多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)

1、多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)磚混結(jié)構(gòu)由于選材方便、施工簡單、工期短、造價(jià)低等特點(diǎn)，多年來磚混房屋是我國當(dāng)前畫號(hào)使用最廣范的建應(yīng)嬴;其中民用住宅建筑中約占90%以上。醇混結(jié)構(gòu)多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內(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。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)，我認(rèn)為，在多層磚混房屋抗震設(shè)計(jì)上應(yīng)注意以下幾方面。一、科學(xué)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

2、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)則的房屋質(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度；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

3、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、簡潔、美觀大方；同時(shí)又能有效地提高工程的抗震性能。二、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（GB50012001）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：多層砌體房屋的總高度及層數(shù)應(yīng)滿足表1中的限值。表1房屋的層數(shù)和高度限值（m）卜屋別最小厚度（毫米）烈度6789(Wj度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)多層卜體普通磚多孔科多孔磚

4、小240240190190242121218777212118217767181815186656121244砌磚底部框架抗震墻多排柱內(nèi)框架240240221675221675191364（注：室內(nèi)外高差大于0.6m時(shí)，房屋總高度應(yīng)允許比表中數(shù)據(jù)適當(dāng)增加，但不應(yīng)多于1.0m）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，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陽U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。三、增強(qiáng)砌體房

5、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。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、屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對(duì)墻體的約束。因此，采現(xiàn)澆樓、屋

6、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。四、合理布置縱墻和橫墻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，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

7、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)

8、筋如26500以加強(qiáng)房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。在地震中多層磚混房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔(dān)，不僅要求橫墻有足夠的承載力，而且樓蓋必須具有能將地震力傳給橫墻的水平剛度；對(duì)抗震橫墻最大間距的構(gòu)造規(guī)定就是為了滿足樓蓋對(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)超過規(guī)范中表決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15mb當(dāng)橫墻間距過大時(shí)，縱向磚墻會(huì)因過大的層間變形而產(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；

9、所以有效地控制橫墻間距能提高房屋的抗震能力。五、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®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M1Q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

10、時(shí)，適當(dāng)增加底部12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)多孔科砌體的抗壓強(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。表2燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔科砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mp3磚強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82

11、MU101.891.691.501.300.67沿砌體灰縫截面破壞時(shí)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)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mp3砌體類別強(qiáng)度類別破壞特征砂漿強(qiáng)度等級(jí)>M10M7.5M5M2.5燒結(jié)普通科,燒結(jié)多孔科軸心抗拉二沿齒縫沿齒縫0.190.160.130.09彎曲抗拉0.330.290.230.17沿通縫二0.170.140.110.08抗剪0.170.140.110.08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)多孔科用不同強(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

12、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。六、有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱多次震害調(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

13、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?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置應(yīng)符合現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求?，F(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。圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm配筋應(yīng)符合表4的要求。表4磚房圈梁配筋要求配筋烈度6、789最小縱筋410412414最大箍筋間距（mrm250200150多次實(shí)驗(yàn)

14、表明，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1030%，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。現(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240X180mm8度超過五層時(shí)，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用414,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)6拉

15、結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m七、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HPB235HRB33祠筋，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鋼筋錨固長度不宜小于180mm八、其它措施多層磚混結(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?/p>