論建筑砌體結(jié)構(gòu)中的抗震性能研究

黃海峰

摘? ? 要：縱觀我國建筑的結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)的建筑很多，而且這種結(jié)構(gòu)很常見。盡管我國這類的結(jié)構(gòu)很多，但是砌體結(jié)構(gòu)的建筑還是有不足，那就是沒有較強(qiáng)的抗震性。尤其是對于像我國這種地震頻繁的國家，潛在的威脅大。抗震性差是砌體結(jié)構(gòu)中自帶的弊端，還有一個原因就是在施工的時候，某些環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量不到位。在計(jì)算建筑抗震性的時候，計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。這些都使砌體結(jié)構(gòu)的建筑有一定的危害，因此施工單位要正視這些問題，并且加以改正。

關(guān)鍵詞：建筑;砌體結(jié)構(gòu);抗震

1? 前言

建筑砌體結(jié)構(gòu)在地震中不能夠承受地震作用，而產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞和倒塌，其主要原因是其整體性及延性不足所造成的。所謂整體性是結(jié)構(gòu)在整個承受地震作用的過程中各結(jié)構(gòu)構(gòu)件都可以協(xié)同工作，保持對豎向荷載的支撐作用。各種類型結(jié)構(gòu)均可以根據(jù)組成材料的性質(zhì)及其構(gòu)造上的特點(diǎn)來采取不同增加延性與整體性的措施。

2? 建筑平面和立面的規(guī)整性

抗震設(shè)計(jì)中，建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。對于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則的房屋質(zhì)心與剛度中心往往不容易重合，在地震作用下會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，大大加劇地震的破壞力度。對體型不規(guī)則的房屋應(yīng)注意偏離結(jié)構(gòu)剛心遠(yuǎn)端墻段的抗震驗(yàn)算。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕，房屋重心盡可能降低，避免采用錯落的立面，突出屋面建筑部分的高度不應(yīng)過高，以免地震時發(fā)生鞭梢效應(yīng)，同時應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的均勻性。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，即使不可避免時，也應(yīng)盡量在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，將體型復(fù)雜，平面特別不規(guī)則的建筑布局分割成幾個相對規(guī)則的獨(dú)立單元。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能兼顧建筑造型，又滿足使用功能要求的前提下，將平面布置、立面外觀造型設(shè)計(jì)得較為規(guī)整、簡潔、美觀大方;同時又能有效地提高工程的抗震性能。

3? 砌體房屋的總層數(shù)及總高度不應(yīng)該超限值

在設(shè)計(jì)中房屋總高度及總層數(shù)應(yīng)同時滿足規(guī)范限值，因?yàn)闃巧w重量占房屋總重的一半左右，房屋總高度相同，多一層樓蓋就意味著增加半層樓的側(cè)向地震作用，同時加大對底部的傾覆力矩。在中、強(qiáng)地震作用下，因傾覆力矩過大，使得底部墻體產(chǎn)生過大的壓力或剪力而被破壞，故此減輕自重、減少層數(shù)、降低層高是削弱地震影響的有效途徑之一。

4? 增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性

房屋是縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其抗震能力的強(qiáng)弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。剛性樓蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點(diǎn)，是較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除滑移、散落問題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對平面上墻體對齊的要求也可予以適當(dāng)放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結(jié)構(gòu)，層間變形是可控制的。較強(qiáng)的樓板及屋蓋水平剛度使荷載傳遞具有良好的條件，平面上，當(dāng)上下墻體不對齊時，現(xiàn)澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用，同時樓、屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對墻體的約束。

5? 合理布置縱墻和橫墻

多層砌體房屋的主要承重構(gòu)件是縱、橫墻體，在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重者會出現(xiàn)傾斜、錯動、倒塌等現(xiàn)象，進(jìn)而使房屋造到破壞;所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系，縱、橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同時一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決定著房屋抗震能力的高低，多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重，由于非承重方向的約束墻體少，間距大，因而房屋該方向剛度較弱，空間剛度和整體性均較差，拉震能力低;在高烈度地區(qū)，墻體由于平面外的失穩(wěn)而先行破壞，進(jìn)而引起整個房屋倒塌。

而在兩個方向適當(dāng)布置縱橫、墻混合承重的房屋，由于其限制了縱、橫墻的側(cè)向變形，增強(qiáng)了空間剛度和整體性，對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。墻體布置時，應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置，當(dāng)縱墻不能貫通布置時，可在縱橫墻交接處采取加強(qiáng)措施，也可在縱、橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋;必要時還可以每隔一定高度放置水平拉結(jié)構(gòu)筋如2Φ6@500，以加強(qiáng)房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。在地震中多層磚混房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔(dān)，不僅要求橫墻有足夠的承載力，而且樓蓋必須具有能將地震力傳給橫墻的水平剛度;對抗震橫墻最大間距的構(gòu)造規(guī)定就是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力所需的剛度要求。

6? 適當(dāng)增加墻體面積與合理提高砂漿強(qiáng)度

歷次震害表明，多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小及砂漿強(qiáng)度等級高低成正比，提高墻體面積、砂漿強(qiáng)度等級能有效地提高房屋的抗震能力，是減輕震害的有效途徑之一。在6層磚混房屋的抗震驗(yàn)算中，上面幾層的地震作用較小，容易滿足抗震承載力的要求，而底部一、二兩特別是第一層的地震作用力較大，是薄弱層，往往不容易滿足要求;但若改變部分墻體的承載面積或適當(dāng)提高砂漿的強(qiáng)度等級，如將部分240mm寬的承重墻改為360mm寬的墻，或?qū)⑸皾{強(qiáng)度等級由M5體高到M10，則在抗震結(jié)果中顯示滿足抗震要求。可見在進(jìn)行6層磚混房屋的抗震驗(yàn)算時，適當(dāng)增加底部1～2層墻體面積或提高砂漿強(qiáng)度能有效地提高房屋的整體抗震能力。

對于相同類別的砌體，燒結(jié)普通磚或燒結(jié)多孔磚用不同強(qiáng)度等級的砂漿砌筑，其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是不同的，隨著砂漿強(qiáng)度等級的提高，同類別砌體的以上各設(shè)計(jì)強(qiáng)度也相應(yīng)提高，所以可見提高砂漿強(qiáng)度等級，能有效提高砌體的強(qiáng)度，增加砌體的承載力，從而達(dá)到提高磚混房屋抗震性能的目的。