學校建筑的砌體結構抗震設計建議

文/郭嘉 云南宜良 652100

學校建筑的砌體結構抗震設計建議

文/郭嘉 云南宜良 652100

與鋼結構和框架結構進行比較，在抗震性能上砌體結構不夠優越，但是據我國國情來說，砌體結構建筑具有施工方便、就地取材、良好的耐火性、耐久性、耐候性以及造價低廉等特點。汶川地震后進行調查發現，嚴格的根據規范設計施工的砌體建筑沒有整體倒塌。為了提高砌體結構建筑的抗震性能，本文首先分析了目前砌體結構建筑存在的不足，并針對提高學校砌體建筑的抗震性能提出了具體的設計建議。

砌體結構；抗震性能；學校建筑；規范設計；整體性能

砌體結構建筑是使用磚砌體、砌塊砌體或者石砌體進行建造的一種結構，在一般的建筑工程中，砌體在整個建筑自重中約占50%【1】。解放后我國磚產量的大幅度提升，全國砌體結構的建筑業明顯增多。針對砌體結構抗震性能弱的這一特點，相關學者與專家進行了深入的研究，提出了一系列建議，這讓我國砌體結構建筑的抗震性能得到了巨大的提升。

一、氣體機構建筑現狀分析

發生汶川地震以后，工程界與學術界針對抗震方面進行了多次調研，對我國建筑抗震性能設計規范進行了及時修改。針對我國國情來說，砌體建筑具有良好的耐火性、耐久性、耐候性的特點，除此之外砌體建筑還具有成本低廉、取材方便以及施工周期短的優勢，目前砌體結構建筑對于西北地區來說仍然會被沿用【2】。汶川地震后調查分析發現，嚴格按照規范設計修建的氣體建筑沒有完全倒塌，部分不符合規范的建筑也保存良好。經過認真的調查分析發現，砌體結構剛度較大的建筑，變形更小，在地震烈度較低的地區，建筑結構以及裝修基本沒有發生損壞。在地震烈度中微地區，建筑墻體以及窗下墻發生了輕微的損壞，需要進行維修。在地震烈度較強的地區，砌體結構的縱橫墻沒有被嚴重破壞，主要結構基本沒有倒塌。從地震災害中分析建筑抗震性能，不斷吸取經驗，對建筑抗震性能設計規范進行改進，建立完善的建筑構造措施，確保優良的建筑施工質量，砌體結構建筑在抗震方面同樣能夠取得較好效果。上述分析我們發現，傳統的砌體結構設計存在一定的不足，部分會直接給抗震造成影響，針對存在問題進行改善，提高砌體結構建筑抗震性能刻不容緩。

二、砌體結構抗震設計改進條例

（一）局部尺寸限值

在建筑設計中對不符合墻段局部尺寸限值時采取的措施是加筋或者加構造柱，以某建筑是8度抗震設防，規范中設定承重外墻的盡端妍至門口或者創口的最小距離不能低于1.2m，在局部尺寸不足時，應當采取加強措施進行彌補。某建筑的橫墻端部沒有翼墻，即距離低于1.2m，不滿足規范要求，根據條例應當在橫墻端部增加構造柱【3】。如果在橫墻端部有1.2m的翼墻，根據規范中的標注，也需要采取措施，例如：在角部增加構造柱。但是研究表明上述兩種做法在抗震性能方面存在著較大的差別，在審核時也容易發生爭議。為例解決這一問題，規范應對翼墻尺寸進行限制，確保縱墻剛度，學校建筑應當給出最強規范。

（二）外墻窗洞口一致性

原有規范中注明縱橫墻的布置應當對稱、均勻，平面內應對齊，豎向應連續。且墻體上下連續和統一軸線建筑的墻體寬度應當一致，這存在一定的矛盾【4】。雖然在設計時進行了嚴格的要求，但是在進行審核時，不同人員理解差異。有時會出現為了獲得立面效果，出現外立面上下窗大小不一、位置不一等情況，這種類型的建筑在地震時容易被破壞。如果是學校教學樓，便會導致本身容易發生彎曲的縱橫墻更加危險。針對這一情況，必須規定上下創口必須保持一致。

（三）窗洞口大小

原有規定中外縱墻洞口的寬度不宜較大，不應大于2.1m或者是開間尺寸的50%。但是現階段建筑最求落地窗，當建筑的開洞與建筑規范不一致時，需要在洞口的兩側增加構造柱。一般外墻窗間墻上有大梁，如此就會導致外墻剛度不一致。一旦發生地震，建筑吸收地震的能力不同，剛度較大的墻體必然會先破壞，一旦破壞便會導致整體性的連續坍塌。磚混結構建筑設計需要重視縱向墻的抗震性能，抗震墻具有一定比例，讓每一道墻剛度盡量保持一致，讓其能夠共同作用，故外墻上的洞口不能大于開間的50%或者2.1m。對于過人洞的設置，現在還沒有明確規定，施工中的監管也不強。汶川地震后發現，過人洞是內墻最薄弱的部分。針對以上問題進行改進，學校建筑應注重整體抗震性能的鹽酸，過人洞的設置應當詳細規定，并將其納入建筑整體性能驗算中。

三、學校砌體建筑設計建議

（一）注重整體性

對于磚混結構的學校建筑，應適當的增加橫向承重墻的厚度，增加混凝土構造柱，來增加建筑的抗側能力。在外廊的外側邊應增加鋼筋混凝土柱，避免發生外廊懸挑。對于縱向窗間墻應增加斷面較大的混凝土構造柱。層層增加環狀性的封閉圈梁。使用外廊式的單跨多層轉，禁止建筑中使用預制樓梯或者預制的空心板樓蓋。

（二）層數限定

如果是普通的中小學教室，教學樓的建筑層數應當在三層以內，包含三層。如果是大學階梯教室，建筑層數應當在兩層以內，包含兩層，如果是大學的普通教室，建筑的層數也不能超過五層，包含五層。

（三）概念設計

學校建筑設計一般采用的是矩形的規則平面，不適宜局部突出設計，也不適宜將其與其他建筑進行接連成為一體。學校建筑的重心必須與剛度重心重合，這樣能夠顯著的降低建筑在地震中的扭轉效應。

結語：

綜上所述，砌體建筑由于其本身的優勢將會是西北地區延用的一種建筑結構。針對西北地區的環境現狀，建設學校混磚結構建筑，除了應當嚴格的根據抗震規范進行設計與施工以外，還需要設置圈梁與構造柱，同時還應具有可靠的拉結措施。建筑外立面應當滿足整齊、規矩要求，門口、窗洞口的設置在滿足采光條件下，還應保持上下一致。學校建筑墻段的局部尺寸以及窗口上下連續部位和過人洞的留設都必須嚴格的按照抗震規范中的最強規定執行。確保增加學校建筑的整體抗震性能，保障學校學生的生命安全。

［1］林樹枝，李剛，程耿東等.提高學校建筑抗震能力的對策建議［J］.大連理工大學學報，2009，49（5）:644-649.

［2］邵禹銘.由汶川大地震談起--學校建筑的抗震思考［J］.城市建設理論研究（電子版），2015，（15）:5689-5689.

［3］楊顯麗.隔震技術在學校建筑的設計應用［J］.城市建筑，2015，（27）:57-57.

［4］陳青青.提高學校建筑抗震能力若干對策與探討［J］.福建建設科技，2010，（3）:22-24.

郭嘉（身份證：370205197807195514），1978.07—，男，漢族，畢業于青島建筑工程學院。研究方向：建筑結構設計。