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1、多层砖混混结构房房屋的抗抗震设计计探讨摘要: 砖混结结构由于于选材方方便、施施工简单单、工期期短、造造价低等等特点,多多年来砖砖混房屋屋是我国国当前建建筑中使使用最广广范的一一种建筑筑形式;其中民民用住宅宅建筑中中约占990% 以上。砖砖混结构构多采用用粘土砖砖和混合合砂浆砌砌筑,通通过内外外砖墙的的咬砌达达到具有有一定整整体连接接性的目目的。在在地震设设防地区区,多层层砖混砌砌体房屋屋由于组组成的基基本材料料和连接接方式决决定了其其脆性性性质,变变形能力力小,导导致房屋屋的抗震震性能较较差;因因此改善善砌体结结构延性性,提高高房屋的的抗震性性能具有有极其重重要意义义。根据据现行建建筑抗震震设
2、计规规范、砌砌体结构构设计规规范,结结合自身身设计的的实践经经验,我我认为,在在多层砖砖混房屋屋抗震设设计上应应注意以以下几方方面。砖混结构构由于选选材方便便、施工工简单、工工期短、造造价低等等特点,多多年来砖砖混房屋屋是我国国当前建建筑中使使用最广广范的一一种建筑筑形式;其中民民用住宅宅建筑中中约占990% 以上。砖砖混结构构多采用用粘土砖砖和混合合砂浆砌砌筑,通通过内外外砖墙的的咬砌达达到具有有一定整整体连接接性的目目的。在在地震设设防地区区,多层层砖混砌砌体房屋屋由于组组成的基基本材料料和连接接方式决决定了其其脆性性性质,变变形能力力小,导导致房屋屋的抗震震性能较较差;因因此改善善砌体结
3、结构延性性,提高高房屋的的抗震性性能具有有极其重重要意义义。根据据现行建建筑抗震震设计规规范、砌砌体结构构设计规规范,结结合自身身设计的的实践经经验,我我认为,在在多层砖砖混房屋屋抗震设设计上应应注意以以下几方方面。一、科学学布局建建筑平面面和立面面建筑平面面和立面面的规整整性是整整个结构构设计中中一个十十分基础础、重要要的内容容。抗震震设计中中,建筑筑平面、立立面宜尽尽可能简简洁、规规则,结结构质量量中心与与刚度中中心相一一致。对对于结构构平面布布置不规规则的房房屋质心心与刚度度中心往往往不容容易重合合,在地地震作用用下会产产生扭转转效应,大大大加剧剧地震的的破坏力力度;对对体型不不规则的的
4、房屋应应注意偏偏离结构构刚心远远端墙段段的抗震震验算。建建筑立面面应避免免头重脚脚轻,房房屋重心心尽可能能降低,避避免采用用错落的的立面,突突出屋面面建筑部部分的高高度不应应过高,以以免地震震时发生生鞭梢效效应,同同时应控控制好结结构竖向向强度和和刚度的的均匀性性。建筑设计计应符合合抗震概概念设计计的要求求,不应应采用严严重不规规则的设设计方案,即即使不可可避免时时,也应应尽量在在适当部部位设置置防震缝缝,将体体型复杂杂,平面面特别不不规则的的建筑布布局分割割成几个个相对规规则的独独立单元元。在实实际工程程设计中中,应尽尽可能兼兼顾建筑筑造型,又又满足使使用功能能要求的的前提下下,将平平面布置
5、置、立面面外观造造型设计计得较为为规整、简简洁、美美观大方方;同时时又能有有效地提提高工程程的抗震震性能。二、砌体体房屋的的总层数数及总高高度不应应该超限限值历次震害害证明,砌砌体房屋屋的层数数越多,高高度越高高,它的的地震破破坏程度度越大,所所以控制制砖砌体体房屋的的总高度度及总层层数对减减少地震震时带来来的震害害有很大大的作用用。现行行建筑抗抗震设计计规范(GB500112001)对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定:多层砌体房屋的总高度及层数应满足表1中的限值。表1 房房屋的层层数和高高度限值值 ( m )房屋类别别最小厚度度(毫米米)烈度6789高度层数高度层数高度层数高度层数
6、多层砌体体普通砖多多孔砖多多孔砖小小砌砖240240190190242121218777212118217767181815186656121244底部框架架抗震墙墙多排柱内内框架240240221675221675191364(注:室室内外高高差大于于0.66m时,房房屋总高高度应允允许比表表中数据据适当增增加,但但不应多多于1.0m)在设计中中房屋总总高度及及总层数数应同时时满足上上标的限限值,因因为楼盖盖重量占占房屋总总重的一一半左右右,房屋屋总高度度相同,多多一层楼楼盖就意意味着增增加半层层楼的側側向地震震作用,同同时加大大对底部部的倾覆覆力矩。在在中、强强地震作作用下,因因倾覆力力矩
7、过大大,使得得底部墙墙体产生生过大的的压力或或剪刀而而被破坏坏,故此此减轻自自重、减减少层数数、降低低层高是是削弱地地震影响响的有效效途径之之一。三、增强强砌体房房屋的刚刚度及整整体性房屋是纵纵、横向向承重构构件和楼楼盖组成成的一个个具有空空间刚度度的结构构体系,其其抗震能能力的强强弱取决决于结构构的空间间整体刚刚度和整整体稳定定性。刚刚性楼盖盖是各抗抗侧力构构件按各各自侧移移刚度分分配地震震作用的的保证。现现浇钢筋筋混凝土土楼板及及屋盖具具有整体体性好、水水平刚度度大的优优点,是是较理想想的抗震震构件,不不但可消消除滑移移、散落落问题,增增加房屋屋的整体体性,增增大楼板板的刚度度,而且且对平
8、面面上墙体体对齐的的要求也也可予以以适当放放宽,因因作为以以剪切变变形为主主的砌体体结构,层层间变形形是可控控制的。较较强的楼楼板及屋屋盖水平平刚度使使荷载传传递具有有良好的的条件,平平面上,当当上下墙墙体不对对齐时,现现浇楼板板及屋盖盖能起到到一定的的传递水水平力的的作用,同同时楼、屋屋盖现浇浇增加了了楼板对对墙体的的约束。因因此,采采现浇楼楼、屋盖盖是一种种较好的的增强楼楼房结构构空间刚刚度和整整体稳定定性的方方法,在在适当的的部位增增设构造造柱,并并配置些些构造钢钢筋,也也能达到到增强结结构整体体性的作作用;另另外,设设置配筋筋圈梁可可限制散散落问题题,增强强空间刚刚度,提提高结构构整体
9、稳稳定性,从从而提高高房屋的的抗震性性能。四、合理理布置纵纵墙和横横墙多层砖混混房屋的的主要承承重构件件是纵、横横墙体,在在地震中中主要由由于承重纵、横横墙在地地震力作作用下产产生裂缝缝,严重重者会出出现倾斜斜、错动动、倒塌塌等现象象,进而而使房屋屋造到破破坏;所所以合理理布置纵纵、横墙墙对提高高房屋抗抗震性能能起到很很大的作作用。多多层砖混混房屋应应优先采采用横墙墙承重或或纵横墙墙共同承承重的结结构体系系,纵、横横墙的布布置宜均均匀对称称,沿平平面内宜宜对齐,沿沿竖向应应上下连连续,同同时一轴轴线上的的窗间墙墙宽度宜宜均匀。房房屋的空空间整体体刚度和和整体稳稳定性决决定着房房屋抗震震能力的的
10、高低,多多层砖混混房屋一一般采用用纵墙或或横墙承承重,由由于非承承重方向向的约束束墙体少少,间距距大,因因而房屋屋该方向向刚度较较弱,空空间刚度度和整体体性均较较差,拉拉震能力力低;在在高烈度度地区,墙墙体由于于平面外外的失稳稳而先行行破坏,进进而引起起整个房房屋倒塌塌。而在在两个方方向适当当布置纵纵横、墙墙混合承承重的房房屋,由由于其限限制了纵纵、横墙墙的侧向向变形,增增强了空空间刚度度和整体体性,对对承受纵纵、横两两个方向向的水平平地震作作用及抗抗弯、抗抗剪都非非常有利利。墙体体布置时时,应尽尽量采用用纵墙贯贯通的平平面布置置,当纵纵墙不能能贯通布布置时,可可在纵横横墙交接接处采取取加强措
11、措施,也也可在纵纵、横墙墙交接处处增设钢钢筋混凝凝土构造造柱,并并适当加加强构造造配筋;必要时时还可以以每隔一一定高度度放置水水平拉结结构筋如如2665000,以以加强房房屋整体体性,防防止纵、横横墙交接接处被拉拉开。在地震中中多层砖砖混房屋屋的横向向地震力力主要由由横墙承承担,不不仅要求求横墙有有足够的的承载力力,而且且楼盖必必须具有有能将地地震力传传给横墙墙的水平平刚度;对对抗震横横墙最大大间距的的构造规规定就是是为了满满足楼盖盖对传递递水平地地震力所所需的刚刚度要求求。现行行建筑抗抗震设计计规范(GB50011-2001)规定:房屋抗震横墙的间距不应超过规范中表决7.1.5的要求,其中,
12、8度设防时,现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖的多层砖混房屋抗震横墙最大间距为15m。当横墙间距过大时,纵向砖墙会因过大的层间变形而产生出平面的弯曲破坏,使楼盖失去传递水平地震力的能力,从而导致地震力还未传到横墙,纵墙就已先破坏;所以有效地控制横墙间距能提高房屋的抗震能力。五、适当当增加墙墙体面积积与合理理提高砂砂浆强度度历次震害害表明,多多层砖混混房屋的的抗震能能力与墙墙体面积积大小及及砂浆强强度等级级高低成成正比,提提高墙体体面积、砂砂浆强度度等级能能有效地地提高房房屋的抗抗震能力力,是减减轻震害害的有效效途径之之一。在在6层砖砖混房屋屋的抗震震验算中中,上面面几层的的地震作作用较小小,容
13、易易满足抗抗震承载载力的要要求,而而底部一一、二两两特别是是第一层层的地震震作用力力较大,是是薄弱层层,往往往不容易易满足要要求;但但若改变变部分墙墙体的承承载面积积或适当当提高砂砂浆的强强度等级级,如将将部分2240mmm宽的的承重墙墙改为3360mmm宽的的墙,或或将砂浆浆强度等等级由MM5体高高到M110,则则在抗震震结果中中显示满满足抗震震要求。可可见在进进行6层层砖混房房屋的抗抗震验算算时,适适当增加加底部112层层墙体面面积或提提高砂浆浆强度能能有效地地提高房房屋的整整体抗震震能力。当施工质质量控制制等级为为B级时时,龄期期为288天的以以毛截面面计算的的普通砖砖和烧结结多孔砖砖砌
14、体的的抗压强强度设计计值应按按表2采采用;砌砌体的轴轴心抗拉拉强度设设计值,弯弯曲抗拉拉强度设设计值和和拉剪强强度设计计值应按按表3采采用。表2 烧烧结普通通砖和烧烧结多孔孔砖砌体体的抗压压强度设设计值(MMpa)砖强度等等级砂浆强度度等级砂浆强度度M15M10M7.55M5M2.55 0MU300 3.994 3.27 2.93 2.59 2.226 11.155 MUU25 3.660 2.98 2.68 2.37 2.006 11.055 MUU20 3.222 2.67 2.39 2.12 1.884 00.944 MUU15 2.779 2.31 2.07 1.83 1.660 00
15、.822 MUU10 _ 1.89 1.69 1.50 1.330 00.677沿砌体灰灰缝截面面破坏时时砌体的的轴心抗抗拉强度度设计值值,弯曲曲抗拉表3 强度度设计值值和抗剪剪强度设设计值(MMpa)砌体类别别强度类别别破坏特征征砂浆强度度等级M100 M7.5 M5 M2.5烧结普通砖,烧结多孔砖轴心抗拉拉沿齿缝 0.19 0.16 0.113 0.009弯曲抗拉拉沿齿缝 0.33 0.29 0.223 0.117沿通缝 0.17 0.14 0.111 0.008抗剪 _ 0.17 0.14 0.111 0.008比照以上上两表,可可见对于于相同类类别的砌砌体,烧烧结普通通砖或烧烧结多孔孔
16、砖用不不同强度度等级的的砂浆砌砌筑,其其抗压强强度设计计值、轴轴心抗拉拉强度设设计值、弯弯曲抗拉拉强度设设计值和和抗剪强强度设计计值是不不同的,随随着砂浆浆强度等等级的提提高,同同类别砌砌体的以以上各设设计强度度也相应应提高,所所以可见见提高砂砂浆强度度等级,能能有效提提高砌体体的强度度,增加加砌体的的承载力力,从而而达到提提高砖混混房屋抗抗震性能能的目的的。六、有效效设置房房屋圈梁梁和构造造柱多次震害害调查表表明,圈圈梁是多多层砖房房的一种种经济有有效的措措施,可可提高房房屋的抗抗震能力力,减轻轻震害。在在多层砖砖混房屋屋中设置置沿楼板板标高的的水平圈圈梁,可可加强内内外墙的的连接,增增强房
17、屋屋的整体体性。由由于圈梁梁的约束束作用使使楼盖与与纵、横横墙构成成整体的的箱形结结构,能能有效地地约束预预制板的的散落,使使砖墙出出平面倒倒塌的可可能性大大大降低低,以充充分发挥挥各片墙墙体的抗抗震能力力。圈梁梁作为边边缘构件件,对装装配式楼楼、屋盖盖在水平平面内进进行约束束,可提提高楼盖盖,屋盖盖的水平平刚度,同同时能保保证楼盖盖起一整整体横隔隔板的作作用。圈圈梁与构构造柱一一起对墙墙体在竖竖向平面面内进行行约束,限限制墙体体裂缝的的开展,且且不沿伸伸超出两两道圈梁梁之间的的墙体,并并减小裂裂缝与水水平面的的夹角,保保证墙体体的整体体性和变变形能力力,提高高墙体的的抗剪能能力。设设置圈梁梁
18、还可以以减轻地地震时地地基不均均匀沉陷陷与地表表裂缝对对房屋的的影响,特特别是屋屋盖和基基础顶面面处的圈圈梁具有有提高房房屋的竖竖向刚度度和抗御御不均匀匀沉陷的的能力。现现浇钢筋筋混凝土土圈梁的的设置应应符合现行建筑筑抗震设设计规范范的要求求。现浇浇钢筋混混凝土圈圈梁应闭闭合,遇遇有洞口口应上下下搭接,圈圈梁宜与与预制板板设在同同一标高高处或紧紧靠板底底。圈梁梁的截面面高度不不应小于于1200mm,配配筋应符符合表44的要求求。表4 砖砖房圈梁梁配筋要要求配筋烈度 6、77 88 99最小纵筋筋 4110 4112 4114最大箍筋筋间距(mm) 2550 2000 1550多次实验验表明,砖
19、砖墙增设设构造柱柱后能提提高砖混混房屋的的延性,发发挥防止止砖砌体体侧向挤挤出塌落落的约束束作用;设置钢钢筋混凝凝土构造造柱能使使砌体的的抗剪承承载力提提高100300%,提提高砌体体的变形形能力,是是有效的的抗倒塌塌措施。另另外,在在多层砖砖混房屋屋中合理理地设置置构造柱柱,能起起到增强强房屋整整体性的的作用,还还可以利利用其塑塑性变形形和滑移移摩擦来来消耗地地震能量量,从而而大大提提高抗震震能力。现现浇钢筋筋混凝土土构造的的设置部部位应符符合建筑筑抗震规规范的要要求。构构造柱最最小截面面可采取取24001880mmm,8度度超过五五层时,构构造柱纵纵向钢筋筋宜采用用4114,箍箍筋间距距不
20、应大大于2000mmm,且在在柱上、下下端宜适适当加密密。房屋屋四角的的构造可可适当加加大截面面及配筋筋,构造造柱与墙墙体连接接处应砌砌成马牙牙槎,并并应沿墙墙高每隔隔5000毫米设设6拉拉结钢筋筋,每边边伸入墙墙内不宜宜小于11m。七、在合合理位置置的墙段段内设置置水平钢钢筋在抗震验验算中,多多层砖混混房屋底底层往往往不容易易满足抗抗震要求求,即使使有时在在适当部部位加设设构造柱柱也不能能完全满满足抗震震承力验验算。为为了提高高墙体的的抗震能能力,可可在抗震震力不够够的承重重墙段内内配置水水平钢筋筋,使地地震力由由砌体及及水平钢钢筋共同同承担。一一些试验验表明,配配筋多孔孔砖墙体体可以有有效
21、地提提高墙段段的抗震震性能,减减少脆性性,增加加延性,增增强砖混混房屋的的抗震性性能。水水平配筋筋砖砌体体的砌筑筑砂浆强强度等级级不应低低于M77.5,水水平钢筋筋宜采用用HPBB2355、HRRB3335钢筋筋,配筋筋率不应应小于00.077% ,也也不宜大大于0.17%,间距距不应大大于4000mmm;钢筋筋锚固长长度不宜宜小于1180mmm。八、其它它措施多层砖混混结构房房屋的楼楼梯间宜宜设置在在每个单单元中部部,尽量量避免将将楼梯设设在房屋屋尽端靠靠近山墙墙处;突突出屋顶顶的楼梯梯间,构构造柱应应伸到顶顶部与顶顶部圈梁梁连接。为为了避免免个别墙墙段抗震震强度不不足首先先破坏,导导致逐个个破坏,进进而造成成整栋楼楼破坏甚甚至倒塌塌,要求求房屋的的局部尺尺寸宜满满足抗震震规范的的限值要要求。多层砖混混结构房房屋可以以通过建建筑上的的合理布布局,结结构上的的构造措措施等多多种方法法来弥补补砌体房房屋脆性性材料在在抗震方方面的不不足,从从而满足足抗震要要求。在在抗震设设计时体体现以预预防为主主的设计计思想达达到“小震不不坏,中中震可修修,大震震不倒”的设防防目标。对对于建设设工程只只有在抗抗震设防防,抗震震设计和和施工质质量这三三方面都都符合要要求,才才能确保保建筑工工程具备备合理的的抗御地地震的能能力。