多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)探討

徐華春， 邱征輝， 陳蘭英

(中天路橋有限公司，武漢 430015)

1 多層磚混結(jié)構(gòu)房屋在目前的抗震設(shè)計(jì)中存在的問題

目前大多數(shù)設(shè)計(jì)人員只是對下部基層的房屋進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，不重視頂層房屋的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一些局部突出的頂層和樓梯間在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的里面上會(huì)存在，這些部位的砂漿強(qiáng)度如果比較低就會(huì)在地震發(fā)生時(shí)造成比較嚴(yán)重的破壞和損壞。

在某些實(shí)際建筑工程中的多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑設(shè)計(jì)中為了追求大客廳的房屋功能，通常設(shè)計(jì)有大開間和大門洞，有些大門洞間的墻寬僅僅有240mm，而陽臺(tái)的挑出長度卻大于2m，磚混房屋設(shè)計(jì)中限于場地和造型的條件，在一些工程設(shè)計(jì)中往往布置成復(fù)雜的平面，導(dǎo)致在平面設(shè)計(jì)中縱橫墻的平面布置無法對齊，有些設(shè)計(jì)中還存在墻體在豎向上無法連續(xù)的設(shè)計(jì)情況。

在一些磚混房屋的抗震設(shè)計(jì)中，缺少對房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震承載力的驗(yàn)算和復(fù)核，只是依據(jù)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致磚混結(jié)構(gòu)房屋的砌體強(qiáng)度等級(jí)相距較大，不符合抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求和規(guī)范。實(shí)際工程中，多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)存在的問題還不止這些，對于在抗震設(shè)計(jì)中存在的問題需要我們設(shè)計(jì)人員在工作中認(rèn)真分析和對待并做出合理的抗震設(shè)計(jì)。

2 多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)探討

2.1 科學(xué)布置多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑的平面和立面

整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中非常基本和重要的內(nèi)容是多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的建筑平面和立面布置。在多層房屋磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)中，多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑的平面、立面要做到盡量簡潔、正式、規(guī)則，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心和剛度中心應(yīng)該保持一致。在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)布置中經(jīng)常出現(xiàn)房屋的不重合。地震作用會(huì)導(dǎo)致房屋產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用。對于形狀不規(guī)則的多層磚混結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)該注意偏離結(jié)構(gòu)剛心遠(yuǎn)端的墻段的抗震計(jì)算和驗(yàn)算。建筑的重心應(yīng)盡可能在建筑物的低端，建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕，突出的屋頂部分的建筑高度不宜太高，避免使用錯(cuò)落的立面形式，避免多層磚混結(jié)構(gòu)房屋在地震作用下產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)。同時(shí)對于豎向結(jié)構(gòu)的墻體結(jié)構(gòu)要控制好墻體的強(qiáng)度和剛度的均勻性。

2.2 砌體房屋的總層數(shù)及總高度不應(yīng)該超限值

多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑在歷年來的地震資料中證明，層數(shù)越高，其破壞程度就會(huì)越大，因此，降低多層磚混結(jié)構(gòu)房屋在地震中的破壞強(qiáng)度的措施之一就是減少房屋的總高度和總層數(shù)?，F(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010)的總高度和總層數(shù)的強(qiáng)制性規(guī)定：多層砌體房屋的總高度和層數(shù)應(yīng)滿足表1中的限制。因?yàn)榉课莸奈蓓數(shù)目傊亓考s占房屋總重的一半，多一層樓蓋就會(huì)導(dǎo)致地震作用增加半層樓的作用，在房屋的總層數(shù)相同的情況下，同時(shí)對房屋的底部鑿沉了很大的抗震傾覆力矩。由于傾覆力矩過大，在中等和較強(qiáng)的地震作用下，使底部產(chǎn)生過大的壓力或剪刀而破壞房屋，因此，減輕重量，降低層數(shù)，以降低高度對于減弱地震的影響是最有效的方法之一。

3 增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性

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，結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決定了其抗震能力的強(qiáng)弱，這就是磚混結(jié)構(gòu)房屋的特性。

表1 多層砌體房屋的總高度和層數(shù)應(yīng)滿足中的限制

水平剛度大、整體性好是現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋的特點(diǎn)，剛性樓蓋是按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證，可以增加房屋的整體性，消除滑移、散落問題，增大樓板的剛度，抗震作用明顯。屋蓋和樓板的水平剛度大，可以很好地傳遞水平荷載，平面上當(dāng)上下墻體對齊時(shí)能起到一定的傳遞水平力的作用，而屋蓋和樓層增加了對墻體的約束作用。在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑中采用現(xiàn)澆的屋蓋能夠很好地增強(qiáng)房屋的整體剛度和穩(wěn)定性。

4 合理的布置房屋的縱墻和橫墻

多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的縱向的和橫向的墻體在地震的作用下會(huì)產(chǎn)生裂縫、傾斜、錯(cuò)動(dòng)、倒塌等現(xiàn)象。因此在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該注重墻體的縱向和橫向的布置。采用縱橫墻共同來承重的方式在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑中能起到很好的抗震作用。同時(shí)墻體的布置應(yīng)上下對齊，沿平面均勻合理，應(yīng)連續(xù)均勻，同一根軸線上的窗間墻應(yīng)該對稱布置，平面應(yīng)均勻，上下連續(xù)對齊。因此縱橫向上應(yīng)該合理布置墻體已達(dá)到抗震的目的。

5 適當(dāng)增加墻體面積與合理提高砂漿強(qiáng)度

歷次地震災(zāi)害表明，多層磚混建筑抗震能力的砂漿強(qiáng)度等級(jí)和墻體面積大小與砂漿強(qiáng)度等級(jí)成正相關(guān)的，提高多層磚混房屋建筑的砂漿強(qiáng)度等級(jí)對有效的提高墻體的抗震能力具有重要的作用。在多層磚混結(jié)構(gòu)的房屋建筑的抗震設(shè)計(jì)中，由于上面幾層的房屋在地震的作用下影響小，因此很容易滿足抗震設(shè)計(jì)的要求。在地震作用的情況下，第一層或者是第二層很容易成為薄弱層，在地震作用下很難滿足抗震的要求，在實(shí)際的工程中改變墻體的承載面積和提高砂漿的強(qiáng)度等級(jí)基本能夠滿足抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。由此可知，在多層磚混房屋建筑的抗震計(jì)算中，適當(dāng)增加1～2層的墻體面積或提高砂漿的強(qiáng)度可以有效地提高整個(gè)磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗震能力。

6 有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱

許多次震害調(diào)查顯示，在多層磚混結(jié)構(gòu)建筑房屋中設(shè)置圈梁是一種經(jīng)濟(jì)有效的抗震措施，對減少地震的損失，提高磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗震能力很有作用。在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋中設(shè)置沿樓板水平面的圈梁可以加強(qiáng)房屋的整體性和穩(wěn)定性，加強(qiáng)內(nèi)外墻體的連接和整體性。在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑的圈梁的約束作用下可以使樓板和布置的縱橫墻有機(jī)的組成箱體的結(jié)構(gòu)。對于約束樓板的分開，平面內(nèi)外墻的倒塌具有重要的作用，能夠最大限度的發(fā)揮墻體的抗震能力。在豎向的平面內(nèi)的構(gòu)造柱和墻體的共同的約束作用下，對于限制了墻體裂縫的發(fā)展和超越兩個(gè)圈與墻之間的裂縫與水平面夾角，降低墻體的變形能力，提高墻體的抗剪切能力，保證墻體的完整性具有重要的作用。設(shè)置圈梁可以減少地面裂縫的出現(xiàn)以及在地震作用下的非均勻沉降對房屋的影響，尤其是屋頂和基礎(chǔ)頂?shù)娜α菏翘岣叻课葚Q向剛度和抵抗多層磚混結(jié)構(gòu)房屋不均勻沉降的最好結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

7 結(jié)語

多層磚混結(jié)構(gòu)建筑可以通過合理布局的建筑布局，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)施工措施等多種方法來彌補(bǔ)砌體房屋在地震脆性材料上的不足，從而滿足抗震的要求。在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋建筑中要以預(yù)防為主的抗震設(shè)計(jì)思想達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)。確保多層磚混建筑房屋具有合理的抵抗地震的能力。

[1]GB 50011—2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50003—2001,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]王寧,劉軻.淺議多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].山西建筑, 2009.

[4]白興華.多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2010 (1).

[5]劉輝.多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].中國科技財(cái)富,2011.

[6]李翠娟,張陽艷.多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)探討[J].2007.

[7]王寶森.加強(qiáng)多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2008.

[8]湯佳音,王丹丹.淺談多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2009(6).

[9]王丹,高建全.淺談多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012.

[10]楊其軍,李紅秀.淺談多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].山西建筑,2010(24).