【摘 要】根據(jù)抗震新規(guī)范從合理選擇建筑物布局等方面論述了多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并提出相關(guān)質(zhì)量保證措施，從而保證建筑質(zhì)量以最大限度地減少災(zāi)害給人類造成的損失。在地震設(shè)防地區(qū)，改善多層磚混砌體房屋結(jié)構(gòu)延性對(duì)提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。本文根據(jù)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，結(jié)合自身設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多層磚混房屋抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】多層結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

1引言

近年來中國(guó)頻發(fā)地震，造成的巨大傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，時(shí)刻警示著人們要重視建筑的安全性能和抗震設(shè)計(jì)的重要性。多年來，磚混結(jié)構(gòu)因其選材方便，造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單，工期短等特點(diǎn)一直是當(dāng)前建筑中使用較多一種建筑形式。其中民用住宅建筑中約占90%以上。磚混結(jié)構(gòu)是指建筑物的主要承重構(gòu)件以磚墻為主體，樓板采用預(yù)制或現(xiàn)澆鋼筋混凝土，它是我國(guó)民用住宅采用的主要結(jié)構(gòu)形式。2010年12月份，建設(shè)部頒布了最新的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010），對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

2抗震設(shè)計(jì)在多層磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及問題

19世紀(jì)中葉以后，隨著水泥、混凝土和鋼筋混凝土的應(yīng)用，磚混結(jié)構(gòu)建筑迅速興起。高強(qiáng)度磚和砂漿的應(yīng)用，推動(dòng)了高層磚承重建筑的發(fā)展。

2.1磚混結(jié)構(gòu)的主要形式

水平墻承重又叫做橫墻承重，是使用和山墻平行的橫墻支承樓層。比較適用于在平面布局上具有一定規(guī)律性的建筑結(jié)構(gòu)。

和水平墻承重相對(duì)應(yīng)，縱墻承重就是采用縱墻來支承樓層，使用這種結(jié)構(gòu)方式可以靈活布置開間，但是建筑物在剛度性能方面比較差，所以不能在立面開設(shè)一些大面積門窗。

橫縱墻混合承重就是在建筑結(jié)構(gòu)中一部分使用橫墻支撐樓層，還有一部分使用縱墻來支承樓層。這種結(jié)構(gòu)形式比較適用于平面相對(duì)復(fù)雜、內(nèi)部空間多變的建筑。

內(nèi)框架和磚墻混合承重。這種結(jié)構(gòu)形式在建筑的內(nèi)部使用梁柱來代替墻承重支撐樓層，建筑外圍使用護(hù)墻起承重作用。此種結(jié)構(gòu)形式可以獲得比較大的內(nèi)部空間，在平面布局上靈活多變，但是建筑物在剛度性能方面比較差。

鋼筋混凝土和磚墻混合承重。這種結(jié)構(gòu)形式在建筑的底層使用鋼筋混凝土框架起承重作用，而上部使用磚墻承重。

3抗震設(shè)計(jì)對(duì)多層磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化影響分析方案

3.1布局建筑平面和立面

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(jiǎn)潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。對(duì)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(duì)規(guī)則的獨(dú)立單元。

在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能兼顧建筑造型，又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(jiǎn)潔、美觀大方；同時(shí)又能有效地提高工程的抗震性能。

3.2砌體房屋的總層數(shù)及總高度不應(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)帶來的震害有很大的作用?，F(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2001）對(duì)多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強(qiáng)制性規(guī)定，在設(shè)計(jì)中房屋總高度及總層數(shù)應(yīng)同時(shí)滿足上標(biāo)的限值。在中、強(qiáng)地震作用下，因傾覆力矩過大，使得底部墻體產(chǎn)生過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。

3.3增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性

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?，F(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。采現(xiàn)澆樓、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。

3.4適當(dāng)增加墻體面積與合理提高砂漿強(qiáng)度

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，容易滿足抗震承載力的要求，而底部一、二兩特別是第一層的地震作用力較大，是薄弱層，往往不容易滿足要求；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360mm寬的墻，或?qū)⑸皾{強(qiáng)度等級(jí)由M5體高到M10，則在抗震結(jié)果中顯示滿足抗震要求?？梢娫谶M(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。當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí)，齡期為28天的以毛截面計(jì)算的普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表2采用；砌體的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和拉剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3采用。

比照以上兩表，可見對(duì)于相同類別的砌體，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，同類別砌體的以上各設(shè)計(jì)強(qiáng)度也相應(yīng)提高，所以可見提高砂漿強(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。

3.5有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱。磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后能提高磚混房屋的延性，發(fā)揮防止磚砌體側(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提高10～30%，提高砌體的變形能力，是有效的抗倒塌措施。另外，在多層磚混房屋中合理地設(shè)置構(gòu)造柱，能起到增強(qiáng)房屋整體性的作用，還可以利用其塑性變形和滑移摩擦來消耗地震能量，從而大大提高抗震能力?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造的設(shè)置部位應(yīng)符合建筑抗震規(guī)范的要求。構(gòu)造柱最小截面可采取240×180mm，8度超過五層時(shí)，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用4Ф14，箍筋間距不應(yīng)大于200mm，且在柱上、下端宜適當(dāng)加密。房屋四角的構(gòu)造可適當(dāng)加大截面及配筋，構(gòu)造柱與墻體連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500毫米設(shè)Ф6拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m。

3.6在合理位置的墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋。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(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。

4.結(jié)論

多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的樓梯間宜設(shè)置在每個(gè)單元中部，盡量避免將樓梯設(shè)在房屋盡端靠近山墻處；突出屋頂?shù)臉翘蓍g，構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部與頂部圈梁連接。為了避免個(gè)別墻段抗震強(qiáng)度不足首先破壞，導(dǎo)致逐個(gè)破壞，進(jìn)而造成整棟樓破壞甚至倒塌，要求房屋的局部尺寸宜滿足抗震規(guī)范的限值要求。

多層磚混結(jié)構(gòu)房屋可以通過建筑上的合理布局，結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造措施等多種方法來彌補(bǔ)砌體房屋脆性材料在抗震方面的不足，從而滿足抗震要求。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)體現(xiàn)以預(yù)防為主的設(shè)計(jì)思想達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)。對(duì)于建設(shè)工程只有在抗震設(shè)防，抗震設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量這三方面都符合要求，才能確保建筑工程具備合理的抗御地震的能力。

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