多層砌體結(jié)構(gòu)建筑的抗震探討

王新平 費(fèi)元興 張曉清

（1.浙江博大環(huán)境建設(shè)有限公司，浙江 杭州 312500；2.博大建設(shè)有限公司，浙江 杭州 312500）

1 多層砌體建筑抗震常用處理措施

常用的砌體建筑抗震處理措施，應(yīng)注意以下幾類。

1.1 布局要合理。建筑物的水平方向和立體方向的布局要簡(jiǎn)單、整齊，保證結(jié)構(gòu)和剛度的中心是在一樣的。建筑物的立體方向要防止重心在上部，房間的重心應(yīng)該盡可能的往下來(lái)，杜絕選用不整齊的立體構(gòu)造物，高于建筑面的建筑物不能太高，防止在地震時(shí)產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)，與此同時(shí)要掌控好構(gòu)造物豎直方向的強(qiáng)度和剛度是否相勻稱。如果在實(shí)際的施工中，沒(méi)辦法杜絕的狀態(tài)下，要在合適的地方設(shè)定抗震縫，把結(jié)構(gòu)復(fù)雜不規(guī)整的建筑物盡可能的劃分成幾個(gè)相對(duì)比較整齊的獨(dú)立空間。

1.2 控制建筑高度及層數(shù)。歷次震害證明，砌體建筑的層數(shù)越多，高度越高，其地震破壞就越大。因?yàn)榻ㄖ訑?shù)及高度值越大就意味著側(cè)向地震作用就越大，同時(shí)也加大了建筑底部的傾覆力距。因此在地震中，傾覆力矩過(guò)大使得底部墻體產(chǎn)生過(guò)大的壓力和剪力而被破壞。所以控制砌體結(jié)構(gòu)高度及層數(shù)對(duì)減少地震災(zāi)害有很大的作用。在國(guó)家新修改的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2008）也對(duì)多層砌體建筑的總高度和層數(shù)有強(qiáng)制性的規(guī)定。

1.3 加強(qiáng)砌體構(gòu)造的完整性和剛度。合理的設(shè)置砌體的橫豎方面的格局，現(xiàn)澆建筑物的樓頂，加大砌墻的長(zhǎng)度和寬度和砂漿的強(qiáng)度，布置圈梁和內(nèi)部結(jié)構(gòu)柱等這些方法都有利于加強(qiáng)砌體構(gòu)造的完整性和剛度，也是最常見(jiàn)的并應(yīng)用到實(shí)際施工中的。在發(fā)生地震時(shí)，多層砌體的主要承擔(dān)力都是依靠相應(yīng)墻。所以合理的設(shè)置砌體的橫豎兩個(gè)方向的墻體并且掌控住橫向墻體之間的距離，就可以掌控住橫豎兩個(gè)方向的墻體變形，加大了砌體的完整性和剛度，對(duì)橫豎兩個(gè)方向的抗震抗剪都起著非常重要的作用。在設(shè)置墻體的時(shí)候，最好是使用橫向墻體貫穿的設(shè)置，但是當(dāng)不能使用橫向墻體貫穿設(shè)計(jì)時(shí)，就必須要在墻體和墻體匯合的地方選用加強(qiáng)的手段。這里橫向墻所設(shè)置的最大間距就是為了抗震所需要的剛度。這里，在預(yù)防八級(jí)地震時(shí)，現(xiàn)澆樓頂或者設(shè)置圈梁的多層砌墻的建筑物橫向墻體之間最大的間距要保持在十五米。假設(shè)橫向墻體之間的距離太大，豎直方向的墻體會(huì)因?yàn)橛痔蟮木嚯x而發(fā)生平向的彎折。

根據(jù)歷次地震后建筑受害情況分析，多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力與墻體的截面積大小及砂漿等級(jí)高低成正比。在多層砌體建筑的抗震驗(yàn)算中，底部?jī)蓪拥牡卣鹱饔昧^大，是結(jié)構(gòu)的薄弱層。此時(shí)改變部分墻體的承載面積和適當(dāng)提高砂漿的強(qiáng)度等級(jí)可提高抗震能力，實(shí)踐證明提高砂漿的強(qiáng)度能同時(shí)提高建筑的抗拉、抗壓、抗彎、抗剪能力，從而達(dá)到提高砌體建筑的抗震性能力的目的。

要加強(qiáng)多層砌體建筑物的完整整體性，可以在建筑物中布置水平的圈梁，增加里外墻的連接。尤其是在樓頂和基礎(chǔ)頂兩個(gè)地方布置圈梁，這對(duì)增加建筑物的剛度和預(yù)防不勻稱的下降有著很重要的作用。在圈梁的限制作用下樓蓋形成了一個(gè)箱子的構(gòu)造，這樣對(duì)配板材的限制起到了很好的作用，減小了砌體平衡方向倒塌的可能性，各個(gè)墻體的抗震能夠有效的結(jié)合。

在磚墻設(shè)構(gòu)造柱能提高砌體建筑的延性，發(fā)揮磚墻砌體側(cè)向擠出塌落的約束作用，使砌體的抗剪承載能力提高10～30%，提高了砌體結(jié)構(gòu)的變形能力。另外在建筑中設(shè)置構(gòu)造柱能提高建筑物的整體性，利用其塑性變形和滑移摩擦來(lái)消耗地震能量，從而提高建筑的抗震能力，且圈梁與構(gòu)造柱一起對(duì)墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束，可限制墻體裂縫的開(kāi)展，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，提高了墻體的抗剪能力，因此構(gòu)造柱與圈梁的設(shè)置是一種經(jīng)濟(jì)有效的抗震措施。

2 隔震技術(shù)及消能減震技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)在在國(guó)際上最新的熱門的抗震技術(shù)就是隔震技術(shù)，這種技術(shù)主要是采用以柔克剛的特點(diǎn)，在構(gòu)造物的底面和根基的地方或者底面柱頂之間裝置隔震消耗設(shè)備，這樣就能把上面的構(gòu)造物和底面的構(gòu)造物分開(kāi)，這樣使構(gòu)造物的動(dòng)力特點(diǎn)和動(dòng)力作用都發(fā)生了改變，降低構(gòu)造物在地震時(shí)受到的沖擊作用。隔震技術(shù)在大量的試驗(yàn)中和時(shí)間中證實(shí)，采用隔震技術(shù)的建筑物，可以把地震的震感降低百分之六十左右，這樣有利于降低地震帶來(lái)的破壞，提升建筑物和居住人民的安全。因?yàn)楦粽鸺夹g(shù)本身具備著很大的豎直承受力（在五十噸到兩千噸之間）和很大的豎直壓縮剛度，同時(shí)水平方向的剛度還很小，水平和限制變化大約在十到五十厘米時(shí)間，所以在抵抗輕微地震和荷載的時(shí)候具備著充足的剛度，當(dāng)遇到強(qiáng)烈大型地震的時(shí)候，利用其本身的柔韌性，當(dāng)發(fā)生太大的變形時(shí)，剛度就會(huì)順應(yīng)回升，起到保護(hù)和束縛的功能。因?yàn)楦粽鹣脑O(shè)備的橡膠隔震墊有著很好的復(fù)位功能，很多實(shí)際情況都表明能夠瞬時(shí)復(fù)位。而且它的性能良好，一般使用壽命能在七十年以上，大大超過(guò)了一般居民住宅五十年年限的要求。依據(jù)隔震技術(shù)的特點(diǎn)，隔震技術(shù)大多在多層或者低層的建筑物中。

建筑結(jié)構(gòu)消能減震技術(shù)的方法指在結(jié)構(gòu)的某些部位〈如支撐、剪力墻、節(jié)點(diǎn)、連接縫或連接件等〉設(shè)置消能阻尼裝置或元件，通過(guò)消能裝置產(chǎn)生摩擦非線性滯回變形耗能來(lái)耗散或吸收地震能量以減小主體結(jié)構(gòu)的水平和豎向地震反應(yīng)，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞或倒塌，以達(dá)到減震、抗震的目的。但此種方法主要使用于高層或超高層。

雖然隔震和消能減震措施都能夠在很大程度上降低地震所帶來(lái)的危害，而且新出臺(tái)的抗震條文也對(duì)隔震和消能減震在使用方法上明確的給出了意見(jiàn)和建議，但是因?yàn)楝F(xiàn)在在實(shí)際施工中，這項(xiàng)措施從策劃上到建筑上都存在著很多復(fù)雜的問(wèn)題。要正確合理的解決掉這些存在的復(fù)雜問(wèn)題，才能夠使這項(xiàng)新措施在建筑行業(yè)廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，良好的抗震性能一定來(lái)自于相對(duì)簡(jiǎn)單的體形，來(lái)自簡(jiǎn)單而直接的傳力體系及地震作用下結(jié)構(gòu)的多道設(shè)防線，在地基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中也應(yīng)充分考慮到地基的變形對(duì)建筑的安全影響。另外也應(yīng)高度重視由地震引發(fā)的次生災(zāi)害。因此在今后的建筑設(shè)計(jì)中有必要增強(qiáng)建筑的防火設(shè)計(jì)。

為了保證建筑物的抗震能力，建筑工程的工作人員應(yīng)該在建筑物的預(yù)防抗震和設(shè)計(jì)方面以及施工品質(zhì)上都要提升到一個(gè)更高的水準(zhǔn)，這樣結(jié)合三方面增加建筑物的抗震能力。

[1]施楚賢主編.砌體結(jié)構(gòu)[C]武漢工業(yè)大學(xué)出版社

[2]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]周德源主編.砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[C]武漢理工大學(xué)出版社.