要求。砌筑砂漿强度波动大，匀质性差等问题。导致这种问题的原因有很多，可能是砂浆配合比设计不合理，石灰膏的掺量过大会降低砂浆的强度，还有原材料计量不准，拌和不均匀也会使砂浆强度波动性大；此外，水泥过期，砂含泥量大，施工人员责任心差、技术水平低，以及养护不充分等都可能影响砂浆强度。
2.2灰缝砂浆不饱满。水平灰缝中砂浆饱满度低于80%，或是竖向灰缝会出现瞎缝和通缝，造成这些问题的原因有：配合比设计不合理，砂率过高，水泥用量少，砂浆和易性和稠度达不到要求；砌筑前未对砖浇水湿润，石灰膏质量差，砌筑人员技术水平不高，或操作不熟练等等，都可能造成灰缝砂浆不饱满。
2.3钢筋漏放。拉结筋下料错误导致拉结筋长度过短，施工人员疏忽或故意偷工减料，都会造成钢筋漏放的问题，降低房屋的抗震性能。
2.4混凝土浇筑质量差。混凝土出现蜂窝、麻面，或构造柱出现烂根、断层现象，这些都是混凝土浇筑质量差导致的。其形成原因有：混凝土配合比不合理，施工人员操作水平差，模板不密实，未对模板进行湿润，模板内未清理干净，混凝土振捣不足，振捣棒工作性能不稳定等。
2.5构造柱断面尺寸不足或轴线位移超差。构造柱断面尺寸小于构造或设计要求，轴线偏移并将构造柱钢筋预埋部分弯曲，其原因主要有放线定位不准确和马牙搓砌筑质量差等。
3砖砌体房屋抗震施工质量控制
3.1人的方面。施工现场应具备一定数量的施工经验丰富、责任感强和有抗震设防意识的管理人员，以便对关键部位工序进行监督和管理。选择合适的施工队伍，提高熟练工人的比例，尤其是控制熟练的砌筑工、混凝土工、钢筋工的比例，定期对施工人员进行培训，并进行考核，以提高施工人员的技术水平。
3.2材料方面。砖、钢筋、水泥等主要材料一定要选择合适的生产厂家，进场时加强质量的检查，杜绝不合格材料进入施工现场。
3.3机具方面。现场应配置砂浆搅拌机、混凝土搅拌机、振捣棒等施工机具，并定期进行维护，依靠机具来提高房屋施工质量和构件强度。
3.4工艺方法方面。根据强度、和易性等方面的要求合理选择砂浆和混凝土的配合比，并提高材料计量的准确度；施工前做好各个工序的技术交底，设专人监督检查施工的质量，如检查拉结筋放置情况，避免漏放、少放，检查模板的支设情况，规范混凝土的浇筑施工过程，以减少施工过程中的人为因素造成的质量问题。
4结语
2008年的汶川大地震和2010年的玉树地震都给我国造成了巨大的人员伤亡和财产损失，而人员伤亡主要是由于房屋建筑倒塌所致，可见，提高建筑的抗震性能，对于保护人民的生命财产安全有着重要意义。广大建筑工程人员一定要掌握各种抗震施工方法，加强质量管理，提高建筑的抗震性能，为社会提供更多优质安全的建筑产品。
参考文献
［1］段树金，孟丽军.石家庄市村镇民房抗震性能调查分析［J］.工程抗震.2004，26(29)
［2］ 张熙光，王骏孙.建筑抗震鉴定加固手册［M］.北京：中国建筑工业出版社.2001.
浅谈砌体房屋抗震结构设计 篇4
近十年来, 是全球的地震活跃期, 我国也频发地震灾害, 尤其是2008年5月12日发生的汶川8级大地震, 造成大量地面建筑破坏和倒塌, 其中又以砌体结构的建筑倒塌和破坏的比例最高, 并造成大量的人员伤亡。在调查和总结震害经验时, 对于不同年代设计建造的房屋, 都在此次地震中得到检验。总的来说, 按照规范设计和施工的多层砌体房屋能够达到三水准 (小震不坏, 中震可修, 大震不到) 的抗震设防目标。有的在震后经过维修和加固, 仍可继续使用。国家为此连续修订了《建筑抗震设计规范》, 从89规范到01规范, 再到后来的01规范 (2008年版) , 到现在的2010年12月正式实施的新的抗震规范, 从规范中可以看到, 对砌体房屋, 明确了规则性的要求;适度加强对房屋底部的要求;逐步使楼梯间成为抗震安全岛;进一步加强楼盖的整体性;缩小最大横墙间距;明确房屋底部向约束砌体过渡的措施;特别提高对底框砌体结构的要求。使我国的抗震设计水平进入一个新的台阶。
2 砌体房屋设计的一些原则和方法
砌体房屋抗震性能与建筑平面布置、结构选型、抗震计算、构造措施和施工质量相关。砌体房屋抗震设计原则:“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
抗震概念设计主要内容:
2.1 建筑平立面布置
2.1.1 平立面布置
房屋的平面布置宜规则、对称:
⑴刚度中心和质量中心应尽量接近;
⑵平面布置应避免墙体局部突出和凹进;
⑶应尽量避免将大房间布置在单元的两端。
房屋的立面布置宜规则:
⑴房屋的质量分布和刚度沿高度方向变化宜均匀;
⑵应避免局部的突出;
⑶楼层不宜有错层;
2.1.2 楼梯间的布置
楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处;
楼梯间不宜突出或开设过大的窗洞, 以免将楼层圈梁切断;
应特别注意楼梯间顶层墙体的稳定性。
2.2 结构选型
2.2.1 砌体结构房屋高度、层高、高宽比限制
由于配筋砌体的抗震性能较好, 应优先选用配筋砌体。
2.2.2 多层砌体结构房屋的结构选型
⑴承重方案的选择:
多层砖房应优先采用横墙或纵横墙承重方案。
纵横墙的布置应均匀对称, 沿平面宜对齐, 沿竖向应上下连续, 同一轴线上的窗间墙宜均匀。
在房屋的一个独立单元内, 宜采用相同的结构材料。
⑵防震缝的设置, 要求设置防震缝的房屋:
⑴房屋的立面高差在6m以上;
⑵房屋有错层, 且楼板高差较大;
⑶各部分结构刚度、质量截然不同。
防震缝的设置:
⑴防震缝应沿房屋全高设置, 基础可不设防震缝, 两侧应布置抗震墙。
⑵防震缝按房屋高度和设防烈度不同, 缝宽一般取50mm~100mm。
⑶抗震横墙最大间距限制 (表2) 。
⑷墙体局部尺寸限制 (表3) 。
⑸地下室与基础
地下室对上部结构的抗震性能影响较大, 砌体房屋宜优先选择刚度较大的基础类型。
软弱地基 (包括软弱粘性土, 可液化和严重不均匀地基) 上的房屋宜沿外墙及所有承重内墙增设基础圈梁一道。
3 砌体房屋设计的常用抗震构造措施
3.1 钢筋混凝土构造柱
钢筋混凝土构造柱的作用:
⑴可提高墙体抗剪承载力10%~20%, 墙体的刚度增大不多;
⑵加强结构的整体性;
⑶约束墙体的变形, 防止墙体倒塌, 提高无筋砌体延性3~4倍;
《建筑抗震设计规范》构造柱设置部位的规定, 构造柱设置规定:
⑴构造柱最小截面尺寸240mm×180mm;
⑵混凝土强度等级不低于C20;
⑶纵筋采用4φ12 (角柱用4φ14) , 箍筋φ6@250, 柱上、下端各700mm (600mm) 箍筋加密至100mm。
⑷构造柱应先砌墙后浇筑混凝土, 应砌成马牙槎;
⑸构造柱沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋, 每边伸入墙内不宜小于1000mm。
3.2 钢筋混凝土圈梁
圈梁抗震作用:
⑴增强纵横墙的连接, 加强房屋的整体性和空间刚度。
⑵限制墙体平面外的变形。
⑶圈梁与构造柱整体现浇形成约束框架, 共同发挥对墙体的约束作用。
《建筑抗震设计规范》圈梁设置部位的规定:
圈梁设置规定:
⑴圈梁高度不应小于120mm;
⑵圈梁在平面上应封闭, 当遇有洞口被切断时应上下搭接;
⑶圈梁应先砌墙后与构造柱一起现浇成整体;
3.3 墙体间的拉结
大房间的外墙转角及内外墙交接处, 均应沿墙高每隔500mm配置2φ6拉结钢筋, 并伸入墙内不宜小于1m。
后砌的自承重隔墙应沿墙高每隔500mm配置2φ6拉结钢筋与承重墙或柱连接, 每边伸入墙内不小于500mm。
当设防烈度为8、9度时, 长度大于5.1m的后砌非承重砌体隔墙的墙顶尚应与楼板或梁拉结。
3.4 楼 (屋) 盖梁板与墙柱间的连接
⑴现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵横墙内的长度, 均不宜小于120mm;
⑵装配式钢筋混凝土楼板或屋面板, 当圈梁未设在板同一标高时, 板端伸进外墙的长度不应小于120mm, 伸进内墙的长度不宜小于100mm, 且不应小于80mm, 在梁上不应小于80mm;
⑶当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时, 靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。楼 (屋) 盖的钢筋混凝土梁或屋架, 应与墙、柱 (包括构造柱) 或圈梁有可靠的连接。梁与砖柱的连接不应削弱砖柱截面, 独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。
4 结束语
砌体结构抗震性能的研究 篇5
摘要：砌体结构作为我国传统建筑形式，在各类建筑中占有十分重要的地位。但由于材料明显的脆性性质，相比于钢筋混凝土结构或钢结构建筑,砌体结构的抗震能力较差。本文对砌体结构抗震构造措施和目前存在的问题进行了分析阐述。
关键词：砌体结构、抗震措施、抗震性能研究
Abstact: As a traditional structure,masonry structure plays an important role.Its seismic capacity is much poorer than reinforced concrete or steel structure due to the material brittleness.the masonry structure seismic structural measures and the existing problems are analyzed in this paper。Keywords：masonry structure；earthquake-resisting；Seismic resistance research引言
砌体结构是一种传统的墙体材料，在我国的广大中西部县域城镇中仍占有85%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现，如混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外，结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料，如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖及实心砖。这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围。[1]
现代砌体结构已与传统的砖砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体三类，它们的界限定义为：仅有少量的拉结钢筋，含筋量在0.07%以下时，可称为无筋砌体；约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构，如在墙段边缘设置边缘构件（钢筋混凝土构造柱），同时，墙段上下设置有圈梁，此类砌体的特点是砌体周边均有钢筋混凝土约束构件，砌体的配筋量为0.10%~0.2%左右；配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑，如配筋混凝土空心小砌块，其实质是一种砌筑成型的剪力墙结构，其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构，即在0.25%左右。[2]
1966 年的邢台地震和1976 年的唐山地震等数十次破坏性大地震，以及2008年的汶川地震等，几乎无一例外地表明无筋砌体结构不能经受大地震的考验。尽管砌体结构的抗震性能是如此之差，然而，在城镇建设中，由于人口集中，土地有限，规范限制了一些传统材料的砌体结构高度，但又不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体结构的抗震性能，严格要求了小砌块的建造层数和高度，满足业主的需要。新修订的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）就适应了这种要求，提供了建造较高层数的砌体结构的安全性和适用性。同时相对于现浇钢筋混凝土剪力墙结构而言，其较低的工程造价也是显而易见的。砌体结构材料的特点
砌体材料作为一种地方性材料，具有取材容易、加工简单、砌筑工艺易于掌握，因而被广泛采用。并且经过长时间的改进和发展，形成了具有各地特色的传统制作方式和砌筑方法，是一种生命力极强、应用最广泛的建筑材料。砌体材料在我国大体可分为粘土类制品、蒸压类制品、混凝土类制品和以各类工业废料制成的墙体材料等。
当前各地除沿用传统材料粘土制品以外，也相继制成以页岩、煤矸石和粉煤灰为主要原料的烧结砖；以白灰砂、粉煤灰为主要原料的蒸压砖；以及以细石砼（或轻质骨料）为材料的砼小型空心砌块等墙体材料。大部分地区有逐步替代粘土制品的趋势。
新型墙体材料中，用页岩或煤矸石或粉煤灰为原材料，或按一定比例混合使用的经烧结而成的实心砖、多孔砖，较好地利用工业废料为原料，制成墙体材料。它们具有类似于烧结粘土砖的性质，亦具有新的原材料的特点。
新型烧结砖一般抗压强度均较高，普通的煤矸石加页岩混合烧结砖的抗压强度均在MU15 以上，少量的可达MU20以上，多孔砖的孔洞率在25%-30%左右。此类实心砖由于表面比粘土砖更粗糙，抗剪强度亦普遍比粘土砖高；多孔砖由于有孔洞作为键槽，砂浆能起
到销键作用。增大了砌体的抗剪强度，对抗震十分有利。
新型烧结砖还由于经焙烧而成，因此，其砌体的线膨胀系数和收缩率都比较小，与烧
结粘土砖没有什么区别。
另一类是蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖。由于它们的原材料不同，特别是制作养护过程的差异，导致蒸压砖特有的性质。
蒸压灰砂砖以石灰和砂为原材料，蒸压粉煤灰砖以电厂工业废料粉煤灰为原材料。经
过机械压制成型，高压蒸汽养护而成砌体材料。由于它的制作过程和生产工艺，决定了这类
砖具有收缩率较大、表面比较光滑、抗压强度较高而抗剪强度较低的特点。
因此，反映在设计应用过程中出现一些问题。比如由于收缩率大，线膨胀系数亦大，这类砌体墙受材料收缩以及温度影响较大，墙体容易出现裂缝和变形。又比如由于砖表面比
较光滑，磨擦系数小，与砂浆的粘结性能就差。因此，其抗剪强度偏低，不利于抗震。砌体结构抗震设计的重要性
砌体是一种脆性材料,传统的砌体结构是采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑,通过内外砖墙的咬砌达到具有一定整体连接的目的。目前的砖砌体房屋除上述方式外,大多采用了预制钢
筋混凝土楼板、装配式楼屋盖、且过梁等其它构件多数为预制装配。因此整个砌体结构,由
于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其在遭遇强烈地震时破坏较重,抗震性能很差。我国在地理位置上处于世界两大地震带之间,是世界大陆内的一个最宽广的浅源强震活动地区,是多地震国家。基本烈度为7度和7度以上的地区的面积达312万平方
公里,约占全国国土面积的325%。基本烈度为6 度和6 度以上地区面积达576 万平方公
里, 约占全国国土面积的60%。我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。世界地震史
上死亡人数最多一次为1556 年我国陕西华县的8级地震, 死亡约83 万人。近代地震史上
死亡人数最多的一次地震也发生在我国, 即1976年唐山的7.8 级地震, 死亡24万多人, 重
伤16.4万人,倒塌房屋322万间, 直接经济损失达100亿元。
地震所以能造成如此重大损失,主要原因是建筑物缺乏必要的抗震设防。所谓抗震设防
是指对房屋进行抗震设计包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震构造措施来达到抗震的目的。建筑物抗震设防就要保障人民生命财产的安全,所采取的措施应与国民经济相适应,如
果要求建筑物在强烈地震后仍完好无损,势必增加造价,在技术上也有一定困难。相反,设防标
准过低,将会危及人们的生命财产。基于国际趋势, 结合我国的具体情况, 提出一个适当的设
防目标是很必要的。我国《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)以下简称《规范》提出了“三
水准”的抗震设防目标: 小震不破坏, 可正常使用;设计烈度地震可修复使用;遭遇大震时
不倒塌。砌体结构现存问题
近年来,由于城市用地紧张、资金紧张等问题,设计的砖混房屋往往在总高度和层数上超
限;片面追求直接采光和通风,导致加大面宽、减少进深等作法,往往使房屋高宽比超限。这些
都造成了极为不利的体型, 致使房屋的抗震性能大为降低, 此类现象应引起广泛重视。
随着建筑业的发展, 临街有底层为钢筋混凝土框架的大空间商店,上部为小空间砖房或
砌块建筑的房屋大量建设。这种房屋存在着明显的弊病:(一)往往形成梁上砌墙的布置,使
抗震横墙在最不利的底层被切断。且底层框架一般为大空间的公共建筑, 由于使用功能上的需要, 在客观上给纵横抗震墙的布置带来了不少困难。(二)底层大部分用于商业目的,门窗
开洞要求都很大,因而有的采用了前排为钢筋混凝土柱后为砖混的结构, 此结构目前无明确
定义且前后两种材料刚度差异悬殊,对高烈度地区的抗震极为不利。(三)未作计算凭习惯错
误地认为,底层框架的侧向刚度一定比砖房好,纵向框架侧向刚度一定比横向好,而实际上并
非如此。(四)上面为几层砌体、开间小、横墙多、不仅重量大, 侧移刚度也大,而底层框架
侧移刚度比上层小得多。刚度的急剧变化使得在结构刚柔交接处,应力高度集中,在柱端产生
塑性铰,并使房屋的变形集中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层,可称之为“软层”。这种“软层”在抗震设计中应引起高度的注意。抗震措施
（1）设置构造柱
构造柱是一种约束砌体的边缘构件,它不单独承受垂直荷载，在墙体受水平地震作用的初期,构造柱的应力很小,刚度也不大,但当墙体开裂后,柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体, 构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体虽已破碎但由于构造柱的约束作用使得墙体不至于倒塌, 从而达到“裂而不倒”的目的。构造柱的设置较大幅度地增强了墙体的变形能力, 使房屋取得了较大的延性,从而减小了突然发生倒塌的可能性。当然,构造柱的截面尺寸与配筋率也不宜过大,否则,大量的构造柱将会吸收大多数地震作用力,使得构造柱先于墙体破坏, 这就起不到约束墙体的作用了,反而使结构抵抗地震作用的能力降低了。
（2）设置圈梁
构造柱作为一种竖向构件,一股沿墙高而截面尺寸不变,配筋也少有变化。因此,在各楼层柱高处设置圈梁作为锚固点,使得构造柱和圈梁产生拉结,形成对上下和左右墙体的约束作用, 从而限制墙体裂缝的发展,并减小裂缝与水平面的夹角,保证墙体的整体性和变形能力,提高墙体的抗剪能力。除此以外,圈梁作为一种重要的构造措施,它还加强了内外墙之间、楼板与墙体之间的连接, 提高了结构的整体性, 并减轻地震时地表裂缝对房屋的影响, 特别是檐口圈粱和地圈梁具有提高房屋竖向刚度的能力和抵御地基不均匀沉陷的能力。
（3）验算墙柱高厚比
砌体结构房屋中的墙体是受压构件, 除了满足承载力要求外,还必须保证它的稳定性。墙柱高厚比是指砌体墙、柱的计算高度和墙厚或边长的比值。《规范》中规定,墙柱高厚比不能大于允许高厚比。只有满足这个要求,才可以保证砌体结构存施工阶段和使用阶段的稳定性。结合以往的工程经验,综合考虑包括砂浆强度等级、砌体类型、横墙间距、支承条件等多种因素后拟定的。
（4）设置伸缩缝
由于钢筋混凝上和砌体材料的线膨胀系数不同, 屋盖和墙体的刚度不同, 当温度变化时, 钢筋混凝土屋盖和砌体材料的墙体将产生不同的变形。因墙与屋盖变形相互制约, 而产生温度应力, 当墙体中的主拉应力或剪应力超过彻体的抗拉或抗剪强度时, 就会使墙体内产生斜裂缝和水平裂缝,顶层墙体一般最为严重,它包括纵墙的八字缝、横墙L 端的八字缝、屋盖与墙体之间的水平缝、纵横墙的包角裂缝、屋盖或楼盖中的裂缝以及墙体自上而下的贯通裂缝。为了防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,可存墙体中产生裂缝可能性最大的地方设置伸缩缝,如房屋平面转折处和体型变化处,房屋中间部位及错层处等。实践证明,伸缩缝的设置达到了防止裂缝出现或减小裂缝宽度的目的,成为砌体结构抗震设计中一项重要的构造措施。此外,通过在屋盖上设置保温层、隔热层, 或设置屋面与墙体间相互滑动的滑动层等措施,也可以有效地防止温度变化或干缩变形引起的裂缝。
（5）加强构件间的连接
砌体结构房屋各构件间的抗震构造连接是其抗震的关键。抗震构造连接的部位较多, 重要部位的连接措施有下列几项：造柱与楼、屋盖连接；屋顶间的连接；墙与墙的连接；后砌体的连接；栏板的连接；构造柱底端连接； 悬臂构件的连接。结束语
砌体结构既是一种量大面广的结构形式,又是一种抗震性能较差的结构形式。我们不可能彻底淘汰它,摒弃它,只有面对现实,孜孜不倦,深入研究它,提高它的抗震性能,不断赋予砌体结构新的内容、新的理念,使砌体结构具有更好的抗震性能和安全性,这就是
我们研究的目的。
参考文献：
[1]周炳章.砌体结构抗震的新发展[ J].建筑结构学报.北京: 中
国建筑工业出版社, 2002.5
[2]砌体结构设计规范，GB50003-2002
[3]建筑抗震设计规范,GB50011-2010
试论砌体结构建筑抗震施工技术 篇6
摘 要：近年来，我国多数地区地震频发，无论是在人员还是财产方面都造成了巨大损失，尤其是对多数房屋都造成了不同程度的损毁，据调查显示，我国传统房屋构建多数为砌体结构，在住宅建筑中高达80%以上，然而，砌体结构的房屋建筑抗震性能较差，缺乏合理的设防措施，因此本文将通过对砌体结构建筑的震害特点以及砌体结构抗震施工的问题进行分析，来提出几点增强砌体结构抗震的措施。
关键词：砌体结构建筑;抗震;施工技术
砌体结构是我国在建筑行业里较为常见的一种建筑结构，在整个建筑业中高达70%以上，然而传统的砌体结构抗震性能较差，而对于近年来地震频发的我国来说，无疑使一种威胁。除了砌体结构本身抗震能力较弱外，在建筑施工中往往还会出现工作不达标准，抗震承受力计算不准确以及结构设计不合理等现象，这都需要相关施工单位给予高度重视。与此同时，本文还将对增强砌体结构建筑抗震效果提出几点改进办法，主要包括对建筑平面与立面的科学布局、结构体系的合理设计以及对砌体房屋的整体性与刚性的合理要求等。
1.砌体结构建筑的震害特点
砌体结构的损坏程度与震级有关，而震害的原因则是由两方面造成，其一是内部因素，主要指由于砌体建筑结构自身的脆性以及各个部件与基础构件的连接不当等造成，从而导致砌体结构建筑局部或整体倒塌或砌体结构建筑墙体出现裂缝等不同程度的震害;其二是外部因素，地震波分为纵波和横波，纵波会产生垂直力，横波则会产生水平以及扭转力，正是由于各种力的相互作用，使得房屋出现积压受损等现象，更严重者甚至坍塌。
2.砌体结构建筑抗震施工中的问题
砌体结构建筑在抗震设防中存在很多问题，首先在设计施工中，设计工作不达标准，不能准确计算砌体结构建筑的抗震承受力，缺乏基本的抗震意识与建筑经验，使得结构设计不合理;其次是设计施工人员过于注重理论知识，不够灵活，缺乏具体情况具体分析的能力，导致存在抗震的薄弱环节上仍遗留很多问题;另外由于设计施工中在材料的选择上质量不过关以及搭接不规范，造成了砌体结构抗震能力较差;最后是施工单位自身在对抗震设防标准以及措施上了解不够，在对砌体结构的抗剪与抗弯强度上判断错误，可能会造成在地震中房屋楼梯间的损坏以及撞击破坏等现象。
3.增强砌体结构建筑抗震要点
3.1科学布局建筑平面与立面
在房屋设计中，设计单位为了扩大朝阳的室内面积，会扩大建筑物平面凹凸部分尺寸，这不仅会造成房屋建筑的平面不规则，同时还违背了抗震设计的要求，因此追求建筑平面与立面的规整性，是科学布局建筑的必然选择。
3.2合理构建结构体系
为了使砌体结构更具抗震特点，除了建筑上的科学布局外还要注重对结构体系的合理构建。
首先是在横墙与纵墙的利用方面。其主要有三类，一是纵墙承重的砌体结构，这种砌体结构主要是通过加大横墙间的距离来扩大房屋空间，同时满足空间刚度与整体性的需要，方便住户对房屋的灵活布置，但此种结构由于横墙并不承重，因此总体承重能力较弱，容易受到破坏。二是横墙承重的砌体结构，由于横墙的承重，纵墙的纵向拉结，增强了房屋的整体刚度，同时使得建筑的整体性较好，并且抗震能力也有一定提高。
其次应注意纵横墙的布置。由于墙体是在地震时起主要作用的构件，因此墙体的布置对建筑物的抗震性起着绝对性的作用，具有良好抗震作用的建筑物所布置的墙体应该是均匀对称，同时竖向应上下连续，保持同一轴线上的窗间墙宽度的均匀。
然后是防震缝的设置方面。有些房屋由于立面高差、错层以及各部分结构刚度和质量有很大差异，尤其是抗震设防烈度高的地区，防震缝的设置是尤为必要的，它将房屋不规则处分割成若干规则的独立单元，大大加强了防震作用。
再者是对房屋高度与高宽比的限制。调差表明房屋越高，震感越明显，震害也越严重。同时房屋过高，会使砌体截面增大，从而导致结构自重增大，由此产生的地震后果会更不堪设想，因此无论是从技术的角度还是从经济的角度看，对房屋高度的限制是极其有必要的。另外房屋高宽比也与震感有一定联系，由于房屋过大的高宽比，使得房屋整体弯曲的附加应力增大，从而加重了对房屋的破坏，因此，房屋的高宽比也应给予一定的限制。
最后是楼梯间的设置。由于楼梯间刚度较大，因此地震作用的部位也较大，而且楼层越高的楼梯，嵌入墙体的楼梯段则越多，从而削弱了墙体的承重，使得楼梯间易受到较为严重的震害。因此要注意尽量不要将楼梯间设在房屋的近端或拐角处，同时也不宜设过大的窗洞，要注意增加楼梯间顶层强的稳定性。
3.3增强砌体房屋整体性与刚度
为增强砌体房屋整体性与刚度，首先要采用现浇钢筋砼楼板及屋盖，采用纵横墙共同承重的房屋，其抗震能力取决于结构的空间整体刚度与整体稳定性，同时还要保证楼盖与墙体的可靠连接，这样有利于地震作用的传递。现浇钢筋砼楼板及屋盖是较为有效的抗震构件，一方面可以解决预制楼板的滑移、散落现象，另一方面还可以增加房屋整体性、刚性以及楼板对墙体的约束力。其次是合理设置圈梁与构造柱。纵观1976年的唐山大地震和2008年的汶川大地震，可以发现，两次砌体结构遭到严重破坏的原因都出自于构造柱与圈梁的问题。因此若能在建筑物中合理设置圈梁与构造柱，不仅能使墙体抗震能力达到10%以上，同时还可大大增加墙体的变形与延性能力。构造柱与圈梁是不容拆分的，因为作为竖向构件的构造柱，在楼层柱高处必须要有圈梁作为锚固点，通过二者之间的拉结作用，从而形成对上下左右墙段的约束作用，来防止墙体开裂，避免裂缝与水平面夹角过大，保证了整个墙体的整体性与抗震能力。圈梁的另一作用是加强墙体间以及墙体与楼盖间的连接，从而使装配式楼屋盖在水平方向上形成一个统一的整体，来达到房屋裂而不倒的目的。
参考文献：
[1]叶晓霞.砌体结构建筑的震害及抗震措施[J].中华民居，2011， （6）：58-59.
砌体房屋抗震结构设计 篇7
关键词：砌体结构,抗震设计,构造措施
2008年的汶川地震给我国人民造成了巨大的生命和财产损失。震后的资料照片显示,中小城市、城镇中多层砌体结构房屋的大面积破坏、倒塌造成的损失尤其惨重(见图1、图2)。砌体结构成为抗震性能差、不抗震建筑的代名词,加强砌体结构的工程设计和施工监管成为必然。
1 抗震计算中应注意的问题
1.1 地下室结构嵌固高度
砌体结构的高度限制,是十分敏感且深受关注的规定,基于砌体材料的脆性性质和震害经验,限制其层数和高度是主要的抗震措施。地下室结构嵌固高度直接影响了房屋的层数和总高度,区分为全地下和半地下两种情况。
全地下室:全部地下室埋置在室外地坪以下,或有部分结构露于地表而无窗洞口时,可视为全地下室。计算总层数时可以不作为一层考虑。但应保证地下室结构的整体性和与上部结构的连续性。
半地下室:分三种情况:
第一种,半地下室作为一层使用,开有门窗洞口采光和通风。半地下室的层高中有大部分或部分埋置于室外地面下。此类半地下室应算作一层计算,总高度从地下室室内地面算起。
第二种,半地下室层高较小,一般在2.2m左右,地下室外墙无窗洞口或仅有较小的通气窗口,对半地下室墙的截面消弱很少。半地下室层高大部埋置于室外地面以下,或高出地面部分不超过1.0m。此类半地下室可以不算作一层,房屋总高度从室外地面算起。
第三种,嵌固条件好的半地下室。当半地下室开有门窗洞口且作为一层使用时,而且层高亦与上部结构相当时,一般应按一层计算其层数和总高度。为了争取层数和高度,当采取下列措施后,可以认为是嵌固条件好的半地下室而不作为一层对待。
具体措施举例:当半地下室外窗设有窗井时,每开间的窗井两侧墙与半地下室的横墙相贯通,并使窗井周边墙体形成封闭空间,由此使外窗井形成扩大半地下室底盘的结构,对半地下室作为上部结构的锚固端有利。因此,可以认为是嵌固条件好的半地下室而不计作一层。
不论是全地下室或半地下室,抗震强度验算时均应当作一层并应满足墙体承载力的要求。
对有地下室或半地下室的砌体房屋,结构建模时可把地下室作为结构层输入,结构嵌固高度取地下室埋入室外地面下的深度;由于抗震规范对砌体结构层数和总高度限制比较严格,设计时尽量把地下室做成全地下室或嵌固条件较好的半地下室,这样计算总层数时地下室就可不作为一层考虑,为上部住宅争取了层数。
1.2 水平配筋砖砌体的截面抗震受剪承载力验算
砌体结构的抗震计算主要体现在承重墙体的抗剪承载力验算,承重墙体的破坏主要表现为斜裂缝(见图3、图4),在地震力反复作用下砖墙更多表现为斜向交叉裂缝,如果墙体的高宽比接近1,则墙体呈现X形交叉裂缝;若墙体的高宽比更小,则在墙体中间部位出现水平裂缝。如墙体破坏加重,丧失承受竖向荷载的能力,将导致楼(屋)盖坍落。
墙体抗震受剪承载力不足时,可以通过增加墙体水平截面配筋提高受剪承载力。为增加墙体的整体性,提高砌体的延性,配筋砌体两端应设置构造柱;根据试验测定,在体积配筋率为0.07%～0.17%范围内,配筋砌体可提高砌体的抗剪强度30%左右,其变形能力也随之得到显著提高。一些试验结果表明其变形能力比无筋砌体墙提高一倍以上,带构造柱的水平配筋砌体墙比带构造柱的无筋砌体墙的变形能力提高50%左右。
实际设计中,应避免采用整段的混凝土墙体替代砖砌体墙段,这样就会使砌体结构改变了其结构体系,对房屋抗震是不利的。
在用PKPM计算时,程序给出的配筋为墙段在层间竖向截面中所需水平钢筋的总截面积,单位为mm2,钢筋规格为HPB235。当然配置过多的钢筋是无效的,而太少的钢筋也无作用。配置钢筋时,直径不宜太大,以不超过φ6mm为宜,以免灰缝过大,也可采用φ4mm配筋及其的冷扎带肋钢筋网片,强度高,成品使用方便。为方便读者使用,现把用φ6mm钢筋计算的配筋及其配筋率见图5及表1。
注:1.墙体砌筑砂浆强度不应低于M7.5。2.Ps为墙体竖向截面计算的水平钢筋面积配筋率。
2 构造上需注意的问题
地震除了给我们留下伤痛之外,还应给我们留下经验和教训。唐山地震后,我国的工程师和科研人员创造性的提出并推广了在砌体结构中设置构造柱和圈梁的构造措施。这次汶川地震的震害也表明,只要严格地按规范进行设计、施工和使用的建筑,在遭遇比当地设防烈度高一度的地震作用下,没有出现倒塌破坏,有效地保护了人民的生命安全。由于砌体材料本身是脆性材料,而且是靠砂浆砌起来的,整体性差,如果抗震构造没有做好,砌体结构是非常危险的。
2.1 构造柱的设置
在多层砌体房屋中设置钢筋混凝土构造柱的主要作用是加强砌体结构的抗震性能,提高砌体结构的延性和变形能力,防止房屋在大震时的突然倒塌。确切的说它是墙体的一种约束构件,目的在于对开裂以后的墙体进行约束,不使之进一步坍落倒塌。约束型的构造柱主要设置在墙体两端、墙与墙的交接处。因为它不是柱,因此不必设置单独的基础。同时,也不主要是为了抗剪要求,因此柱截面及配筋均不宜过大;根据《建筑抗震设计规范》7.3.2条,不论用直径12mm或14mm的钢筋,一般均可用HRB335钢筋,但须与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接,才能发挥约束作用。
构造柱的设置部位因地震烈度、房屋高度的不同而异,具体可见《建筑抗震设计规范》7.3.1条之规定。该规范的2008修订版中,要求楼梯段上下端对应墙体处增加四根构造柱,与在楼梯间四角设置的构造柱合计有八根构造柱(见图6),再与7.3.8条规定楼层半高的钢筋混凝土带等可构成应急疏散安全岛。
构造柱沿房屋高度方向应连续贯通布置,使房屋的竖向刚度变化均匀,当然构造柱在沿高度方向也可以逐层减少,但应避免刚度突变。构造柱的箍筋直径没有特别要求,一般取φ6mm,间距不大于250mm,在柱上下端箍筋宜适当加密,可采用φ6mm@100 mm,具体加密长度、构造做法等见图7。
2.2 圈梁的构造
多层砌体房屋中的抗震圈梁也是重要的抗震构造措施之一,尤其是它与构造柱的结合,对各层构造柱起到支撑点的作用,共同作为多层砌块房屋的约束边缘构件,限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位,使砖墙有较大的变形和延性,能维持竖向承载能力,并能继续吸收地震的能量,避免墙体倒塌,在抗御大地震中起到重要的作用;另外还起到加强楼盖的水平刚度、增强房屋整体性、减轻地震时地基不均匀沉陷等作用。
圈梁截面,宽度一般同墙厚,遇有较厚外墙时,亦可薄于墙厚,如360mm外墙,圈梁可以做到240mm宽,一般圈梁同墙里皮齐,圈梁高度不应小于120mm,须符合选用砌块的模数(见图8)。圈梁一般应封闭、交圈,尽量设置在同一标高上,遇有不同标高的圈梁时,应使圈梁交错搭接。圈梁截面及配筋构造见表2所示。
2.3 楼梯间的构造措施
《建筑抗震设计规范》强调了整体性的重要性,建筑物的四角是保证结构整体性的重要部位,地震时水平两个方向地震作用通过墙体传递,在角部形成合力,因此是应力集中的部位,不宜在房屋的尽端和转角处设置楼梯间。
楼梯间作为人员疏散通道,紧急情况发生时,大量人员集中在此,如果在地震时破坏,极有可能造成伤亡,也使救援工作无法顺利进行。作为强条,《建筑抗震设计规范》提出了如下的构造措施:
1)顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6mm通长钢筋和φ4mm分布短钢筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4mm点焊网片;7度～9度时其他各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚、纵向钢筋不应少于2φ10mm的钢筋混凝土带或配筋砖带,配筋砖带不少于3皮,每皮的配筋不少于2φ6mm,砂浆强度等级不应低于M7.5且不低于同层墙体的砂浆强度等级。
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)装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接,8度、9度时不应采用装配式楼梯段;不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。
4)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,所有墙体应沿墙高每隔500mm设2φ6mm通长钢筋和φ4mm分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4mm点焊网片。汶川地震的震害也表明,楼梯间因楼板错层、梯板的斜向受力(刚度很大),受力复杂,存在很大的不确定性,而设计中又没有考虑楼梯的作用,所以在当前没有有效的计算方法情况下,楼梯间的构造措施尤其要加强,应引起重视。
3 其他需注意的问题
新修订的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)及《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)(2008年版)中需注意的问题
汶川地震后,我国的工程技术人员立即行动起来,进行震害调研、分析震害原因,总结经验教训。相关规范也得到及时修订,为灾后重建起到重要的指导作用。其中除了对四川、陕西、甘肃部分地区的抗震设防烈度进行了调整外,有以下两点需要引起我们的注意。
1)对结构的规则性、整体性提出了更严格的要求,对于砌体结构的楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板;计算中应考虑楼梯构件的影响。
2)对教育类建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房以及学生宿舍和食堂,抗震设防类别应不低于重点设防类(乙类)。对于乙类的多层砌体房屋,其限制层数应减少一层,且总高度应降低3m。
4 结语
由于砌体结构具有就地取材、施工方便、造价低廉、良好的保温性能等优点,结合我国的基本国情,砌体结构仍是近期或相当一段时期内被广泛使用的结构形式。实践证明,按照国家规范正规设计、施工的砌体房屋同样具有良好的抗震性能。
参考文献
[1]GB50011-2001建筑抗震设计规范(2008年版)[S].
[2]GB50003-2001砌体结构设计规范[S].
[3]GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准[S].
[4]苑振芳.对汶川地震灾后重建的思考及对砌体结构的建议[J].建筑结构,2008(7).
[5]黄士敏,杨沈,等.建筑震害与设计对策[M].北京:中国计划出版社,2009.
多层砌体房屋结构抗震性能的浅析 篇8
砌体结构是采用砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。其是通过砌块和砂浆的互相作用及纵横墙的拉结而达到具有一定整体性和承重能力。但砌体的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低, 导致建筑变形能力小.抗震性能差等缺点.使砌体结构的应用受到一定限制。因此改善砌体的延性, 提高建筑物的整体稳定性和抗震性能具有重要意义。常用的砌体建筑抗震处理措施.应注意以下几类。
1.1 合理布局
建筑平面、立面应尽可能简洁、规整, 使结构质量中心与刚度中心相一致。建筑立面应避免头重脚轻, 房屋的重心尽可能降低.避免采用错落凹凸的立面, 突出建筑屋面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。如在实际工程中, 在不可避免的情况下, 应尽量在适当部位设置抗震缝, 将体型复杂、平面不规则的建筑分割成几个相对规整的独立单元。优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系, 不得采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。对于同一轴线的窗间墙宽度应均匀设置, 墙体洞口的面积应严格控制。为保证房屋纵向的抗震能力, 两个主轴方向振动特性不宜相差过大, 多层砌体的纵横向墙体数量不宜相差过大, 在房屋宽度的中部 (约1/3宽度范围) 设置内纵墙, 且多道内纵墙开洞后累计长度不小于房屋纵向长度的60%。
1.2 控制建筑高度及层数
历次震害证明, 砌体建筑的层数越多, 高度越高, 其地震破坏就越大。因为建筑层数及高度值越大就意味着侧向地震作用就越大.同时也加大了建筑底部的倾覆力距。因此在地震中, 倾覆力矩过大使得底部墙体产生过大的压力和剪力而被破坏。所以控制砌体结构高度及层数对减少地震灾害有很大的作用。在国家新修改的《建筑抗震设计规范) (GB50011-2010) 也对多层砌体建筑的总高度和层数有强制性的规定, 降低了某些类型砌体房屋的高度限制及层数。对阁楼层及地下室是否计入房屋总层数及房屋高度如何算起, 规范都有明确规定, 应严格按照表格控制。
1.3 增强砌体结构的整体性及刚度
有效增强砌体结构的整体性及刚度的措施有许多种.一般常见及在实践证明的方法有纵、横墙的合理布置。建筑的楼盖为现浇.增加墙体面积及提高砂浆的强度.设置圈梁及构造柱等。在地震中多层砌体结构的纵、横向地震作用主要由相应墙体承担。因此, 纵、横墙的合理布置且控制横墙的间距.可控制纵、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.而当纵墙不能贯通布置时.则应在墙体交接处采取加强措施。而横墙最大间距就是为了满足楼盖对传递水平地震所需的刚度要求。其中.在8度设防时, 现浇或装配整体钢筋混凝土楼盖板的多层砌体建筑的横墙最大间距为15米。如横墙间距过大时.纵墙会因过大的层间变形而产生平面的弯曲破坏。当砌体结构带地下室时, 应优先采用嵌固条件较好的地下室或半地下室, 地下室外墙建议优先采用现浇钢筋混凝土结构, 对地下室楼板应适当加强, 此时可视为上部多层砌体的嵌固端。
根据历次地震后建筑受害情况分析.多层砌体结构的抗震能力与墙体的截面积大小及砂浆等级高低成正比。在多层砌体建筑的抗震验算中, 底部两层的地震作用力较大.是结构的薄弱层。此时改变部分墙体的承载面积和适当提高砂浆的强度等级可提高抗震能力.实践证明提高砂浆的强度能同时提高建筑的抗拉、抗压、抗弯、抗剪能力.从而达到提高砌体建筑的抗震性能力的目的。
在砖墙设构造柱能提高砌体建筑的延性, 发挥砖墙砌体侧向挤出塌落的约束作用, 使砌体的抗剪承载能力提高10—30%, 提高了砌体结构的变形能力, 另外在建筑中设置构造柱能提高建筑物的整体性, 利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量, 从而提高建筑的抗震能力。
在多层砌体建筑中设置水平圈梁, 可加强内外墙的连接, 增强建筑的整体性。特别是屋盖和基础顶两处的圈梁的设置具有提高建筑的竖向刚度和抗御不均匀的沉降能力。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成箱形结构, 能有效地约束装配板材的散落, 使砖墙发生平面倒塌可能性大为降低.以充分发挥各片墙体的抗震能力。
构造柱与圈梁一起对墙体在竖向平面内进行约束。可限制墙体裂缝的开展, 并减小裂缝与水平面的夹角, 保证墙体的整体性和变形能力, 提高了墙体的抗剪能力, 因此构造柱与圈梁的设置是一种经济有效的抗震措施。
2 隔震技术及消能减震技术应用
隔震技术是国际上热门的工程抗震新技术.它通过把隔震消耗装置<如橡胶隔震垫) 安放在结构底部和基础或底部柱顶之间, 把上部结构和基础隔开.这样改变了结构的动力特性和动力作用.明显地减轻结构的地震作用.以达到“以柔克刚”的效果。
国内外大量的实验和工程时间证明。隔震体系一般可使结构水平地震加速度下降60%友右, 从而消除或有效的减轻结构的地震损坏.提高建筑物及人员的安全性。隔震体系是有很大的垂直承载I[ (50T一2000T) 2t:q]1大的垂直压缩刚度.而其水平变形剐度较小 (O.25KN/mm一1.8KN/mm) , 水平及限变位值较大 (10一50cm) 。因此具有足够大的初始刚度, 以抵抗风荷载和轻微地震, 当强地震发生时, 又能自由内柔性滑动, 而变形过大时, 刚度就回升.具有保护和限制作用。钢板夹层橡胶隔震垫具有较大的复位能力, 在多次的地震实践中都是后动瞬时复位。同时, 它面抗性能好, 一段使用寿命可在70年以上.远远超过一般民用建筑物的50年使用年限的要求。根据其特性.一般来讲隔震技术主要适用于多层建筑及低层建筑中。
隔震技术虽然能够大幅度提高建筑结构的抗震性能, 并且新的抗震设计规范已给出了隔震和消能减震技术工程应用的指导性意见, 但目前建造成本较高, 且该技术从设计到构造, 施工复杂。正确合理地掌握和实施尚存在一些问题, 因此新技术距离大规模推广和应用还需要一定时问的准备。
3 结束语
对建筑结构来说, 良好的抗震性能一定来自于相对简单的体形, 来自简单而直接的传力体系及地震作用下结构的多道设防线.在地基和基础的设计中也应充分考虑到地基的变形对建筑的安全影响。
参考文献
[1]杨玉成, 孙柏涛.论多层砖砌体住宅楼的抗倒设计——汶川地震映秀镇漩口中学宿舍楼震害探究[J].地震工程与工程振动.2010 (06) .
[2]刘桂秋.砌体结构基本受力性能的研究[D].湖南大学2005.
浅谈多层砖混砌体房屋的抗震设计 篇9
1 目前多层砖房抗震设计中常见的问题
(1) 住宅砖房建设中, 房屋层高和总高超过规范限值, 尤其是底层为商店的砖房此种情况更为普遍。
(2) 在许多办公楼砖房中为追求局部大空间, 在底层或顶层局部采用钢筋砼框架结构, 从而形成砖混和框架的“混杂”结构体系。
(3) 住宅砖房中为追求大客厅, 布置大开间和大门洞, 造成窗间墙局部尺寸不满足要求, 并将阳台作成大悬挑延扩客厅面积, 仅采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢, 甚至有的不采取加强措施;住宅砖房中限于场地或过度的追求造型, 致使平面布置过于复杂, 纵、横墙沿平面布置多数不能对齐, 墙体沿竖向布置上下不连续等。
(4) 抗震构造措施不到位。常出现“一本图集打天下”的作法, 不管具体作法和适用与否, 全包在“图集”身上。
针对以上存在的主要问题, 多层砖房抗震设计时应注意以下问题。
2 多层砖房抗震设计意见
2.1 注重抗震概念设计
严格按照《建筑抗震设计规范》的规定控制房屋的总高度、层数、层高, 对于横墙较少或很少的医院、教学楼等多层砖房更要严格控制;对抗震横墙最大间距超过要求的多层砖房, 已不属于侧力作用下的刚性房屋, 不能按多层砖房设计, 应按空旷房屋进行抗震设计。
应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系, 同一结构单元中不应采用砖房与内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布, 应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位, 产生应力集中或塑性变形集中, 对可能出现的薄弱部位, 应采取措施提高其抗震能力。
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、横墙沿平面布置尽量对齐, 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;当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时, 宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。当在底层及顶层设置空旷大房间时, 应采取必要抗震措施进行加强。
多层砖房门窗间墙的局部尺寸宜符合《建筑抗震设计规范》的要求。对于局部尺寸不满足要求时, 采取增加构造柱等方法加强处理, 但不能将构造柱当作“灵丹妙药”到处使用, 应当明白, 砖砌体和砼的变形模量差别很大, 虽然砖砌体与构造柱和圈梁可以协同工作, 增加房屋的延性, 但是其作用是有限的。
2.2 加强抗震构造措施
合理设置构造柱和圈梁, 特别要重视房屋转角处、大洞口及大房间处的构造措施, 加强房屋的整体性。对于层高超出规范较多的, 仅仅采取增加圈梁或增大圈梁截面、配筋是不够的, 因为圈梁的作用也是有限的。
多层砖房各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。构造柱应与每层圈梁或现浇板可靠连接。构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎, 并沿墙高每隔5 0 0 m m设2φ6拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1 m。7度时层高超过3.6 m或长度大于7.2 m的大房间, 以及8度和9度时, 外墙转角及内外墙交接处, 当未设构造柱时, 应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1 m。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。后砌的非承重砌体隔墙, 应沿墙高每隔5 0 0 m m设2φ6拉结钢筋与承重墙连接, 每边伸入墙内不小于0.5 m;8度和9度时, 长度大于5 m的后砌墙顶, 尚应与楼、屋面板或梁连接。砖砌栏板应配水平钢筋, 且压顶卧梁应与砼立柱相连, 压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。房屋构造柱可不单独设基础, 但应伸入室外地面下5 0 0 m m, 或锚入室外地面下不小于3 0 0 m m的地圈梁。
悬臂构件在地震中的破坏尤其严重, 故加强其锚固意义重大。女儿墙的稳定措施一定重视, 6~8度时, 240mm厚无锚固女儿墙 (非出入口处) 的高度不宜超过0.5 m, 当超过时, 应采取措施保证其稳定性。雨篷、阳台等悬挑构件应控制其外挑长度, 并且应加强其锚固。不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。
3 结语
多层砖房在城乡建设中量大面广, 又是人类活动和生活的主要场所。因此, 加强多层砖房抗震设计, 重视多层砖房抗震设计的构造措施, 就能使多层砖房的地震破坏降低到最低限度。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[2]唐岱新.普通砖混结构设计技术措施[M].高等教育出版社, 2003.
砌体房屋抗震结构设计 篇10
1 震害及薄弱层剖析
底部框架—抗震墙砌体房屋结构的薄弱层一般均出现在底部钢筋混凝土结构部分或过渡层。汶川地震经验表明, 过渡层先于其他层倒塌、破坏的实例较多、程度较重, 这种现象不容忽视。众所周知, 结构存在两种不同部位的薄弱层, 故在结构设计中应控制其中相对薄弱的部分, 避免出现特别薄弱的部位。
底部框架—抗震墙和上部砌体均具有一定的承载能力, 但后者的变形和耗能能力比较差。权衡二者受力特点, 规范提出结构纵横两个方向, 上部砌体计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值要求均不应小于1.0, 目的是使结构上下侧向刚度趋于一致不发生较大突变并迫使变形下移至底部具有较好的变形能力和耗能能力的框架—抗震墙部分, 从而改善抗震性能。
汶川地震震害表明, 上部砌体比多层砌体房屋抗震性能稍弱, 是砌体结构部分的薄弱层, 因此构造柱的设置要求更严格。在强烈地震作用下过渡层损坏严重, 过渡层砌体的开裂将会破坏托墙梁的整体性, 所以应慎重考虑托墙梁整体工作。
2 侧向刚度比的合理确定
上部砌体的侧向刚度Km与底层侧向刚度Kc的比值应满足表1的要求。在确定上下层刚度比时应注意考虑以下因素。
2.1 下部框架—剪力墙的侧向刚度
底部侧向刚度不能过大也不能太小, 刚度过大将吸收过多的地震作用, 破坏严重同时会迫使薄弱层向上部砌体转移而出现脆性破坏;刚度过小则形成软弱层, 地震时塑性变形过多集中在底部而发生较大破坏。底部框架—抗震墙砌体房屋自振周期一般在0.6~0.9左右, 略大于场地土的特征周期, 可以设计相对较小的侧向刚度, 适当增大结构自振周期, 使结构从整体上减小地震作用。同时不宜设计过柔的下部结构, 下部侧向刚度过小导致结构在强烈地震下发生较大的塑性变形, 同时为避免出现脆性剪切破坏, 底部的地震剪力设计值应乘以增大系数, 其值可取1.2~1.5, 刚度越小, 剪力增大系数越大。因此, 上下层刚度比宜取接近下限值, 底层宜尽量设置较多数量剪力墙, 从而提供较大侧向刚度并且剪力增大系数不至于取太大。
2.2 次梁转换的砌体墙段
对于有些工程在设计时出现次梁托上部砌体墙的情况, 可能造成一些不利后果。图1为L-1上有砌体墙, 两端支撑在KL-1上形成次梁转换的情况, 次梁转换的受力如图2所示。重力荷载和地震作用下上部墙体传来轴力、弯矩及剪力。在弯矩作用下使支撑次梁的框架主梁产生附加集中力, 由于程序未能很好的反映这部分作用, 因此在设计中应尽量不采用次梁转换。如无法避免时, 应采取以下措施:1) 过渡层墙体另外采取加强措施 (参《建筑抗震设计规范》7.5.2) , 同时支撑框梁应加强;2) 次梁一端尽量与框柱或剪力墙相连以便将上部传递下来的弯矩转移给框柱或剪力墙;3) 次梁转换的墙体不宜太长从而降低其向下传递的弯矩。
2.3 过渡层构造柱及门窗洞边小墙段
在计算上部砌体侧向刚度时应该考虑构造柱的影响, 因此在模型输入时应输入构造柱的布置。如果未输入构造柱可能造成下部结构侧向刚度偏柔的结果, 且上下层刚度比接近下限时, 就容易使下部结构形成柔软层而不利于抗震。《建筑抗震设计规范》7.2.3条规定, 刚度的计算应计及高宽比的影响, 高宽比大于4时, 等效侧向刚度可取0.0 (注:墙段的高宽比指层高与墙长之比, 对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比) 。为此, 在模型输入时应将高宽比大于4的墙段删去以尽量接近实际受力情况。反之, 则结构侧向刚度偏大有可能造成下部结构设计过刚而迫使薄弱层转移至过渡层, 发生脆性破坏。
3 托墙梁的设计
底部框架—抗震墙砌体房屋的钢筋混凝土托墙梁计算地震组合内力时, 应采用合适的计算简图。若考虑上部墙体与托墙梁的组合作用, 应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响, 可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。托墙梁弯矩计算时, 设计中可按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减, 一般无洞口可取0.85, 有洞口可取0.95, 但四层以下应全部计入组合;托墙梁剪力计算时, 由重力荷载产生的剪力不折减。
4 底部框架—剪力墙的设计
剪力墙的布置应遵守对称、均匀、分散、周边的原则, 且应使上部砌体的中线与抗震墙中线重合, 具有良好的整体抗倾覆和抗扭转能力。底部抗震墙应承担地震作用下全部地震剪力设计值, 且该地震剪力设计值应乘以增大系数。由于底框结构层数不高, 底部抗震墙轴压比大都不大, 一般不都超过0.3, 因此剪力墙均按底部加强区的构造边缘构件设计, 即根据《建筑抗震设计规范》7.1.9条确定抗震等级后按照《建筑抗震设计规范》表6.4.5-2进行边缘构件设计。由于全部承担地震剪力设计值, 因此要根据计算结果对墙体配置足够的水平分布筋数量, 以满足抗剪承载力要求。当建筑层数和平面尺寸确定之后, 为满足底部抗剪承载力的要求, 剪力墙的数量基本就能确定;然后再根据上下层刚度比的要求确定底层框架柱的数量和截面, 柱截面宜小但应满足轴压比和截面配筋率的要求。布置柱时尚应考虑框架梁中心与上层墙体中线对齐的原则。
5 过渡层的设计
过渡层设计的目的是使上部砌体具有良好的整体性, 在地震作用下避免出现过渡层先于其他层倒塌、破坏的情况。为保证过渡层在地震作用下具有一定的整体性和传递水平地震力的刚度, 规范要求过渡层底板为现浇混凝土板且厚度不应小于120 mm, 配筋双层双向, 每个方向配筋率不小于0.25%。过渡层圈梁和构造柱的设置规范也给出了相应的规定。高度不宜小于240 mm, 构造柱截面不应小于240 mm×240 mm, 截面配筋6, 7度时不宜少于416。构造柱与墙体连接处的水平拉结筋, 6, 7度下部1/3楼层处应沿墙通长设置。总之, 过渡层设计应严格遵循规范要求对其采取必不可少的构造加强措施, 避免成为结构的软肋。
6 基础设计及其他
底部框架—抗震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏形基础等整体性好的基础。当结构采用板式楼梯时, 楼梯踏步板宜采用双层双向配筋。
7 结语
底部框架—抗震墙砌体房屋具有双重薄弱层。因此, 设计应重视概念设计, 严格遵循规范要求, 使底部混凝土部分具有必要的抗震承载力和较好的延性, 同时增强上部砌体的抗震构造措施, 从而使结构整体上具有良好的抗震性能。
摘要：针对底部框架—抗震墙砌体房屋在汶川地震等强烈地震中呈现出的新震害特点, 新抗震规范GB 50011-2010建筑抗震设计规范和JGJ 248-2012底部框架—抗震墙砌体房屋抗震技术规程均提出了新的设计要求, 就规范内容, 对一些设计要点和难点进行了分析, 旨在对该类结构设计起到一定的帮助作用。
关键词：双薄弱层,侧向刚度比,过渡层
参考文献
[1]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].[S].
[2]JGJ 248-2012, 底部框架—抗震墙砌体房屋抗震技术规程
砌体结构房屋产生裂缝的处理措施 篇11
【关键词】砌体结构；裂缝；处理措施
砌体中产生裂缝不仅影响了房屋自身的美观，还会造成房屋渗漏，甚至影响到房屋的稳定性、刚度和耐久性，使房屋的安全使用寿命下降，给用户造成心理困扰和压力。因此，我们应积极探索和研究裂缝防治措施，并应用到实际工程当中，以保证房屋建筑的质量。
１．砌体结构房屋产生裂缝原因
1.1建筑设计不合理
建筑设计时没有严格按照规范进行防裂缝的设计，导致房屋墙体防裂缝得不到有效的保障，使工程质量降低，使用寿命也大大减少。还有一种情况是施工过程中采用的砌体结构的材料强度较低或是砌体自身强度和砂浆强度相差过大等设计不当原因，造成了房屋墙体产生裂缝。
1.2干缩裂缝
这种裂缝的产生是因为房屋墙体内部湿度变化较小，但表面湿度变化较大，如果墙体表面干湿度变化剧烈，出现干缩变形并受到墙体内部的约束，使墙体表面受到拉力，进而导致出现裂缝。这种裂缝的主要表现形式为阶梯形裂缝、外墙竖向均匀裂缝和水平向裂缝。
1.3温度变化造成的裂缝
这种裂缝的产生主要是因为房屋建筑各结构因温度差异导致了温度变形，引发了墙体的开裂。这种裂缝的主要表现形式为外墙水平裂缝、水平裂缝和八字形裂缝。
1.4地基不均匀沉降造成的裂缝
是由于房屋地基在平整过程中，经过挖土、填土等工序，導致房屋地基在建成后会出现不同程度的沉降。这种裂缝主要表现形式为竖向裂缝、窗间墙水平裂缝和斜裂缝。
2.砌体结构房屋裂缝处理措施
2.1建筑设计不合理的处理措施
（1）加强设计阶段的设计工作，做到结构计算的正确，并对设计资料进行严格审查，若出现荷载较大而导致构件截面尺寸受到影响时，应提高砂浆强度和块体的强度等级。
（2）在抹灰砂浆中添加一定量的纤维，以增强墙体的抗裂性能。
（3）砌体墙若是有窗台的，应将窗台全部改造成混凝土结构。
（4）尽量保证房屋墙体的砌筑砂浆、吸水率、砌块和抹灰砂浆的强度等参数能够保持一致。
（5）房屋墙体砌筑时，材料的选择应只用一种，防止出现多种材料混用的现象。
（6）如条件允许，应在外墙装修时全部增设钢丝网。
2.2干缩裂缝的处理措施
（1）选用干缩值低的材料作为墙体，并控制砌筑时材料的含水量。同时采用长度小的砖块和低强度砂浆，可以避免应力集中和变形现象，出现大的裂缝。
（2）面积较大的墙体可采用增设构造梁柱的措施。如果墙体的长度超过5米时，应在中间设置钢筋混凝土构造柱；如果墙体高度超过3米时，应设置伸缩缝或增设钢筋混凝土腰梁。
（3）正确掌握各种房屋建造所需砌块的含水率。其中，蒸压粉煤灰加气混凝土砌块含水率在20%以内，蒸压灰砂砖含水率15%以内，混凝土空心砌块的含水率应在5%到8%之间。同时，砌体在运输、现场堆放等环节应防止被水浸湿，在下雨时做好砌体的遮盖工作。
2.3温度裂缝的处理措施
（1）为减缓墙体的热胀冷缩，应在屋盖上设置隔热层或保温层。
（2）在刚性防水层或屋面水泥砂浆找水层的适当部位设置控制缝，控制缝的间距应不大于30毫米。
（3）当采用现浇混凝土的挑檐长度大于12米时，应设置分隔缝，分隔缝的宽度不应小于20毫米，并使用弹性油膏嵌入缝内。
（4）为减小温差，防止太阳直接照射钢筋混凝土，需在顶层的圈梁上设置宽40到50毫米的遮阳板。
（5）房屋建筑稳定伸缩缝的间距应满足砌体结构的设计规范，同时在房屋墙体的适当位置设置控制缝，控制缝之间距离不宜大于30米。
（6）对已经出现温度裂缝的砌体，应积极采取处理措施。如果出现裂缝宽度小而且数量较少的裂缝，可在清除裂缝表面污物后，再使用灌浆的方法进行裂缝修补；若是裂缝宽度大而且数量多的裂缝，应先将墙面抹灰清除，并剔除10毫米左右深度的砂浆，用水湿润裂缝以后，再用水泥稠浆堵塞裂缝，在墙的两面挂上钢筋网片，最后用高强度砂浆抹面。
2.4地基不均匀沉降造成裂缝的处理措施
（1）将房屋划分为若干刚度较好的单元，并科学合理的设置沉降缝和能够自由沉降的悬挑结构。
（2）加强对地基的检测，如发现不良地基应及时进行处理，只有对地基反复确认无误后，才能进行房屋基础施工。
（3）控制房屋横墙间的距离，不宜过大。
（4）应合理对承重墙体进行布置，控制纵墙的施工，尽量做到少转折，并将其拉通；避免承重墙断开，使其能起到调整不均匀沉降的作用；在每隔一道横墙时，同时应将内外纵墙进行连接，用以加强房屋的空间刚度，起到进一步调整不均匀沉降的作用。
（5）加强房屋墙体上部结构的整体性和刚度，以提高墙体的稳定性，同时减少建筑物顶部的窗、门洞口，设置钢筋混凝土圈梁，并加强其刚度。
（6）若出现沉降裂缝，应对已经稳定的裂缝进行积极修复；如果出现沉降速度较快且有加速趋向时，应立即采取加固措施，减小墙体的基础合作并基础加固以后再进行修复。
墙体裂缝通常使用树脂砂浆和水泥砂浆进行填缝并使用水泥灌浆进行封闭保护；墙体基础加固通常使用的方法有桩基础拖换法、加大基底面积法和注浆法等。
3.总结
砌体结构房屋的裂缝问题的处理与控制，必须从预防开始，从设计、施工、使用等各个环节上共同努力，采取针对性的预防措施、修复措施。在提高房屋裂缝问题重视的同时，加大控制的力度，做到真正提高房屋的建筑质量，为用户提供放心、满意的工程。
【参考文献】
［１］刘宜忠.浅析砖砌结构房屋裂缝的原因及防治措施[J].科技创新导报，2008,(17).
［２］蔡旭敏，应立金.砖砌体结构房屋裂缝成因及预防措施分析[J].中小企业管理与科技，2009,(8).
砌体房屋抗震结构设计 篇12
关键词：多层砌体房屋,抗震设计,构造要求
砌体房屋之所以地震破坏比例如此大, 主要原因是砖砌体是一种脆性结构, 其抗拉和抗剪能力均低。在强烈地震作用下, 砖结构易于发生脆性的剪切破坏, 从而导致房屋的破坏和倒塌。如果在多层砖房的设计中再过度追求大开间、大门洞、大悬挑, 甚至通窗效果等, 必将大大削弱房屋的抗震能力。
1 多层砖房抗震设计中存在的一些问题
(1) 城市体房屋的超高或超层现象, 特别是底层营业的砌体房屋的底层营业部分。
(2) 在公用建筑砌体房屋中, 底层或顶层多采用“混杂”结构体系。即为满足部分大空间需要, 在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。或将构造柱和圈梁局部加大, 当作框架结构。
(3) 住宅砌体房屋中为追求大客厅, 布置大开间和大门洞, 有的大门洞间墙宽仅有240mm, 并将阳台作成大悬挑 (悬挑长度大于2 m) 延扩客厅面积;部分“局部尺寸”不满足要求时, 有的不采取加强措施, 有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅砌体房屋中限于场地或“造型”, 布置成复杂平面, 或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐, 或墙体沿竖向布置上下不连续等等。
2 多层砌体房屋抗震设计应注意的事项
2.1 加强多层砌体房屋的纵向抗震能力
随着住宅商品化和住宅功能要求的提高, 使得一些多层砌体住宅房屋的客厅增大, 个别的设计方案和实际工程在客厅开间的外纵墙没有设置, 形成构造柱、圈梁与阳台门相连, 使得外纵墙的开洞率大于55%。多层砌体房屋的抗震性能主要依靠砌体墙, 而地震作用存水平面是两个方向的, 房屋的纵向相对于横向弱的多, 在地震作用下一般会率先破坏, 而纵墙又是横墙的支承体系, 所以纵墙的破坏直接就会导致房屋的整体破坏;另外, 在一个开间内缺少了外纵墙, 则会使在该外纵墙的传力间断, 导致传力二次分配, 对该开间的其他纵墙也会形成增大地震作用等不利影响。
2.2 采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系
墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。由于横墙开洞少, 又有纵墙作为侧向支承, 所以横墙承重的多层砌体结构具有较好的传递地震作用的能力。而纵横墙共同承重的房屋既能比较直接的传递横向地震力, 也能直接或通过纵横墙的连接传递纵向地震作用。所以, 从合理的地震作用传递途径分析, 宜优先采用纵横墙共同承重的结构体系, 尽量避免采用纵墙承重的结构体系。
2.3 合理布置平、立面, 适当设置防震缝
在现实情况中, 往往由于场地条件和功能要求的限制, 合理的进行平面立面布置就显得尤为重要。建筑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, 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, 避免抗侧力构件的承载力突变。8度和9度时, 当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时, 宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。当建筑形状复杂而又不设防震缝时, 应选取符合实际的结构计算模型, 认真进行抗震分析, 对薄弱构件及部位采取加强措施。
2.4 在多层砌体屋抗震设计应严格进行抗震计算
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。在多层砖房的抗震计算中, 水平地震力作用计算可根据房屋的平、立面情况采用不同的方法。对于平、立面布置规则和结构抗侧力构件在平、立面布置均匀的可采用底部剪力法;对于立面布置不规则的宜采用振型分解反应谱法;对平面不规则和竖向不规则的多层砖房, 宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。
3 多层砌体房屋设计应采取有效的抗震构造措施
3.1 钢筋混凝土构造柱的设置
构造柱虽然对于提高砖墙的受剪承载力有限, 据国内外的模型试验, 大体提高10%～20%, 但对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落能起到非常显著的作用, 如果再和圈梁有效地结合起来, 即通过构造柱和圈梁把墙体分片约束, 有效的限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位, 使砖墙能维持竖向承载力, 并能继续吸收地震的能量, 避免和延迟墙体的倒塌。构造柱的设置部位截面尺寸应按照烈度、高度以及结构类型不同, 按《建筑抗震设计规范》 (2008版) 表7.3.1的要求设置。钢筋混凝土构造柱与墙体的连接处宜砌成马牙槎, 并应沿墙高每隔500mm设拉结钢筋, 每边伸入墙内不宜小于1m。构造柱应与圈梁连接, 构造柱的纵筋应穿过圈梁的主筋, 保证构造柱纵筋上下贯通。构造柱可不设单独基础, 但应伸入室外地面下500mm, 或锚入浅于500mm的基础圈梁内。对于有个别情况基础圈梁与防潮层相结合, 其圈梁标高已高出地面, 在这种情况下构造柱应符合伸入地面下500mm的要求。
3.2 钢筋混凝土圈梁的功能与要求
钢筋混凝土圈梁是多层砌体结构房屋有效的抗震措施之一, 尤其与构造柱结合配置, 能起到相当的作用。第一, 圈梁能够增强房屋的整体性, 由于圈梁的约束, 预制楼板以及砖墙平面倒塌的危险性大大减小了, 而且通过圈梁, 能够使纵横墙形成一个箱形结构, 充分的发挥各面砖墙的支承作用, 提高在平面内抗剪承载力;第二, 固梁作为楼屋盖的边缘构件, 提高了楼板的水平刚度, 使局部地震作用能够分配给较多的纵横墙承担, 也减轻了大房间纵、横墙平面外破坏的危险性;第三, 圈梁还能和构造柱一起限制墙体斜裂缝的开展和延伸, 使砖墙裂缝仅在两道圈梁之间的墙段发生, 斜裂缝的水平夹角减小, 砖墙的抗剪承载力得以充分的发挥和提高。为了更好的发挥钢筋混凝土圈梁与构造柱共同作用的效果, 应严格按照《建筑抗震设计规范》 (2008版) 的要求, 按照不同的烈度采取相应的设置。另外, 纵墙承重的多层砌体房屋中, 圈梁沿抗震横墙上的间距应比横墙承重的多层砌体房屋中的圈梁间距要适当加密。
3.3 多层砌体房屋抗震构造
抗震构造连接的部位较多, 重要部位的连接措施有下列几项。首先, 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 (配410纵筋) 与构造柱连接。7度时长度大于7.2 m的大房间以及8度和9度时, 外墙转角及内外墙交接处, 当未设构造柱时, 应沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1 m。凸出屋面的楼梯间等, 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, 可采取上述抗震措施。
3.4 多层砌体房屋
悬臂构件的连接也是抗震的关键之一, 6～8度时, 240mm厚无锚固女儿墙 (非出入口处) 的高度不宜超过0.5 m, 当超过时, 女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。女儿墙的计算高度町从屋盖的圈粱顶面算起, 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。悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜小于1.8 m, 不应大于2 m。不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。
4 结束语
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