關(guān)于砌體結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計的分析

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摘  要：本文分析了砌體機構(gòu)房屋容易倒塌的原因，指出了砌體結(jié)構(gòu)建筑在抗震設(shè)計中存在的問題，提出了砌體結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計和施工時的注意事項。

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計；分析 Abstract: This paper analyzes the reasons of the masonry body housings easily collapse, points out the problems of the masonry structure buildings in the seismic design, and puts forward the matters needing attention in the masonry structure building design and construction. Key words: masonry structure; seismic; design; analysis   中圖分類號：TU3  文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）   地震的教訓(xùn)是深刻的，建筑物質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人類的生命及財產(chǎn)的安全。因此在設(shè)計中我們要切實貫徹抗震設(shè)防的要求，在施工中要嚴把質(zhì)量關(guān)。把“小震不壞，中震可修，大震不倒”這三句箴言落到實處。近年來，地震活動日益頻繁，某些砌體房屋在地震中經(jīng)受著極大的挑戰(zhàn)。本文從各方面報道及震區(qū)倒塌房屋的實際情況簡單分析了一下砌體結(jié)構(gòu)房屋在抗震設(shè)計及施工中存在的幾點問題。 1 砌體結(jié)構(gòu)房屋容易倒塌原因分析 1.1 很多房屋采用了預(yù)制空心板，預(yù)制板不能形成良好的空間剛度，抗震能力很差，如果設(shè)計上采用加強措施，建筑應(yīng)該是發(fā)生嚴重開裂而不至于倒塌，但是因為施工質(zhì)量的問題，也導(dǎo)致大量預(yù)制板房屋的倒塌。 1.2 部分倒塌房屋上下層的隔墻位置不對齊，下層倒塌的隔墻整齊的被切掉說明：該承重橫墻在施工時不符合施工縫的留設(shè)規(guī)定，不符合施工規(guī)范，應(yīng)該有施工責任，由于是縱橫向混合承重的結(jié)構(gòu)，估計部分墻體倒塌是罪魁禍首。 1.3 倒塌的房屋有 370 墻變成了兩個 120 墻的。在建筑設(shè)計中，120 墻是不允許作為承重墻使用的，在抗震驗算時，120 墻的抗震性能是忽略不計的，也就是當作“零”來計算，那么用這樣的墻來承重和抗震，該建筑物的抗震能力幾乎為零，那么在地震中坍塌也就是必然的了。 1.4 部分房屋采用扶壁柱加強，某種程度上保證了結(jié)構(gòu)不倒塌。 2 從大量砌體結(jié)構(gòu)房屋倒塌看目前砌體結(jié)構(gòu)房屋在抗震設(shè)計中存在的主要問題 2.1 城市住宅磚房建設(shè)中，房屋超高或超層時有發(fā)生，尤其是底層為“家?guī)У?rdquo;的磚房，高度超過限值 1m 以上。 2.2 在“綜合樓”磚房中，底層或頂層有采用“混雜”結(jié)構(gòu)體系的，即為滿足部分大空間需要，在底層或頂層局部采用鋼筋砼內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。有的僅將構(gòu)造柱和圈梁局部加大，當作框架結(jié)構(gòu)。 2.3 住宅磚房中為追求大客廳，布置大開間和大門洞，有的大門洞間墻寬僅有 240mm，并將陽臺作成大懸挑(懸挑長度大于2m)延擴客廳面積；部分“局部尺寸”不滿足要求時，有的不采取加強措施，有的采用增大截面及配筋的構(gòu)造柱替代磚墻肢；住宅磚房中限于場地或“造型”，布置成復(fù)雜平面，或縱、橫墻沿平面布置多數(shù)不能對齊，或墻體沿豎向布置上下不連續(xù)等等。 2.4 多層磚房抗震設(shè)計中，未作抗震承載力計算的占多數(shù)，加之缺乏工程經(jīng)驗，使相近的多層磚房采用的砌體強度等級相距甚遠。 2.5 多層磚房抗震設(shè)計中，所采取的抗震措施區(qū)別較大。構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置：多數(shù)設(shè)計富余較大，部分設(shè)計設(shè)置不足(含大洞口兩側(cè)未設(shè)構(gòu)造柱)；抗震連接措施：多數(shù)設(shè)計不完整或未交待清楚，有的設(shè)計還采用“一本圖集打天下”的做法，不管具體作法和適用與否，全包在“圖集”身上。 3 砌體結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計及施工中幾點注意事項 3.1 科學布局建筑平面和立面。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)剛心遠端墻段的抗震驗算。 3.2 砌體房屋的總層數(shù)及總高度不應(yīng)該超限值。我國現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）對多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強制性規(guī)定。在抗震設(shè)計中砌體房屋的總層數(shù)及總高度不應(yīng)該超限值。 3.3 增強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?，F(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。另外在適當?shù)牟课辉鲈O(shè)構(gòu)造柱，并配置些構(gòu)造鋼筋，也能達到增強結(jié)構(gòu)整體性的作用。 3.4 合理布置縱墻和橫墻。砌體結(jié)構(gòu)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，嚴重者會出現(xiàn)傾斜、錯動、倒塌等現(xiàn)象，進而使房屋遭到破壞；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。墻體布置時，應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置，當縱墻不能貫通布置時，可在縱橫墻交接處采取加強措施，也可在縱、橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并適當加強構(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，以加強房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。 3.5 適當增加墻體面積與合理提高砂漿強度。砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力與墻體面積大小及砂漿強度等級高低成正比，提高墻體面積、砂漿強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。 3.6 有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱。多次震害調(diào)查表明，圈梁和構(gòu)造柱可提砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力，減輕震害。在砌體結(jié)構(gòu)房屋中設(shè)置沿樓板標高的水平圈梁，可加強內(nèi)外墻的連接，增強房屋的整體性。圈梁作為邊緣構(gòu)件，對裝配式樓、屋蓋在水平面內(nèi)進行約束，可提高樓蓋，屋蓋的水平剛度，同時能保證樓蓋起一整體橫隔板的作用。在磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后能提高磚混房屋的延性，發(fā)揮防止磚砌體側(cè)向擠出塌落的約束作用；設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱能使砌體的抗剪承載力提高 10~30%，提高砌體的變形能力，是有效的抗倒塌措施。另外，在多層磚混房屋中合理地設(shè)置構(gòu)造柱，能起到增強房屋整體性的作用，還可以利用其塑性變形和滑移摩擦來消耗地震能量，從而大大提高抗震能力。我國現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010）對圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)計要求做了詳細規(guī)定。 3.7 在合理位置的墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋。在抗震驗算中，砌體結(jié)構(gòu)房屋底層往往不容易滿足抗震要求，即使有時在適當部位加設(shè)構(gòu)造柱也不能完全滿足抗震承力驗算。為了提高墻體的抗震能力，可在抗震力不夠的承重墻段內(nèi)配置水平鋼筋，使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔。 4 結(jié)束語 砌體結(jié)構(gòu)由于材料來源廣泛，施工設(shè)備和施工工藝比較簡單，可以不用大型機械就能連續(xù)施工，再加上造價低廉，因而在房屋建筑工程中被廣泛采用。但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差，加上施工管理人員對進料把關(guān)不嚴，還有設(shè)計、施工等方面的原因造成工程質(zhì)量問題嚴重。我國大陸地震活動目前正處于本世紀以來的第五個活躍期。在 5.12 四川汶川 8.0 級地震中，很多倒塌的房屋基本都成了一片廢墟，嚴重違背了我國抗震規(guī)范關(guān)于“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)計原則。本文結(jié)合各方面報道及倒塌房屋實例簡單分析了一下砌體結(jié)構(gòu)房屋在抗震設(shè)計及施工中存在的幾點問題。 參考文獻： [1] 建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S（]GB50011-2010）. [2] 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50003—2001） [3] 周炳章.砌體房屋抗震設(shè)計[M].北京：地震出版社，1991. [4] 胡聿賢.地震工程學[M].北京：地震出版社，1992. [5] 張廷榮、張強：《砌體工程施工技術(shù)問答》，河南科學技術(shù)出版社，2005年9月版。 [6] 廖忠衛(wèi)：《砌體結(jié)構(gòu)房屋裂縫產(chǎn)生的原因及控制》，《城市建設(shè)》，2010年第3期。 [7] 謝劍學、朱智兵等：《砌體結(jié)構(gòu)房屋裂縫的分析鑒別與控制》，《山西建筑》2008年 第18期。