分析砖混结构抗震设计问题

【关键词】砖砌体结构；抗震设计；局部尺寸 

　　砖混砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质，变形能力小，建筑体形要求复杂.砖混结构是一种抗震不利的体系，它应在一定的控制条件下设计，才能保证抗震安全，当结构体形复杂时，采用砖混结构，会使结构的安全度大幅降低，在强烈地震作用下，砖混结构易于发生脆性的剪切破坏，从而导致房屋的破坏和倒塌。因此改善砌体结构延性，提高房屋的抗展性能具有极其重要的意义。结合设计的实践经验，在多层砖混房屋抗震设计上应注意以下几方面。 

　　1 砖砌体结构在抗震设计中存在的一些共性问题 

　　在砖砌体房屋中，砖墙既是承重构件又是水平地震作用的构件。而砌筑砖墙的砖和砂浆都是脆性材料，抗震性能差，在6 度地震作用时少量墙体就会出现裂缝，随着地震作用的加大其房屋破坏的程度明显增强、房屋破坏的数量明显增多。砌体结构在抗震设计中存在的一些共性问题主要表现在： 

　　1.1 平面不规则和楼板不连续。由于居住者要求住宅建筑具有明卧、明厅、明卫和明厨，设计者和开发商为满足这种需求，使得建筑物平面凹凸部分尺寸较大，有的可能超过该方向总尺寸的30%，属于平面不规则建筑。加之相邻楼梯间的影响（楼梯间处楼板不连续），使得楼板局部不连续，更加重了结构的不规则，增加了地震扭转附加效应，使整个楼盖的侧向刚度较弱，整体性差，不利于抗震。 

　　1.2 总高度和总层数超限。有的阁楼层不高且不住人可不作为一层考虑；有的阁楼层空间较高，且设计作为居室的一部分应作为一层考虑。另外，当阁楼层的面积小于顶层面积的30%时阁楼层可不作为一层考虑。砖砌体房屋的层数越多，高度越高，其地震破坏程度就越大。 

　　1.3 错层砖砌体结构和纵墙墙体布置较弱。在一些地方，设计者和开发商为了满足时尚消费群体的需要同时节省资金，将住宅楼设计成错层砖砌体结构。高差一般小于层高的一半，底层作为汽车库。为了车辆的进出方便，外纵墙一般开较大的洞口，使得纵墙墙段的尺寸很小甚至只剩下构造柱。砖砌体作为脆性材料并不适用于地震作用下较强的剪切作用，错层的结构层数增加，错层墙体受力复杂，加上底层车库的外纵墙刚度较弱，造成底部纵向刚度明显偏心，容易引起扭转破坏。 

　　1.4 钢筋混凝土圈梁和构造柱混凝土强度等。级偏低：有的施工单位认为圈梁和构造柱在多层砖房中是非承重构件, 没有意识到地震发生时圈梁和构造柱所起的重要作用, 对圈梁和构造柱的混凝土材料及配比要求不重视，自配制的混凝土强度达不到设计要求。 

　　2 砖混结构抗震措施 

　　2.1 合理布置建筑平面和立面 

　　抗震设计中，建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则，结构质量中心与刚度中心相一致。当房屋的平面上凹凸不平，立面上高低错落时，震害往往比较严重。地震时，地震力对刚度中心有较大的偏心距，不仅使房屋产生剪切和弯曲，而且还使房屋产生扭转，大大加剧地展的破坏力度。建筑立面应避免头重脚轻，房屋重心尽可能降低，房屋的平面布置应简单，避免墙体局部突出和凹进。凸出屋面建筑部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。如需要布置局部突出的建筑物时，应采取措施，在变截面处加强连接，或采用刚度较小的结构或减轻突出部分的结构自重。，楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间或转角处，不宜开设过大窗洞，以免把楼层圈梁切断。墙体沿竖向布置上下应连续，避免刚度突变; 竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小，避免抗侧力构件的承载力突变。 

　　2.2 注意砖混结构房屋的刚度及整体性 

　　房屋抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性，纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，建议采用现浇楼屋盖，对于砖混结构体系采用现浇楼、屋盖不仅可消除滑移、散落问题，提高房屋的整体性，增大楼板的刚度，而且对平面上墙体对齐的要求也可以予以适当的放宽，因为作为以剪切变形为主的砖混结构，层间变形是可控制的。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点，是较理想的抗展构件，不但可消除滑移、散落问题，增加房屋的整体性，增大楼板的刚度，而且对平面上墙体对齐的要求也可予以适当放宽。 

　　2.3 严格限制砌体房屋的总层数及总高度 

　　在设计中房屋总高度及总层数应同时满足上标的限值，因为楼盖重量占房屋总重的一半左右，房屋总高度相同，多一层楼盖就意味着增加半层楼的侧向地震作用，同时加大对底部的倾覆力矩。 

　　2.4 纵墙和横墙的合理布置 

　　房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗展能力的高低，多层砖混房屋一般采用纵墙或横墙承重，由于非承重方向的约束墙体少，间距大，因而房屋该方向刚度较弱，空间刚度和整体性均较差，抗震能力低。因此，对于体型不规则房屋应注意调整结构刚心，建筑立面应避免头重脚轻，结构重心尽可能降低。出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等，由于根部与下部结构连接薄弱，刚度突变，受鞭梢效应影响严重，在地震时容易率先破坏倾倒。在高烈度地区，墙体由 

　　于平面外的失稳而先行破坏，进而引起整个房屋倒塌。而在两个方向适当布置纵、横墙混合承重的房屋，由于其限制了纵、横墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。因此，多层砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系，纵、横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同时一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，当纵墙不能贯通布盆时，可在纵横墙交接处采取加强措施，也可在纵、横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱，并适当加强构造配筋;以加强房屋整体性，防止纵、横墙交接处被拉开。 

　　2.5 有效设置房屋圈梁和构造柱 

　　圈梁是多层砖房的一种经济有效的抗震措施，圈梁与构造柱可以加强墙体间的楼板与墙体的连接,形成一种“弱框架”,对墙体起约束作用,增强房屋的整体性和空间刚度。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构，能有效地约束预制板的散落，使砖墙出现平面倒塌的可能性大大降低，以充分发挥各片墙体的抗震能力。在现在的设计中,每一层楼层都设圈梁,圈梁应封闭并不得被洞口截断。构造柱与圈梁相交处,其钢筋构造按钢筋混凝土框架节点处理,特别是边柱与角柱上下端须加密箍筋, 以保证其约束墙体的横向变形。 

　　砖墙增设构造柱后能提高砖混房屋的延性，发挥防止砖砌体侧向挤出塌落的约束作用; 设置钢筋混凝土构造柱能使砌体的抗剪承载力提高10%~30%，提高砌体的变形能力是有效的抗倒塌措施。另外，在多层砖混房屋中合理地设置构造柱，能起到增强房屋整体性的作用，还可以利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量，从而大大提高抗震能力。现浇钢筋混凝土构造的设置部位和构造要求应符合现行建筑抗震设计规范的要求。 

　　3 结语 

　　总之，随着社会科学技术的进步及人们对地震灾害了解的深入,我们将逐步完善砖混结构房屋的抗震设计, 使之趋向更合理、更科学。 

　　参考文献： 

　　[1]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S]. 

　　[2]GBJ111-87,铁路工程抗震设计规范[S].