砖混结构房屋建筑的抗震设计

砖混结构房屋建筑的抗震设计

摘要：多层砖混结构是当前多层住宅的主要结构形式,是人民生活居住的主要场所,其抗震性能好坏直接关系到广大人民在未来可能发生的地震灾害中的生命、 财产安全。本文对砖混结构抗震设计中存在的问题进行了分析，提出了相对应的砖混结构房屋建筑的抗震设计措施。

关键词：砖混结构；房屋建筑；抗震设计

Abstract: the multi-layered brick structure is the main form of the structure of the multilayer residence, is the people’s living of the main places, the seismic performance is directly related to the people in the future the possibility of earthquake disasters and property safety of life. In this paper, the structure of the brick in the aseismic design makes an analysis of the problems, and put forward the corresponding brickconcrete building seismic design of the measures.

Keywords: brick structure; Housing construction; Seismic design

多层砖混结构是当前多层住宅的主要结构形式,是人民生活居住的主要场所,其抗震性能好坏直接关系到广大人民在未来可能发生的地震灾害中的生命、 财产安全。建筑师为了追求更好的建筑效果和更合理的使用功能,在多层砖混结构房屋的设计中追求丰富建筑造型、灵活平面布置、 大开间、 大门洞、 大悬挑,甚至通窗效果等,必将大大削弱房屋的抗震能力, 从而导致房屋的破坏和倒塌。可见,提高抗震设防地区建设工程的抗震设计质量,是非常重要的。

一、砖混结构建筑物抗震设计方面的存在问题

1、平面不规则。 对于结构平面布置不规则的砖混结构 ，建筑物质心与刚度中心往往不易重合， 在地震作用下会产生扭转效应， 大大加剧地震的破坏力度；平面布局凹凸不齐 ，局部突出的尺寸太大， 外墙拐角过多， 地震时产生应力集中现象， 结构易受破坏；平面刚度不均匀。建筑设计要求虚实对比， 使窗间墙宽窄不一， 使窗间墙刚度分布不均， 地震时变形不协调 ，宽墙段因刚度大而容易受剪破坏 ，窄墙段则易发生弯曲破坏 ，致使薄弱部位提前破坏 引起结构整体破坏。

2、竖向刚度不均匀。 由于建筑使用功能的需要， 局部设置大空间房屋 ，造成竖向墙体不连续， 产生刚度突变和出现薄弱层 。转换承重梁过多， 传力复杂， 对抗震极为不利； 建筑立面设计过分追求立面效果， 出现 “头重脚轻” 造成房屋重心过高。 有些建筑物采用错落的立面， 突出屋面建筑部分的高度过高 ，地震时发生鞭梢效应而造成结构竖向强度和刚度的不均匀 。外墙窗尺寸越

来越大 ，而窗间墙尺寸则越来越小 ，有的开间甚至取消整门外墙 ，在外墙上设带形通窗 、玻璃幕墙 ，使外纵墙几乎完全丧失抗震能力。地震时变形不协调 ，薄弱部门提前破坏引起结构整体破坏。

3、局部大悬挑。砖混结构建筑物由于其结构特性使立面造型相对而言比较呆板或单一， 因而设计人员喜欢用大悬挑结构来创造新颖的空间体量构图， 超出规范规定， 并且附属构件复杂且过多。 为突出立面效果 ，屋顶女儿墙设置过高， 超出现行建筑抗震设计规范中相应的规定。

4、砖混结构建筑物设计中构造柱设置过多， 抗震砖墙不足 。资料表明， 砖墙增设构造柱后能提高砖混结构建筑物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显著提高 ，提高砌体的变形能力 ，是有效的抗倒塌措施。 但构造柱对墙体的抗裂效果不明显 ，一些砖混结构在墙体数量少， 抗震不足时， 往往以增加构造柱来弥补， 造成构造柱两侧的砖砌体长度不足 ，致使构造柱不能有效地与砖砌体协同工作 ，形成了“ 头重脚轻”的结构体系 ，对抗震极为不利。

5、钢筋混凝土圈梁设置偏多、 断面偏大 ，而结构构件的连结不足 ，在砖混结构建筑物中合理设置沿楼板标高的水平圈梁 ，可加强内外墙的连接， 增强房屋的整体性 ，防止房屋倾覆破坏。 但是， 若墙体本身的抗震强度差， 即抗震砖墙数量不足或结构布置不合理 ，而仅靠增设圈梁 ，加大其截面尺寸或提高配筋面积来提高结构抗侧力是不能满足抗震要求的。

二、提高砖混结构建筑物抗震设计质量的措施

1、对建筑平面和立面进行科学布局。建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础 、重要的内容。 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。 对于结构平面布置不规整的房屋质心与刚度中心往往不容易重合， 在地震作用下会产生扭转效应， 大大加剧地震的破坏力； 对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。 建筑立面应避免头重脚轻， 房屋重心尽可能降低， 避免采用错落的立面 ，突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。

建筑设计应符合抗震概念设计的要求， 不应采用严重不规则的设计方案， 即使不可避免 ，也应尽量在适当部位设置防震缝 ，将体型复杂 、平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。 在实际工程设计中， 应尽可能在兼顾建筑造型又满足使用功能要求的前提下， 将平面布置、 立面外观造型设计得较为规整 、简洁 、美观大方 ，同时又能有效地提高工程的抗震性能。

2、合理布置纵墙和横墙

多层砖混房屋的主要承重构件是纵、 横墙体，在地震中主要由于承重纵、

横墙在地震力作用下产生裂缝，严重者会出现倾斜、 错动 、倒塌等现象，进而使房屋造到破坏；所以合理布置纵 、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。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。 房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗震能力的高低，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，拉震能力低；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 。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，当纵墙不能贯通布置时，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；必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋，以加强房屋整体性，防止纵 、横墙交接处被拉开。

3、增强砌体房屋的刚度和整体性

房屋是纵、 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,其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。 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， 是较理想的抗震构件， 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 ，因作为以剪切变形为主的砌体结构， 层间变形是可控制的 。较强的楼板及屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件,平面上当上下墙体不对齐时 ，现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用， 同时楼板、 屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束 。因此， 采用现浇楼板 、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法,在适当的部位增设构造柱， 并配置些构造钢筋， 也能达到增强结构整体性的作用 ；另外设置配筋圈梁可限制散落问题， 增强空间刚度， 提高结构整体稳定性 ，从而提高房屋的抗震性能。

4、设置房屋圈梁和构造柱。多次震害调查表明，圈梁是多层砖房的一种经济有效的措施，可提高房屋的抗震能力，减轻震害 。在多层砖混房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，可加强内外墙的连接，增强房屋的整体性。 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。 圈梁作为边缘构件，对装配式楼 、屋盖在水平面内进行约束，可提高楼盖，屋盖的水平刚度，同时能保证楼盖起一整体横隔板的作用 圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束，限制墙体裂缝的开展，且不沿伸超出两道圈梁之间的墙体，并减小裂缝与水平面的夹角，保证墙体的整体性和变形能力，提高墙体的抗剪能力 。设置圈梁还可以减轻地震时地基不均匀沉陷与地表裂缝对房屋的影响，特别是屋盖和基础顶面处的圈梁具有提高房屋的竖向刚度和抗御不均匀沉陷的能力 。现浇钢筋混凝土圈梁的设置应符合现行建筑抗震设计规范的要求 现浇钢筋混凝土圈梁应闭合，遇有洞口应上下搭接，圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。

多次实验表明，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。

在抗震设计时,体现以预防为主的设计思想 ，达到 “小震不坏 、中震可修、 大震不倒 ”的设防目标。 对于建设工程只有在抗震设防 、抗震设计和施工质量这三方面都符合要求 ，才能确保建筑工程具备合理的抗御地震的能力。

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