淺析多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震措施

王乾任　李奇隆

摘 要：多層磚混結(jié)構(gòu)作為我國使用最為廣泛的建筑形式，但其抗剪、抗拉、抗彎的能力較差，導(dǎo)致其在地震中受到的破壞較為嚴(yán)重。為了提高多層磚混房屋的抗震性能、減輕房屋的破壞程度、將地震災(zāi)害造成的損失降低到最小，研究多層磚混結(jié)構(gòu)的抗震措施具有極大的工程意義和社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵字：多層磚混結(jié)構(gòu)；抗震性能；地震災(zāi)害；抗震措施

地震作為對(duì)人類生命財(cái)產(chǎn)安全具有嚴(yán)重威脅的自然災(zāi)害之一，地震災(zāi)害不僅造成人員的傷亡、房屋的倒塌、道路的隆起開裂等，而且會(huì)引發(fā)繼發(fā)災(zāi)害，如海嘯、山體滑坡等。因此，防震減災(zāi)是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的設(shè)計(jì)課題。針對(duì)近幾年我國發(fā)生的幾次大型地震，絕大多數(shù)多層磚混結(jié)構(gòu)都發(fā)生了程度不同的破壞，造成了大量的房屋倒塌和人員的傷亡。經(jīng)過大量的工程實(shí)踐研究表明，多層磚混結(jié)構(gòu)的組成材料呈脆性，受力性能較差，難以抵抗地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的巨大內(nèi)力和能量，變形能力小。但是，由于磚混結(jié)構(gòu)選材方便、施工簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低等特點(diǎn)，在我國農(nóng)村地區(qū)磚混結(jié)構(gòu)占有的比例仍然很大，應(yīng)用廣泛。因此，為了減輕地震對(duì)多層磚混結(jié)構(gòu)的破壞，降低損失，采取一些有效的抗震措施改善砌體結(jié)構(gòu)的延性和受力性能具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和社會(huì)價(jià)值。針對(duì)地震對(duì)多層磚混結(jié)構(gòu)的破壞類型，主要可以從以下幾個(gè)方面加以防護(hù)和改善。

1 合理的選擇建筑平立面

在建筑的整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，合理的選擇建筑物的平面和立面是十分重要的內(nèi)容。特別是在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡可能的使建筑平面和立面規(guī)則、平整和簡(jiǎn)潔，讓結(jié)構(gòu)的質(zhì)量中心與剛度中心盡可能一致。一般來講，如果結(jié)構(gòu)的平面布置過于復(fù)雜、不規(guī)則、有過多轉(zhuǎn)折、凸凹不平等，往往會(huì)使得房屋的質(zhì)心與剛度中心難以重合，因而在地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使得地震災(zāi)害對(duì)建筑物的破壞更大。如果建筑物的平面不規(guī)則，應(yīng)該對(duì)其偏離結(jié)構(gòu)剛度中心的遠(yuǎn)端墻段進(jìn)行抗震驗(yàn)算。對(duì)于建筑物的立面布置，應(yīng)該使其中心盡可能降低，避免立面錯(cuò)落和頭重腳輕。為了防止建筑物在地震中發(fā)生鞭梢效應(yīng)，還應(yīng)控制突出屋面建筑部分的高度?？偠灾?，應(yīng)該盡量避免選擇復(fù)雜不規(guī)則的平立面布置，盡可能使建筑物具有均勻的強(qiáng)度和剛度。

2 限制房屋的層數(shù)和高度

在我國近幾年發(fā)生的幾次較大地震災(zāi)害中，層數(shù)越多、高度越高的砌體房屋的破壞程度越大，因此，限制多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)和高度能夠有效的減少地震對(duì)建筑物的破壞。因此，現(xiàn)行建筑抗震規(guī)范（GB50011-2010）對(duì)多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強(qiáng)制性的規(guī)定：多層砌體房屋的總高度及層數(shù)應(yīng)該滿足相應(yīng)的規(guī)定限值。由于樓蓋的重量約占房屋總重量的一半左右，在總高度相同的情況下，樓層越多意味著樓蓋越多，樓層的側(cè)向地震作用越大，同時(shí)的底部傾覆力矩越大，易使底部墻體產(chǎn)生的壓力或剪力過大而破壞。因此，將多層磚混結(jié)構(gòu)的層數(shù)和高度限制在合理的范圍內(nèi)是有效減輕地震破壞的有效措施。

3 合理的布置縱、橫墻

縱橫墻體是多層磚混房屋的主要承重構(gòu)件，在地震作用下，由于縱橫墻產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生傾斜、錯(cuò)動(dòng)、倒塌等，使房屋失去承載能力發(fā)生破壞。因此，合理的選擇承重結(jié)構(gòu)體系、縱橫墻布置方案能夠有效減輕多層磚混結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞程度。在選擇承重結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)盡可能的采用縱橫墻混合承重體系。縱橫墻布置時(shí)應(yīng)盡量均勻?qū)ΨQ，沿平面應(yīng)盡量對(duì)齊，墻體沿豎向應(yīng)該連續(xù)等寬，這能有效提高房屋縱橫兩個(gè)方向的水平地震作用及抗彎、抗剪能力?？v向墻體應(yīng)盡可能貫通布置，當(dāng)無法貫通的時(shí)候，宜在縱橫墻體交接處進(jìn)行加強(qiáng)處理，例如增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱、適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋、每隔一定高度配置水平拉結(jié)筋等。同時(shí)，為了防止多層磚混房屋產(chǎn)生過大的層間側(cè)向位移，應(yīng)當(dāng)限制橫墻的間距。

4 提高多層磚混房屋的剛度和整體性

建筑的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性在很大程度上決定著抗震能力的強(qiáng)弱，空間整體剛度越大，整體穩(wěn)定性越好，房屋在地震作用下的變形越小，抗側(cè)移能力越強(qiáng)，抗震性能越好。由于剛性屋蓋具有較大的抗側(cè)移剛度，因此現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板和屋蓋對(duì)抗震非常有利。多層磚混結(jié)構(gòu)主要以剪切變形為主，采用抗側(cè)剛度較大的樓蓋及屋蓋能有效的傳遞水平力，控制層間變形。除此之外，在適當(dāng)位置可以增設(shè)構(gòu)造柱，同時(shí)配置適宜的構(gòu)造鋼筋；對(duì)于多層磚混結(jié)構(gòu)的房屋，設(shè)置圈梁可以增強(qiáng)空間剛度，限制墻體裂縫的開展，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，抗震性能得到較大的提高。

5 保證施工質(zhì)量和其他措施

建筑物的施工質(zhì)量在很大程度上決定著結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能，砂漿的強(qiáng)度、灰縫的飽滿程度、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接可靠程度、鋼筋的錨固長度等因素都會(huì)顯著影響砌體房屋的抗震性能。砂漿的強(qiáng)度如果太低、灰縫不夠飽滿，都會(huì)降低砌體的抗剪及抗拉強(qiáng)度，而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接是否可靠直接決定著房屋整體穩(wěn)定性。所以，為了提高抗震性能，應(yīng)保證施工質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求。除此之外，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建筑物薄弱部位，例如窗間墻、邊端墻以及女兒墻、煙囪、樓梯間等。

6 結(jié)語

多層磚混結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用極其廣泛，但是由于其材料具有脆性性質(zhì)，承載能力較低，在地震作用下容易發(fā)生破壞。合理的選擇建筑平立面，限制房屋的層數(shù)和高度，合理的布置縱、橫墻，提高多層磚混房屋的剛度和整體性，保證施工質(zhì)量其他措施等，都能夠有效提高多層磚混結(jié)構(gòu)的抗震能力，減輕地震災(zāi)害對(duì)建筑物的破壞程度、人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。

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