多层砖混结构抗震设计方法

【关键词】抗震设计；整体性；结构布置；轻质材料 

　　砖混结构中承重墙体采用烧结砖或者其它块体材料，楼盖采用钢筋混凝土梁板。这种结构形式广泛应用于我国中小城市，适用于多层住宅、公寓以及中小医院病房楼等建筑类型。 

　　1.砖混结构特点 

　　在砖混结构中，墙体承受着楼盖传来的竖向荷载。目前我国烧结砖和其它承重块材的生产和加工工艺都非常成熟，产品具有较高的强度，可以承受楼盖传来的恒载和楼面活荷载。砖混结构面临的主要问题是抗震能力较差，块材和砂浆均为脆性材料，在地震作用下，墙体承受很大的水平作用力，但却缺乏足够的延性，无法有效消耗地震能量，墙体一旦发生破坏，造成的后果往往非常严重。要想使墙体能够有效抵御地震作用，需要墙体具有很高的强度才可以，而墙体中的砂浆强度较低，对块材的粘结力有限，在遇到高烈度地震作用时容易破坏。 

　　2.影响砖混结构抗震性能的因素 

　　要做好建筑结构抗震设计工作，需要进行合理的结构布置，增强建筑物整体性，减小地震作用，进行构件的抗震验算以及做好抗震构造措施。 

　　2.1结构布置 

　　建筑设计人员在方案设计阶段要有抗震的概念，尤其是对于住宅，平面布置的合理性非常重要，建筑设计师进行平面布置时往往侧重于户型的要求，从满足使用功能角度考虑问题，而对结构问题考虑较少。如果建筑方案中墙体零散，分布不合理，结构也就无法具有良好的抗震性能，所以 对于砖混结构的设计来说，建筑与结构设计人员应尽早做好沟通工作。 

　　合理的结构布置，可以让建筑物具有良好的抗震能力。砖混结构中墙体是抵抗地震作用的主要构件。其承重方案包括横墙承重、纵墙承重以及纵横墙共同承重。优先采用纵横墙共同承重的结构体系，地震作用的传递是通过楼板进行的，纵横墙共同承重意味着两个方向的墙体均能够承担地震作用。由于使用功能的要求，纵向墙体上会有较多门窗洞口，洞口的存在会破坏墙体的完整性，抗震能力受到削弱。横墙数量通常较多，且开洞较少，墙体完整性好，抗震能力一般能够满足要求。所以提高砖混结构的抗震能力主要是提高纵向墙体的抗震能力。建筑立面减少凹进凸出，使纵墙尽量沿轴线布置，避免错位，墙体洞口尺寸要有限制，避免为追求时尚开过大的门窗洞口。横向墙体的布置也要注意尽量规则对称，墙体的间距不要过大。建筑物整体形状不规则时设置抗震缝，对结构进行合理划分，以便形成不同的抗震单元。 

　　2.2建筑物自重 

　　要提高建筑物的抗震能力，应想办法减少结构承受的地震作用。在抗震设防烈度不变的情况下，地震作用发生时，建筑物承受的作用力随着建筑物自身重量的增大而增大。减少地震作用可从减轻建筑物自身重量入手。可选取轻质的墙体材料，比如烧结多孔砖和空心砖，这种类型的块材重量轻而强度较高。控制建筑物的高度和楼层数量也是减轻建筑重量的有效措施。不同抗震设防烈度下，砖混结构房屋的最高层数和最大高度在抗震设计规范中均有明确的规定，限定了结构的这两个指标，就控制了建筑物的体量，也就把地震作用限制在一定范围之内了，在此基础上再提高墙体的抗震能力，就可以有效抵抗地震作用。 

　　2.3结构整体性 

　　建筑结构整体性的好坏对房屋抗震性能影响很大。传统的砖混结构整体性较差。唐山地震后，在承重墙体中设置构造柱和圈梁成为普遍做法，借助于构造柱和圈梁的约束，结构的整体性有很大程度提高。我们可以从相关的资料中看到，按照规范规定合理设置了圈梁和构造柱的砖混结构在2008年汶川地震中表现出了较好的抗震性能。构造柱和圈梁的设置会在一定程度上提高工程造价，不同抗震条件下有不同的布置要求，需要精心考虑合理布置。 

　　现浇楼板整体性好于预制楼板，在平面内刚度可以看作无限大，能够将地震作用有效传递到承重墙体，在抗震设防区应优先采用现浇梁板体系。另外，规范中的构造措施是有效抗震手段，结构设计时必须要严格遵守。 

　　进行抗震验算是保证结构抗震能力的重要手段。选取合理的计算分析软件，合理设置参数，进行抗震验算，并对验算结果进行正确的分析判断，结构构件的抗震能力必须要超过其所承受的地震作用。 

　　3.墙体抗震承载力不足解决方法 

　　抗震验算时经常会遇到结构构件承载力不足的问题，在不同情况可以分别采取以下措施解决。 

　　提高砂浆强度等级可以提高砂浆本身强度，并增强块材之间的粘结力，提高墙体整体性，抗震能力提高。但是要注意砂浆强度不能盲目提高，一般情况下最高采用M10强度等级的砂浆，更高强度的砂浆在提高墙体抗震能力方面作用有限。 

　　砖混结构房屋抗震承载力不足主要发生在底部楼层，这种情况下可以适当加厚墙体，能够提高抗震能力。采用配筋砌体也是一种有效措施。配筋砌体包括设置构造柱以及在水平灰缝中铺设钢筋网片等措施。构造柱除按照构造要求设置外，对于部分抗震能力不足的墙体，可在墙体适当位置增设构造柱，所需构造柱截面尺寸以及配筋量按照配筋砌体计算确定。 

　　采用现浇楼盖的砖混房屋结构，地震作用在墙体中的分配是根据各墙体刚度大小进行的。部分墙体长度较大，其刚度在结构总刚度中所占比重大，承受的地震作用也较大，墙体容易破坏。此时可以采取措施降低该墙体刚度，使地震作用在各墙体中重新分配。如果建筑设计中确实需要该较长墙体，可以在墙体中适当位置开设结构洞口，削弱墙体刚度，从而可以减小该墙体承受的地震作用。所设置的结构洞口可在承重墙体砌筑完成后用轻质块材填充。 

　　结束语 

　　砖混结构通常用于多层建筑，随着经济的发展，在大中城市用的越来越少，但是在我国城镇化建设的过程中，仍然会有较多的应用。结构设计人员需要全面了解砖混结构的特点，掌握好抗震设计方法，才能够做好砖混结构的抗震设计工作。 

　　参考文献 

　　[1]《砌体结构设计规范》中国建筑工业出版社2011 

　　[2]《建筑抗震设计规范》中国建筑工业出版社2010