多层砖混结构房屋的抗震设计探讨（一）

简介:砖混结构具有选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点。多年来，砖混建筑是我国应用最广泛的建筑形式。其中民用住宅占90%以上。砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑，内外砖墙相互咬合，达到一定的整体连通性。在抗震地区，多层砖混结构房屋的基本材料和连接方式决定了其脆性大、变形能力小，导致抗震性能差。因此，提高砌体结构的延性和建筑物的抗震性能具有重要意义。根据现行的《建筑抗震设计规范》、《砌体结构设计规范》，结合我自己的设计经验，我认为多层砖混建筑的抗震设计应注意以下几个方面。
关键词:多层砖混结构房屋抗震设计
砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低，是我国多年来应用最广泛的建筑形式。其中民用住宅占90%以上。砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑，内外砖墙相互咬合，达到一定的整体连通性。在抗震地区，多层砖混结构房屋的基本材料和连接方式决定了其脆性大、变形能力小，导致抗震性能差。因此，提高砌体结构的延性和建筑物的抗震性能具有重要意义。根据现行的《建筑抗震设计规范》、《砌体结构设计规范》，结合我自己的设计经验，我认为多层砖混建筑的抗震设计应注意以下几个方面。
一、建筑平面和立面的科学布局
建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中非常基础和重要的内容。在抗震设计中，建筑的平面和立面应尽可能简洁规整，结构质量中心应与刚度中心一致。对于结构布局不规则的建筑，质心和刚度中心往往不易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加重地震的破坏力；对于不规则建筑，应注意偏离结构刚性核心的远墙截面的抗震验算。建筑外立面要头重脚轻，尽量降低建筑重心，避免错落的外立面，突出屋面部分的高度不能太高，以免地震时产生鞭梢效应。同时，应控制好结构的竖向强度和刚度的均匀性。
建筑设计应满足抗震概念设计的要求，不得采用严重不规范的设计方案。即使不可避免，也应尽可能在适当的地方设置抗震缝，将平面特别不规则的复杂建筑布局分割成若干相对规则的独立单元。在实际工程设计中，在尽可能兼顾建筑造型，满足功能要求的前提下，平面布局和立面外观造型应设计得规整、简洁、美观、大方；同时可以有效提高工程的抗震性能。
二。砌体房屋总层数和总高度不应超过限值
历次震害证明，砌体房屋层数越多、高度越高，震害程度越大。因此，控制砖砌体房屋的总高度和总层数对减少地震造成的震害有很大作用。现行建筑抗震设计规范(GB50011—2001)对多层砌体房屋的总高度和总层数有强制性规定:多层砌体房屋的总高度和总层数应符合表1的限值。
表1房屋层数及层高限制(M)
最小厚度(mm)房屋强度类别
6 7 8 9
层高层高层高层高层高层高楼层[/Br/]多层普通砖砌体多孔砖多孔砖小砖砌体240240190190 24212121 8777 2121821 7767 18181518 6656 1212 44[
(注:室内外高差大于0.6m但不大于1.0m)
在设计中，建筑总高度和总层数应同时满足上标限制，因为楼层重量约占建筑总重量的一半，建筑总高度相同。 多一层意味着增加半层的侧向地震作用和底层的倾覆力矩。在中强地震作用下，由于倾覆力矩过大，底壁受到过大的压力或剪刀差破坏。因此，减轻地震影响的有效方法之一是减轻自重，减少层数和层高。
三。加强砌体建筑的刚度和整体性
建筑是由纵横承重构件和楼板组成的具有空刚度的结构体系，其抗震能力取决于结构的整体刚度和整体稳定性空。刚性楼板是各抗侧力构件根据其侧向刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板和屋面板具有整体性好、水平刚度高的优点，是理想的抗震构件。它们不仅可以消除滑动和散射的问题，增加房屋的整体性和楼板的刚度，还可以放松对平面上墙壁对齐的要求。作为以剪切变形为主的砌体结构，层间变形是可以控制的。楼板和顶板的水平刚度强，使荷载传递有良好的条件。在平面上，当上下墙体不对齐时，现浇楼板和屋面可以起到一定的传递水平力的作用。同时，现浇楼板和屋顶增加了楼板对墙体的约束。因此，采用现浇建筑和屋顶是增强建筑结构刚度和整体稳定性的好方法空。在适当的位置增加构造柱，配置一些结构钢筋，也可以达到增强结构整体性的效果。此外，加强环梁可以限制散射问题，增强空之间的刚度，提高结构的整体稳定性，从而提高建筑的抗震性能。
四。合理布置竖墙和横墙
多层砖混住宅的主要承重构件是竖墙和横墙。地震时，竖向和水平墙体在地震力的作用下产生裂缝，严重时会使房屋倾斜、错位、倒塌，造成破坏；因此，合理布置纵横墙对提高建筑物的抗震性能有很大的作用。多层砖混建筑应优先采用水平墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。纵横墙的布置应均匀对称，沿平面对齐，沿垂直方向自上而下连续，同一轴线上窗间墙的宽度应一致。空建筑的整体刚度和稳定性决定了建筑的抗震能力。多层砖混建筑一般采用纵墙或横墙来承担荷载。由于非承重方向约束墙较少，间距较大，该方向的建筑刚度较弱，空建筑的刚度和整体性较差，抗拉和抗震能力较低。在高烈度区，墙体因面外失稳首先破坏，导致整栋房屋倒塌。而纵横墙、两个方向适当布置混合承重的房屋，可以限制纵横墙的侧向变形，增强空之间的刚度和整体性，非常有利于承受纵横两个方向的水平地震作用，抵抗弯曲和剪切。墙面布置时，应尽量采用立墙的平面布置。当竖墙不能贯通布置时，可在竖墙与横墙的交接处采取加强措施，或在竖墙与横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱，并适当加强构造配筋。必要时，可每隔一定高度设置2φ 6 @ 500等水平受拉构造钢筋，以加强房屋的整体性，防止纵横墙的连接处被拉开。
在地震中，多层砖混房屋的横向地震力主要由横墙承担，不仅要求有足够的承载力，还要求有能将地震力传递给横墙的楼板的水平刚度；抗震横墙间距的构造规定是为了满足楼板传递水平地震力的刚度要求。现行《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，建筑抗震横墙间距不应超过规范中7.1.5的要求。其中，现浇或装配式整体钢筋混凝土建筑及屋面的多层砖混建筑，抗震横墙间距在8度设防情况下为15m。当水平墙间距过大时，竖向砖墙会因层间变形过大而弯曲破坏，使楼板失去传递水平地震力的能力，从而导致竖向墙在地震力到达水平墙之前就被破坏。因此，有效控制水平墙间距可以提高房屋的抗震能力。