高冬冬， 王 競(jìng)

機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院（450007）

磚混結(jié)構(gòu)多采用粘土磚和混合砂漿砌筑,通過(guò)內(nèi)外磚墻的咬砌達(dá)到具有一定整體連接性的目的。在地震設(shè)防地區(qū)，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了其脆性性質(zhì)，變形能力小，導(dǎo)致房屋的抗震性能較差；因此改善砌體結(jié)構(gòu)延性,提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。

1 對(duì)建筑平面和立面進(jìn)行科學(xué)布局

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?？拐鹪O(shè)計(jì)中，建筑平面、立面宜盡可能簡(jiǎn)潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。對(duì)于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)整的房屋質(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；對(duì)體型不規(guī)則的房屋應(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(guò)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，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(duì)規(guī)則的獨(dú)立單元。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能在兼顧建筑造型又滿(mǎn)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(jiǎn)潔、美觀大方；同時(shí)又能有效地提高工程的抗震性能。

2 砌體房屋的總高度、總層數(shù)不應(yīng)該超限值

歷次震害證明，砌體房屋的層數(shù)越多，高度越高，它的地震破壞程度越大,所以控制磚砌體房屋的總高度及總層數(shù)對(duì)減少地震時(shí)帶來(lái)的震害有很大的作用。

在設(shè)計(jì)中房屋總高度及總層數(shù)應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足上標(biāo)的限值,因?yàn)闃巧w重量占房屋總重的一半左右，房屋總高度相同，多一層樓蓋就意味著增加半層樓的側(cè)向地震作用,同時(shí)加大對(duì)底部的傾覆力矩。在中、強(qiáng)地震作用下，因傾覆力矩過(guò)大，使得底部墻體產(chǎn)生過(guò)大的壓力或剪刀而被破壞，故此減輕自重、減少層數(shù)、降低層高是削弱地震影響的有效途徑之一。

3 增強(qiáng)砌體房屋的剛度和整體性

房屋是縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個(gè)具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系,其抗震能力的強(qiáng)弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。剛性樓蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點(diǎn)，是較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除滑移、散落問(wèn)題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對(duì)平面上墻體對(duì)齊的要求也可予以適當(dāng)放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結(jié)構(gòu)，層間變形是可控制的。較強(qiáng)的樓板及屋蓋水平剛度使荷載傳遞具有良好的條件,平面上，當(dāng)上下墻體不對(duì)齊時(shí)，現(xiàn)澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用，同時(shí)樓板、屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對(duì)墻體的約束。因此，采用現(xiàn)澆樓板、屋蓋是一種較好的增強(qiáng)樓房結(jié)構(gòu)空間剛度和整體穩(wěn)定性的方法,在適當(dāng)?shù)牟课辉鲈O(shè)構(gòu)造柱，并配置些構(gòu)造鋼筋，也能達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的作用；另外，設(shè)置配筋圈梁可限制散落問(wèn)題，增強(qiáng)空間剛度，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，從而提高房屋的抗震性能。

4 合理布置縱墻和橫墻，適當(dāng)增加墻體面積與合理提高砂漿強(qiáng)度

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(duì)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(chēng)，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同時(shí)一軸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)了空間剛度和整體性，對(duì)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(kāi)。對(duì)抗震橫墻最大間距的構(gòu)造規(guī)定就是為了滿(mǎn)足樓蓋對(duì)傳遞水平地震力所需的剛度要求?，F(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）規(guī)定：房屋抗震橫墻的間距不應(yīng)超過(guò)規(guī)范中7.1.5的要求，其中，8度設(shè)防時(shí)，現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋的多層磚混房屋抗震橫墻最大間距為15m。當(dāng)橫墻間距過(guò)大時(shí),縱向磚墻會(huì)因過(guò)大的層間變形而產(chǎn)生出平面的彎曲破壞,使樓蓋失去傳遞水平地震力的能力,從而導(dǎo)致地震力還未傳到橫墻，縱墻就已先破壞；所以有效地控制橫墻間距能提高房屋的抗震能力。

歷次震害表明,多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小及砂漿強(qiáng)度等級(jí)高低成正比，提高墻體面積、砂漿強(qiáng)度等級(jí)能有效地提高房屋的抗震能力,是減輕震害的有效途徑之一。在6層磚混房屋的抗震驗(yàn)算中，上面幾層的地震作用較小，容易滿(mǎn)足抗震承載力的要求，而底部一、二兩層特別是第一層的地震作用力較大，是薄弱層，往往不容易滿(mǎn)足要求；但若改變部分墻體的承載面積或適當(dāng)提高砂漿的強(qiáng)度等級(jí)，如將部分240mm寬的承重墻改為360 mm寬的墻，或?qū)⑸皾{強(qiáng)度等級(jí)由M5提高到M10，則在抗震結(jié)果中顯示滿(mǎn)足抗震要求。可見(jiàn)在進(jìn)行6層磚混房屋的抗震驗(yàn)算時(shí)，適當(dāng)增加底部1～2層墻體面積或提高砂漿強(qiáng)度能有效地提高房屋的整體抗震能力。

對(duì)于相同類(lèi)別的砌體,燒結(jié)普通磚或燒結(jié)多孔磚用不同強(qiáng)度等級(jí)的砂漿砌筑，其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是不同的，隨著砂漿強(qiáng)度等級(jí)的提高,同類(lèi)別砌體的以上各設(shè)計(jì)強(qiáng)度也相應(yīng)提高，所以可見(jiàn)提高砂漿強(qiáng)度等級(jí)，能有效提高砌體的強(qiáng)度，增加砌體的承載力，從而達(dá)到提高磚混房屋抗震性能的目的。

5 有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱，在合理位置的墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋

多次震害調(diào)查表明,圈梁是多層磚房的一種經(jīng)濟(jì)有效的措施，可提高房屋的抗震能力，減輕震害。在多層磚混房屋中設(shè)置沿樓板標(biāo)高的水平圈梁，可加強(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蓋與縱、橫墻構(gòu)成整體的箱形結(jié)構(gòu)，能有效地約束預(yù)制板的散落，使磚墻出現(xiàn)平面倒塌的可能性大大降低,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(duì)裝配式樓、屋蓋在水平面內(nèi)進(jìn)行約束，可提高樓蓋、屋蓋的水平剛度，同時(shí)能保證樓蓋起一整體橫隔板的作用。圈梁與構(gòu)造柱一起對(duì)墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束，限制墻體裂縫的開(kāi)展，且不沿伸超出兩道圈梁之間的墻體，并減小裂縫與水平面的夾角，保證墻體的整體性和變形能力，提高墻體的抗剪能力。設(shè)置圈梁還可以減輕地震時(shí)地基不均勻沉陷與地表裂縫對(duì)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的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力。現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接，圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底。

在抗震驗(yàn)算中,多層磚混房屋底層往往不容易滿(mǎn)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(mǎn)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(jí)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(zhǎng)度不宜小于180mm。