淺論磚混結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的看法

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摘要：本文著重對砌體結(jié)構(gòu)抗震性能的分析，提出了目前抗震設(shè)防中存在的問題，并指出了一些相應(yīng)的措施。 關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)防 措施 0引言 砌體結(jié)構(gòu)由于其選材方便、施工簡單、工期短、造價(jià)低等特點(diǎn)，多年來是我國民用建筑中使用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，但是砌體結(jié)構(gòu)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，抗震性能較差。我國許多城市又處于易發(fā)生地震區(qū)，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的意義。 1. 砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能分析.磚混結(jié)構(gòu)是由磚墻支撐和現(xiàn)澆、預(yù)制鋼筋混凝土板蓋成的建筑。由于建材質(zhì)量和施工質(zhì)量的不同，抗震性能懸殊。磚的抗壓性強(qiáng)，但韌性差，一遇到6、7 度地震破壞就會(huì)局部開裂和散落，8 度時(shí)裂縫會(huì)更大，穩(wěn)定性差的會(huì)倒塌。但施工質(zhì)量確實(shí)好，磚的形狀規(guī)則，砂漿的強(qiáng)度高，灰縫均勻，這類房屋只有在10 度時(shí)才會(huì)被嚴(yán)重破壞或倒塌。通常這種結(jié)構(gòu)房屋易發(fā)生問題的部位和構(gòu)件有：跨度大的橫梁、樓梯間墻體和開有較大洞口的墻體等。地震發(fā)生時(shí)，住戶應(yīng)避開這些部位和構(gòu)件進(jìn)入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并具有小空間的部位，如廁所、小廚房等。 

2. 砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。2.1 注意薄弱環(huán)節(jié)。地震時(shí)房屋首先在薄弱環(huán)節(jié)破壞,這些薄弱環(huán)節(jié)主要是窗間墻、邊端墻及突出建筑物頂部的屋頂間、女兒墻和煙囪等。因此，邊端墻、窗間墻尺寸不宜太小,窗間墻尺寸應(yīng)均勻一致。女兒墻的高度應(yīng)當(dāng)限制并注意錨固,以免地震時(shí)倒落傷人。當(dāng)在房屋的墻體內(nèi)設(shè)置煙道、風(fēng)道和垃圾道等時(shí)，不應(yīng)削弱墻體，否則應(yīng)采用措施加強(qiáng)。不宜采用無豎向配筋的附加墻煙囪及出屋面的小煙囪。2.2 重視下部結(jié)構(gòu)的作用。歷次震害資料表明，有地下室的建筑比無地下室建筑震害明顯減輕。附建式地下室對地面上部結(jié)構(gòu)來說，相當(dāng)于一個(gè)整體穩(wěn)定性好、剛度大、埋置深的基礎(chǔ)。它不僅增加了上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且使整個(gè)建筑物的重心下降，減輕了上部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，從而也減輕了震害。因此，結(jié)合人防工程及表層土情況，在新建筑房屋中設(shè)置附建式地下室是十分有利的，宜設(shè)置全地下室。當(dāng)局部設(shè)置時(shí)，應(yīng)在有無地下室的交界處設(shè)置防震縫。2.3 加強(qiáng)樓梯間的抗震性能。樓梯間墻體的震害比其他墻體嚴(yán)重,而地震時(shí)樓梯間又是疏散人員和進(jìn)行抗震救災(zāi)工作的交通要道因此必須加強(qiáng)樓梯間的抗震性能。樓梯間不設(shè)在房屋的第一開間。砂漿標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于50 號(hào)，并應(yīng)配置2ф16 鋼筋。裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁有可  靠的聯(lián)結(jié)，不應(yīng)采用懸挑式樓梯踏步及有豎肋插入墻體的預(yù)制樓梯踏步，亦不應(yīng)采用無筋磚砌攔板。2.4 平面布置，防震縫。多層磚混房屋墻體的布置應(yīng)當(dāng)均勻，上下層墻體對齊，墻上門窗洞口大小盡量一致，窗間墻應(yīng)等寬均勻分布，有同一獨(dú)立的單元內(nèi)所采用的結(jié)構(gòu)和墻體材料相同。在平面盡量避免凹進(jìn)凸出的墻體，若為l 形或u形平面時(shí)，應(yīng)使轉(zhuǎn)角或交叉部分的墻體拉通。當(dāng)l 形或u形平面的側(cè)翼伸出較長時(shí)（超過房屋寬度），則應(yīng)以防震縫分割成獨(dú)立的單元。另外，房屋在下列情況也應(yīng)設(shè)置防震縫：（1）房屋立面高差在6m以上：（2）房屋有錯(cuò)層，且樓板高差較大；（3）各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同[1]。2.5 立面與體形，房屋高度限值。立面體形力求簡單，因?yàn)樵煨蛷?fù)雜，立面突出物較多的房屋對地震更加敏感，應(yīng)少做或不做地震時(shí)易倒、易脫落的門臉、裝飾物、女兒墻、挑檐等。如必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)采取措施在變截面處加強(qiáng)連接。多層磚砌體房屋對地震的敏感程度除與平面布置、防震縫、立面體形，結(jié)構(gòu)的整體性和施工質(zhì)量有關(guān)外，還與房屋的總高度有直接的聯(lián)系。多層磚砌體房屋高度限值應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。2.6 結(jié)構(gòu)的整體性連接。結(jié)構(gòu)的整體性連接包括：圈梁、構(gòu)造柱、墻體、樓（屋蓋）結(jié)構(gòu)及其相互間的連接。（1）圈梁：俗稱“腰箍”，設(shè)置圈梁可以增強(qiáng)房屋的整體性，提高房屋的抗震能力?？拐鹆叶仍?、7 度以上的磚混房屋應(yīng)每層設(shè)置圈梁。并應(yīng)符合下列要求：①圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口圈梁應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同標(biāo)高處或緊靠板底；②圈梁在規(guī)定的烈度和橫墻間距內(nèi)，應(yīng)對應(yīng)設(shè)置，如超過橫墻間距不能設(shè)置圈梁時(shí)，應(yīng)在梁或板縫中配筋替代圈梁；③圈梁的截面高度不應(yīng)小于  120mm，配筋應(yīng)符合抗震規(guī)范要求；為加強(qiáng)基礎(chǔ)整體性和剛性而增設(shè)的基礎(chǔ)圈梁，截面高度不應(yīng)小于180mm，配筋不應(yīng)少于4φ12。（2）構(gòu)造柱：設(shè)置構(gòu)造柱可以明顯改善多層磚混房屋的抗震性能，多層砌體房屋應(yīng)在外墻四角；錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處；大房間內(nèi)外墻交接處；較大洞口兩側(cè)設(shè)置構(gòu)造柱。構(gòu)造柱截面尺寸，縱向鋼筋和箍筋間距應(yīng)符合抗震規(guī)范要求，箍筋間距在柱上下端宜適當(dāng)加密；構(gòu)造柱與墻連接處宜砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500 mm設(shè)2φ6 拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m；構(gòu)造柱應(yīng)與圈梁連接，以增加構(gòu)造柱的中間支點(diǎn)，構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿過圈梁的主筋，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。（3）墻體間的連接：磚砌體的轉(zhuǎn)角處和交接處應(yīng)同時(shí)砌筑，嚴(yán)禁無可靠措施的內(nèi)外墻分砌施工。對不能同時(shí)砌筑而又必須留置的臨時(shí)間斷處應(yīng)砌成斜槎，斜槎水平投影長度不應(yīng)小于高度的2/3。當(dāng)房屋的設(shè)防烈度為7 度時(shí)層高超過3.6m或墻長度大于7.2m的大房間，及設(shè)防烈度為8 度和9 度時(shí)，外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處，當(dāng)未設(shè)構(gòu)造柱時(shí)，應(yīng)沿墻高每隔500 mm 配置2φ6 拉結(jié)鋼筋，并每邊伸入墻內(nèi)不宜少于1m。后砌的非承重墻砌體應(yīng)沿墻高每隔500 mm配置2φ6 鋼筋與承重墻柱拉結(jié)，并每邊伸入墻內(nèi)不宜少于500 mm[2]。2.7 結(jié)構(gòu)體系。應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫共同承重的結(jié)構(gòu)體系。同一結(jié)構(gòu)單元中應(yīng)采用相同的結(jié)構(gòu)類型，不應(yīng)采用“混雜”的結(jié)構(gòu)類型。墻體布置應(yīng)滿足地震作用有合理的傳遞途徑?？v橫向應(yīng)具有合理的剛度和強(qiáng)度分布。應(yīng)避免因局部削弱或突變造成薄弱部位，產(chǎn)生應(yīng)力集中或塑性變形集中，對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力。2.8 平、立面布置。建筑的平面布置和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，平面形狀應(yīng)具有良好的整體作用。建筑的立面和豎向剖面力求規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，墻體沿豎向布置上下應(yīng)連續(xù)，避免剛度突變；豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的截面和材料強(qiáng)度等級(jí)自下而上宜逐漸減小，避免抗側(cè)力構(gòu)件的承載力突變。8 度和9 度時(shí)，當(dāng)房屋的立面高差較大、錯(cuò)層較大和質(zhì)量及剛度截然不同時(shí)，宜采用防震縫將結(jié)構(gòu)分割成平面和體形規(guī)則的獨(dú)立單元。多層建筑門窗間墻的局部尺寸應(yīng)符合要求。當(dāng)部分的局部尺寸不滿足要求時(shí)，如該部位已設(shè)構(gòu)造柱，可對已設(shè)構(gòu)造柱增大截面及配筋；如該部位原未設(shè)構(gòu)造柱，則可用增設(shè)構(gòu)造柱來滿足要求[3]。房屋轉(zhuǎn)角處的門窗間墻承受雙向側(cè)向應(yīng)力，其局部尺寸應(yīng)不小于1m；其余外墻的門窗間墻局部尺寸部分不滿足1m 要求時(shí)，其限值可放寬到0.8m；內(nèi)墻門間墻局部尺寸不滿足要求時(shí),可用設(shè)構(gòu)造柱來滿足。值得指出的是，近幾年在多層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，較普遍存在為了客廳開大門洞，不惜犧牲門間墻寬度的現(xiàn)象。這是個(gè)對局部尺寸認(rèn)識(shí)不足的概念設(shè)計(jì)問題，一是認(rèn)為部分不滿足局部尺寸要求關(guān)系不大；二是認(rèn)為只要用擴(kuò)大了的構(gòu)造柱替代門間墻就沒有問題了，在設(shè)計(jì)中將構(gòu)造柱當(dāng)作“靈丹妙藥”到處使用。應(yīng)當(dāng)明白，磚砌體和砼的變形模量差別很大，雖然磚砌體與構(gòu)造柱和圈梁可以協(xié)同工作，增加房屋的延性，但是它們不能同時(shí)段進(jìn)入工作狀態(tài)，“在中震”階段的抗震承載力主要由磚砌體承擔(dān)。因此，砌體結(jié)構(gòu)中過多配置混凝土的桿系構(gòu)件，其作用  是有限的。2.9 抗震計(jì)算。抗震計(jì)算是抗震設(shè)計(jì)的重要組成部分，是保證滿足抗震承載力的基礎(chǔ)。多層建筑的抗震計(jì)算，可采用底部剪力法。對平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則的多層建筑，宜采用考慮地震扭轉(zhuǎn)影響的分析程序。目前，多層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，不作抗震驗(yàn)算是較普遍的現(xiàn)象，這樣就必然存在不安全的問題。  3. 結(jié)論。多層砌體結(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)砌體結(jié)構(gòu)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)，從而有效避免在地震發(fā)生過程中所造成的巨大人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。