論述砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)研究

吳健輝

大慶高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院

論述砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)研究

吳健輝

大慶高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院

伴隨著現(xiàn)階段我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展趨勢，建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層房屋已隨處可見。近年來，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，其中地震對房屋的損害尤為嚴(yán)重。想要從根本上防治地震災(zāi)害對高層房屋的震害情況，要從房屋的砌體結(jié)構(gòu)入手，根據(jù)實(shí)際的情況，進(jìn)行對砌體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化。本文將以地震對高層房屋的震害程度為背景，對砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和探討。

砌體結(jié)構(gòu)；震害；抗震設(shè)計(jì)

一、砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害

地震對建筑物的破壞作用主要是由于地震波在土中傳播引起強(qiáng)烈的地面運(yùn)動而造成的。砌體結(jié)構(gòu)房屋受震害破壞的情況是：地震時(shí)，在地震作用下，主要是水平地震作用影響下，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)造措施的不同而不同。對于多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋，當(dāng)水平地震作用沿著房屋的橫向時(shí)，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，這時(shí)橫墻主要受到剪切，當(dāng)?shù)卣鹱饔迷趬?nèi)產(chǎn)生的剪力超過砌體所能承擔(dān)的抗剪承載力時(shí)，墻體就會產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫。當(dāng)水平地震作用沿著房屋的縱向時(shí)，它主要通過樓蓋傳至縱墻，再傳至基礎(chǔ)和地基，如果窗間墻很寬，縱墻將以剪切破壞為主，如果窗間墻很窄，就可能會產(chǎn)生壓彎破壞。

二、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定

1、房屋總高度和層數(shù)的限制

如今建筑行業(yè)發(fā)展形式迅速，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，越來越多的高層建筑開始進(jìn)行施工建設(shè)。據(jù)建筑施工調(diào)查顯示，房屋的樓層越高，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)受到的震害就越大。根據(jù)對砌體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)與受震事例表明，房屋的高度和樓層層數(shù)進(jìn)行限制對減少房屋受震害程度是很有必要的。

2、房屋高寬比的限制

房屋建設(shè)總體上在樓層增加的同時(shí)，對房屋內(nèi)部的使用面積也在逐漸擴(kuò)大。經(jīng)過試驗(yàn)可得知，大面積戶型的受震害程度會比戶型較小的房屋受震害程度嚴(yán)重，墻體的彎曲破碎程度也明顯有所不同。對此，在房屋的建設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)到房屋受震害的最大限度來進(jìn)行對房屋高寬比例的設(shè)定。

3、墻體的布置

房屋內(nèi)部的主要空間通常都是有墻體進(jìn)行切割分布的。同樣，墻體也是在震害中主要的承受力量，所以，對房屋墻體的設(shè)計(jì)和建設(shè)對房屋的抗震能力有很大的影響。我們在對墻體的設(shè)計(jì)布置時(shí)要從多角度進(jìn)行分析和考慮，并要經(jīng)過多次抗震害檢測。主要的注意事項(xiàng)有以下幾點(diǎn)：

3.1合理確定墻體的主要承重體系

墻體作為主要的承重體系，在分布中應(yīng)注意縱橫墻分擔(dān)承重的方法，目的在于將承重力量進(jìn)行分解，減輕承重壓力。并且在對窗間墻寬的設(shè)計(jì)中，要注意同一軸線上的創(chuàng)建寬要均勻，以免在受震過程中出現(xiàn)墻體的歪斜和彎曲。

3.2橫墻間距

在橫縱強(qiáng)承重中，橫墻是主要的承重部分。當(dāng)房屋內(nèi)的橫墻之間的間距小且分布密集，那么房屋的承重能力較為良好。但當(dāng)如果房屋的樓蓋質(zhì)量較差，剛度不夠，那么房屋中承重能力較弱的部位率先受到破壞，反之縱墻在其中起到了主要承重的作用。如果墻體出現(xiàn)裂縫，裂縫的位置靠近其中的一面承重墻，那么在地震來臨時(shí)，裂縫靠近的那一面墻首先受到震害的威脅。通過這幾種情況，我們可將對抗震因素分為三點(diǎn)，分別是樓蓋的剛性程度、橫縱墻體在房屋中的承重水平以及墻體分布的密度。三種因素在房屋砌體結(jié)構(gòu)的抗震效果中，起到了非常關(guān)鍵的作用。

3.3墻段的局部尺寸

在地震發(fā)生時(shí)，通常是墻體的某個局部受到的震害比較嚴(yán)重，不影響房屋的整體安全性能。但是往往是因?yàn)榫植康氖軗p，降低了房屋整體的抗震能力。如果是房屋的主承重墻的局部受到嚴(yán)重的震害導(dǎo)致破裂和扭曲，很容易對房屋的整體結(jié)構(gòu)造成影響，從而引起房屋的整體坍塌。地震發(fā)生是突發(fā)性的災(zāi)害，強(qiáng)度也時(shí)而不同。對于強(qiáng)度劇烈的震害發(fā)生時(shí)，對墻體的破壞程度也會越重，所以要控制地震對房屋墻體的破壞是非常重要的。

4、平立面的布置和防震縫的設(shè)置

在進(jìn)行對房屋的平立面構(gòu)圖設(shè)計(jì)時(shí)，對房屋內(nèi)部墻體的布局、以及樓層的整體構(gòu)造都要進(jìn)行科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)布置。需要注意的是，在對防震縫的設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)房屋的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。但是當(dāng)房屋內(nèi)部的總體形勢復(fù)雜，沒有適合設(shè)置方針分的位置時(shí)，要對房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能做整體的評估，加強(qiáng)總體上的抗震性能。

5、抗震結(jié)構(gòu)體系

①抗震結(jié)構(gòu)體系的建立，要從多方面進(jìn)行考慮和分析。首先房屋的設(shè)計(jì)圖要清晰簡明，對抗震措施和主要部位要做明顯標(biāo)注；其次對主要受震區(qū)域做好抗震強(qiáng)度預(yù)警，防治因地震造成的墻體扭曲和變形等情況的發(fā)生；

②抗震砌體結(jié)構(gòu)的組成和分布，要按照抗震設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來對建筑材料進(jìn)行選購和使用，要求砌體的結(jié)構(gòu)構(gòu)件擁有良好的抗震減震能力，從根本中對地震災(zāi)害進(jìn)行防范；

③房屋結(jié)構(gòu)的連接，要做到房屋的整體統(tǒng)一，不能出現(xiàn)分節(jié)、脫離整體的現(xiàn)象；

④房屋的設(shè)計(jì)和建造時(shí)要建立起房屋的抗震支撐系統(tǒng)，充分做好對地震災(zāi)害的預(yù)防工作，保證震害對房屋結(jié)構(gòu)的破換程度達(dá)到最小。

6、對地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求

①對結(jié)構(gòu)單元的設(shè)定要根據(jù)不同的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置和建設(shè)；

②在同一個地基上，對房屋結(jié)構(gòu)的主體要具有完整性，并且對結(jié)構(gòu)的設(shè)置和抗震能力程度要做到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以免在地震中由于局部抗震能力較弱，引發(fā)房屋的歪曲和坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。

③對于房屋地基的建造，如果地基較為柔軟，那么就要在房屋承重墻的建造時(shí)，加設(shè)基礎(chǔ)圈梁，防止在地震發(fā)生時(shí)，地基下陷，影響房屋整體的抗震性能。

三、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)構(gòu)造措施

1、鋼筋混凝土構(gòu)造柱

提高幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開洞情況有關(guān)。但是直至破壞，構(gòu)造柱始終能與墻體結(jié)合在一起共同工作，對加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性效果很好；同時(shí)，構(gòu)造柱是在墻體破裂之后才能充分發(fā)揮作用的，而當(dāng)墻體破壞之后，水平地震力又將大為降低。因此構(gòu)造柱也不必使用過大的截面或配置過多的鋼筋來提高它本身的抗剪能力。

2、現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁

設(shè)置鋼筋混凝土圈梁可以加強(qiáng)多層磚房縱橫向各墻體間的連接，增強(qiáng)房屋的整體性和剛度。圈梁形同一個箍緊樓、屋蓋的水平橫箍；圈梁連同構(gòu)造柱一起，加強(qiáng)了樓屋蓋、墻體的整體性、穩(wěn)定性，以約束墻體裂縫的開展，使之有較高的變形能力，有效地提高了房屋的抗震性能。因此設(shè)置圈梁是多層磚砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震的重要措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]邢曉東.對砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)方法探討[J].理論研究，2011（7）

[2]砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震鑒定與加固研究[J].山西建筑，2011（17）