淺析增強多層磚砌體房屋抗震性能的措施及方法

彭鴻陽

摘要：磚砌體房屋是指由燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚，通過砂漿砌筑而成的房屋。當前，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的速度在飛速地發(fā)展，多層磚砌體房屋在許多地方還普遍存在。我國是一個地震多發(fā)的國家，地理位置處在環(huán)太平洋地震帶和喜馬拉雅山地震帶，所以，如何減少地震對多層磚砌體房屋結(jié)構(gòu)的危害，是設(shè)計、施工、監(jiān)理以及政府監(jiān)管部門義不容辭的責任，同時，也是關(guān)注民生和以人為本的重要體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：磚砌體房屋、抗震性能、措施

一、地震波的分類

地震波按其在地殼傳播的位置不同，分為體波和面波。體波又分縱波和橫波?？v波引起地面垂直方向震動，橫波引起地面水平方向震動。而面波的震動比較復(fù)雜。

1.1地震對建筑物的破壞形式

地震對建筑物的破壞作用主要是地震波在土中傳播引起強烈的地面運動造成的。由地震引起建筑物的破壞形式主要有：地基失效、受震破壞和次生效應(yīng)引起的破壞。下面主要介紹這三種情況以及相應(yīng)的抗震措施：

1.1.1地基失效

是指建筑物的持力層在液化土層上，在地震作用下，土體迅速液化，地基失去了承載力，建筑物發(fā)生整體性傾斜或者倒塌，這種危害是很突然的，也是很嚴重的。因此首先要了解土的液化的概念、影響因素、判別方法和采取預(yù)防的措施。

（1） 土的液化

①概念：在地下水位以下的飽和的松砂和粉土在地震作用下，土顆粒之間有變密的趨勢。但因為空隙水來不及排出，使得土顆粒處于懸浮狀態(tài)，形成如液體一樣，這種現(xiàn)象就稱為土的液化。

②影響因素。場地土液化與許多因素有關(guān)，因此要根據(jù)多項指標綜合分析判斷土是否會發(fā)生液化。1）地質(zhì)年代，地質(zhì)年代的新老表示土層沉積時間的長短，地質(zhì)年代愈久，土層的故結(jié)度、密實度和結(jié)構(gòu)性，也就愈好；反之愈差。2）土中粘粒含量：粘粒是指粒徑小于等于0.005mm的土顆粒。當粉土內(nèi)粘粒的含量超過某一限度時，粉土就不會液化。3）上覆非液化土層厚度和地下水的深度。4）土的密實程度，砂土和粉土的密實程度是影響土層液化的一個重要因素。側(cè)壓力越大，土層就不容易發(fā)生液化。側(cè)壓力的大小反應(yīng)了土層埋深的大小。5）地震烈度和震級，地震烈度愈高，地面運動強度就愈大，顯然土層就愈容易液化。

1.2 采用的措施

磚砌體地基抗液化的措施應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、地基的液化等級，結(jié)合具體情況綜合確定。全部消除地基液化沉降的措施有：

（1）采用樁基時，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土中的長度，應(yīng)按計算確定，而且對碎石土、礫、粗、中砂，堅硬粘性土和密實粉土不應(yīng)小于0.5m，對其他非巖石土不宜小于1.5m。

（2）采用深基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小于0.5m。

（3）采用加密法（如振沖、擠密碎石樁、強夯等）加固時，應(yīng)該處理至液化深度下界；振沖、擠密碎樁加固后，樁間土的標準貫入錘擊數(shù)不宜小于液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨建值。

二、受震破壞

磚砌體房屋的受震破壞主要是指在水平地震作用影響下，磚砌體結(jié)構(gòu)房屋的破壞情況隨著結(jié)構(gòu)類型和抗震構(gòu)造措施的不同而有所不同。故受震破壞可以分2類，一類是由于結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件承載力不足而引起的破壞，另一類是由于房屋結(jié)構(gòu)布置不當或者構(gòu)造上存在缺陷，在地震時，房屋喪失整體性，墻體發(fā)生傾倒，樓板隨之由墻上滑落等等。下面分別介紹這兩種破壞情況以及相應(yīng)的抗震措施。結(jié)構(gòu)或者構(gòu)建承載力不足引起的破壞。

2.1 橫墻承重模式下，結(jié)構(gòu)或者構(gòu)建承載力不足引起的破壞

主要是以橫墻作為抵御地震水平荷載的房屋結(jié)構(gòu)形式，其受力模式為：水平地震作用主要通過樓蓋傳至橫墻，再傳至基礎(chǔ)和地基，磚砌體的橫墻主要受到剪切，當?shù)卣鹱饔迷跈M墻的剪力超過了砌體所能承受的抗剪承載力時，墻體就產(chǎn)生斜裂縫或者交叉斜裂縫。這種裂縫的規(guī)律是“下重上輕”，主要原因是多層磚砌體房屋墻體下部地震剪力大的緣故。這種裂縫主要發(fā)生在墻體開洞的部位（如門、窗洞等），原因是墻體開洞，削弱了墻體的抗剪承載力。同時，隨著房屋高度的增大，地震作用也將增大，因此房屋的破壞也加重。因此，相應(yīng)的抗震措施有：

2.1.1限制其層數(shù)和高度是主要的抗震措施。磚砌體房屋的層數(shù)和高度應(yīng)滿足下列表的要求：

對于醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的多層磚砌體房屋，總高度相應(yīng)

減3m，層數(shù)也相應(yīng)減1層，對于各層橫墻很少的房屋，在這個規(guī)定的基礎(chǔ)上還要根據(jù)情況適當降低總高度和總層數(shù)（橫墻較少指同一層內(nèi)，開間大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上。（1）磚砌體承重房屋的層高，不應(yīng)超過3.6m。（2）但對于橫墻較少的多層住宅樓，當按下列規(guī)定采取加強措施并滿足抗震承載力要求時，其高度和層數(shù)仍然可以按上面規(guī)定的高度和層數(shù)采用：a房屋的最大開間尺寸不得大于6.6m。b一個結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，橫墻錯位數(shù)量不宜超過總墻數(shù)的1/3，且連續(xù)錯位不能多于2道，錯位的墻體交接處均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，且樓、屋面板應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋砼板。C橫墻和內(nèi)縱橫墻上洞口的寬度不宜大于1.5m，外縱墻上洞口的寬度不宜大于2.1m或開間尺寸的一半，內(nèi)外墻上洞口的位置不應(yīng)影響外縱墻和橫墻的整體連接。d所有縱橫墻均應(yīng)在樓、屋蓋標高處設(shè)置加強的現(xiàn)澆鋼筋砼圈梁，圈梁的截面高度不宜小于150mm，上下縱筋各不應(yīng)小于3?10的鋼筋。e所有縱橫墻交接處及橫墻的中部，均應(yīng)增設(shè)滿足下列要求的構(gòu)造柱：在橫墻內(nèi)的柱距不宜大于層高，在縱橫墻內(nèi)的柱距不宜大于4.2m，最小截面尺寸不宜小于240mm。

三、房屋結(jié)構(gòu)布置不當或者在構(gòu)造上存在缺陷

比如內(nèi)、外墻之間及樓板和墻體之間缺可靠的連接，在地震作用

下，磚砌體房屋傷失整體性，墻體發(fā)生傾倒，這種后果是很嚴重的，因此要對磚砌體房屋的墻體結(jié)構(gòu)布置和加強構(gòu)造措施作以下限制：

3.1承重方案的限制。 結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重方案或者

縱橫墻共同承重的方案，縱橫墻的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對

齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。

3.2平面形狀的限制。磚砌體的房屋平面形狀要以正方形或者長

方形為宜，使房屋的質(zhì)量中心和剛度中心盡量相等，減少由于房屋地震時，質(zhì)量中心繞剛度中心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩的影響。

3.3橫墻間距的限制。為了減少地震時候墻體斜裂縫的產(chǎn)生，在

橫向地震作用下，如果樓蓋有足夠的剛度，橫墻間距較密而且有足夠的承載力，則縱墻承受的地震作用是很小的，一般不會出現(xiàn)水平裂縫。也就是說，橫墻的間距必須根據(jù)樓蓋的水平剛度給予一定的限制。

五、結(jié)束語

磚砌體的抗震措施涉及到很多環(huán)節(jié)，有技術(shù)上的措施，也有規(guī)范上要求的，以及構(gòu)造上“強制性措施”，還有就是我們設(shè)計、施工、監(jiān)督和監(jiān)管的措施等方方面面，可見，要做到“大震不倒，中震可修，小震不壞”，需要“人人參與”，否則，那就是一句空話。

參考文獻：

【1】《建筑抗震設(shè)計》（按新規(guī)范GB50011-2001），郭繼武 編著，中

國建筑工業(yè)出版社，2003年1月第二次印刷。

【2】《砌體結(jié)構(gòu)》劉立新 主編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2003年1月

第3次印刷。