淺析增強(qiáng)多層磚砌體房屋抗震性能的措施及方法

彭鴻陽(yáng)

摘要：磚砌體房屋是指由燒結(jié)普通粘土磚、燒結(jié)多孔粘土磚，通過砂漿砌筑而成的房屋。當(dāng)前，我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的速度在飛速地發(fā)展，多層磚砌體房屋在許多地方還普遍存在。我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家，地理位置處在環(huán)太平洋地震帶和喜馬拉雅山地震帶，所以，如何減少地震對(duì)多層磚砌體房屋結(jié)構(gòu)的危害，是設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理以及政府監(jiān)管部門義不容辭的責(zé)任，同時(shí)，也是關(guān)注民生和以人為本的重要體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：磚砌體房屋、抗震性能、措施

一、地震波的分類

地震波按其在地殼傳播的位置不同，分為體波和面波。體波又分縱波和橫波。縱波引起地面垂直方向震動(dòng)，橫波引起地面水平方向震動(dòng)。而面波的震動(dòng)比較復(fù)雜。

1.1地震對(duì)建筑物的破壞形式

地震對(duì)建筑物的破壞作用主要是地震波在土中傳播引起強(qiáng)烈的地面運(yùn)動(dòng)造成的。由地震引起建筑物的破壞形式主要有：地基失效、受震破壞和次生效應(yīng)引起的破壞。下面主要介紹這三種情況以及相應(yīng)的抗震措施：

1.1.1地基失效

是指建筑物的持力層在液化土層上，在地震作用下，土體迅速液化，地基失去了承載力，建筑物發(fā)生整體性傾斜或者倒塌，這種危害是很突然的，也是很嚴(yán)重的。因此首先要了解土的液化的概念、影響因素、判別方法和采取預(yù)防的措施。

（1） 土的液化

①概念：在地下水位以下的飽和的松砂和粉土在地震作用下，土顆粒之間有變密的趨勢(shì)。但因?yàn)榭障端畞聿患芭懦觯沟猛令w粒處于懸浮狀態(tài)，形成如液體一樣，這種現(xiàn)象就稱為土的液化。

②影響因素。場(chǎng)地土液化與許多因素有關(guān)，因此要根據(jù)多項(xiàng)指標(biāo)綜合分析判斷土是否會(huì)發(fā)生液化。1）地質(zhì)年代，地質(zhì)年代的新老表示土層沉積時(shí)間的長(zhǎng)短，地質(zhì)年代愈久，土層的故結(jié)度、密實(shí)度和結(jié)構(gòu)性，也就愈好；反之愈差。2）土中粘粒含量：粘粒是指粒徑小于等于0.005mm的土顆粒。當(dāng)粉土內(nèi)粘粒的含量超過某一限度時(shí)，粉土就不會(huì)液化。3）上覆非液化土層厚度和地下水的深度。4）土的密實(shí)程度，砂土和粉土的密實(shí)程度是影響土層液化的一個(gè)重要因素。側(cè)壓力越大，土層就不容易發(fā)生液化。側(cè)壓力的大小反應(yīng)了土層埋深的大小。5）地震烈度和震級(jí)，地震烈度愈高，地面運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度就愈大，顯然土層就愈容易液化。

1.2 采用的措施

磚砌體地基抗液化的措施應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、地基的液化等級(jí)，結(jié)合具體情況綜合確定。全部消除地基液化沉降的措施有：

（1）采用樁基時(shí)，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土中的長(zhǎng)度，應(yīng)按計(jì)算確定，而且對(duì)碎石土、礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土不應(yīng)小于0.5m，對(duì)其他非巖石土不宜小于1.5m。

（2）采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小于0.5m。

（3）采用加密法（如振沖、擠密碎石樁、強(qiáng)夯等）加固時(shí)，應(yīng)該處理至液化深度下界；振沖、擠密碎樁加固后，樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨建值。

二、受震破壞

磚砌體房屋的受震破壞主要是指在水平地震作用影響下，磚砌體結(jié)構(gòu)房屋的破壞情況隨著結(jié)構(gòu)類型和抗震構(gòu)造措施的不同而有所不同。故受震破壞可以分2類，一類是由于結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件承載力不足而引起的破壞，另一類是由于房屋結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)或者構(gòu)造上存在缺陷，在地震時(shí)，房屋喪失整體性，墻體發(fā)生傾倒，樓板隨之由墻上滑落等等。下面分別介紹這兩種破壞情況以及相應(yīng)的抗震措施。結(jié)構(gòu)或者構(gòu)建承載力不足引起的破壞。

2.1 橫墻承重模式下，結(jié)構(gòu)或者構(gòu)建承載力不足引起的破壞

主要是以橫墻作為抵御地震水平荷載的房屋結(jié)構(gòu)形式，其受力模式為：水平地震作用主要通過樓蓋傳至橫墻，再傳至基礎(chǔ)和地基，磚砌體的橫墻主要受到剪切，當(dāng)?shù)卣鹱饔迷跈M墻的剪力超過了砌體所能承受的抗剪承載力時(shí)，墻體就產(chǎn)生斜裂縫或者交叉斜裂縫。這種裂縫的規(guī)律是“下重上輕”，主要原因是多層磚砌體房屋墻體下部地震剪力大的緣故。這種裂縫主要發(fā)生在墻體開洞的部位（如門、窗洞等），原因是墻體開洞，削弱了墻體的抗剪承載力。同時(shí)，隨著房屋高度的增大，地震作用也將增大，因此房屋的破壞也加重。因此，相應(yīng)的抗震措施有：

2.1.1限制其層數(shù)和高度是主要的抗震措施。磚砌體房屋的層數(shù)和高度應(yīng)滿足下列表的要求：

對(duì)于醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的多層磚砌體房屋，總高度相應(yīng)

減3m，層數(shù)也相應(yīng)減1層，對(duì)于各層橫墻很少的房屋，在這個(gè)規(guī)定的基礎(chǔ)上還要根據(jù)情況適當(dāng)降低總高度和總層數(shù)（橫墻較少指同一層內(nèi)，開間大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上。（1）磚砌體承重房屋的層高，不應(yīng)超過3.6m。（2）但對(duì)于橫墻較少的多層住宅樓，當(dāng)按下列規(guī)定采取加強(qiáng)措施并滿足抗震承載力要求時(shí)，其高度和層數(shù)仍然可以按上面規(guī)定的高度和層數(shù)采用：a房屋的最大開間尺寸不得大于6.6m。b一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，橫墻錯(cuò)位數(shù)量不宜超過總墻數(shù)的1/3，且連續(xù)錯(cuò)位不能多于2道，錯(cuò)位的墻體交接處均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，且樓、屋面板應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋砼板。C橫墻和內(nèi)縱橫墻上洞口的寬度不宜大于1.5m，外縱墻上洞口的寬度不宜大于2.1m或開間尺寸的一半，內(nèi)外墻上洞口的位置不應(yīng)影響外縱墻和橫墻的整體連接。d所有縱橫墻均應(yīng)在樓、屋蓋標(biāo)高處設(shè)置加強(qiáng)的現(xiàn)澆鋼筋砼圈梁，圈梁的截面高度不宜小于150mm，上下縱筋各不應(yīng)小于3?10的鋼筋。e所有縱橫墻交接處及橫墻的中部，均應(yīng)增設(shè)滿足下列要求的構(gòu)造柱：在橫墻內(nèi)的柱距不宜大于層高，在縱橫墻內(nèi)的柱距不宜大于4.2m，最小截面尺寸不宜小于240mm。

三、房屋結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)或者在構(gòu)造上存在缺陷

比如內(nèi)、外墻之間及樓板和墻體之間缺可靠的連接，在地震作用

下，磚砌體房屋傷失整體性，墻體發(fā)生傾倒，這種后果是很嚴(yán)重的，因此要對(duì)磚砌體房屋的墻體結(jié)構(gòu)布置和加強(qiáng)構(gòu)造措施作以下限制：

3.1承重方案的限制。 結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重方案或者

縱橫墻共同承重的方案，縱橫墻的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)

齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。

3.2平面形狀的限制。磚砌體的房屋平面形狀要以正方形或者長(zhǎng)

方形為宜，使房屋的質(zhì)量中心和剛度中心盡量相等，減少由于房屋地震時(shí)，質(zhì)量中心繞剛度中心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩的影響。

3.3橫墻間距的限制。為了減少地震時(shí)候墻體斜裂縫的產(chǎn)生，在

橫向地震作用下，如果樓蓋有足夠的剛度，橫墻間距較密而且有足夠的承載力，則縱墻承受的地震作用是很小的，一般不會(huì)出現(xiàn)水平裂縫。也就是說，橫墻的間距必須根據(jù)樓蓋的水平剛度給予一定的限制。

五、結(jié)束語(yǔ)

磚砌體的抗震措施涉及到很多環(huán)節(jié)，有技術(shù)上的措施，也有規(guī)范上要求的，以及構(gòu)造上“強(qiáng)制性措施”，還有就是我們?cè)O(shè)計(jì)、施工、監(jiān)督和監(jiān)管的措施等方方面面，可見，要做到“大震不倒，中震可修，小震不壞”，需要“人人參與”，否則，那就是一句空話。

參考文獻(xiàn)：

【1】《建筑抗震設(shè)計(jì)》（按新規(guī)范GB50011-2001），郭繼武 編著，中

國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003年1月第二次印刷。

【2】《砌體結(jié)構(gòu)》劉立新 主編，武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2003年1月

第3次印刷。