浅谈多层砌体结构的抗震概念设计

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1、浅谈多层砌体结构的抗震概念设计浅谈多层砌体结构的抗震概念设计摘要:砖混结构多层砌体结构由于其构件组成和连接方式的内在原因,抗震性能较差。但抗震分析研究和震害调查表明,只要在多层砌体结构的设计中,进行合理的抗震设防,采取适当的构造措施,经过必要的抗震验算,切实保证施工质量,则多层砌体结构仍可满足抗震的要求。在分析砌体结构抗震性能的基础上,本文对多层砌体结构的抗震概念设计进行了论述。　　　　在地震力作用下,多层砌体结构由于其本身的结构特点,其抗拉、抗剪、抗弯强度及变形能力都比较低。震害调查显示,在地震烈度7、8度区,甚至在9度区,砖砌体房屋只受到轻微破坏

2、,甚至基本完好的房屋也不少。虽然地震造成房屋破坏的因素较多,但总的来说有两方面:一是地震烈度和场地的地质条件;二是建筑物本身的抗震能力。多层砌体结构震害调查表明,只要经过合理的抗震设防,构造措施得当,保证施工质量,多层砌体结构仍具有一定的抗震能力。　　为降低房屋可能受到的震害,新修订的“建筑抗震设计规范”(ＧＢ50011—XX)首先对多层砌体房屋的总高度和层数作了严格而明确的规定,并且作为强制性条文。随着房屋层数的增多、总高度的增加,使多层砖房的弯曲变形增加、剪切变形减小。作为以抵抗剪切变形为主的砖墙体,由于弯曲变形的增加,其上部墙体的抗震效果降低,

3、下部墙体的抗剪能力下降。为解决上述问题,目前设计中通常采用增加构造柱数量,增大圈梁、构造柱的断面及配筋,以及采用配筋砌体等措施。　　另一方面,为了提高多层砌体砖房的抗震能力,加强其抗侧刚度,房屋的高宽比应符合“建筑抗震设计规范”(ＧＢ50011—XX)第条的要求。因为高宽比过大的房屋,当地震烈度较高时,由于倾覆力矩引起的弯曲应力较大,当弯曲应力超过砌体的抗拉强度时,外墙将出现水平裂缝。　　平面　　一般房屋的平面最好为矩形,纵横墙的设置尽可能对称于房屋平面的两个主轴,且上下层墙体应对齐。这样遇地震时可使房屋能较好地保持协调一致,减少抗震不利环节,抗震效

4、果较好。如果房屋的质量中心和刚度中心不重合,地震时将产生扭转作用,使房屋的震害加重。如因特殊需要,要求布置成较复杂平面时,则应设置防震缝,将房屋分隔成若干独立的单元,以减轻震害。此外,对位于松软地基和不均匀多层土地基上的房屋,为提高其竖向刚度,减小地基在震前和震后累计产生的不均匀沉降,房屋的长宽比值应控制在3～4之内。　　立面　　震害调查表明,建筑立面上的不规则要比平面上不规则带来的震害更严重。立面上各部分高差过大,或有局部突出的小建筑物,或刚度突变、质量悬殊,地震时都易造成严重震害,甚至引起房屋倒塌。在砖混结构设计中不应过度追求大开间、大门洞、大悬

5、挑及阶梯形。　　砖砌体房屋中纵横向的墙体应对齐,使之与楼(屋)盖形成空间刚度大、整体性好的空间单元,以提高房屋的整体抗剪能力。纵、横墙对齐贯通,还能减少砖墙、楼板等受力构件的中间传力环节,受力明确。在进行地震内力分析时,减少了误差。　　横墙间距的限制　　砖墙在平面内的抗剪强度较大,但平面外的抗剪强度很低。因此,多层砖房的水平剪力主要由横墙承担。为了使大部分地震荷载由楼板传递给横墙,要求楼板有足够的刚度。为了防止因为横墙过大的变形,引起纵墙的破坏,除对横墙进行抗剪强度验算外,还需根据“规范”(ＧＢ50011—XX)第条的规定,限制横墙间距。对于横墙间距

6、大于ｍ的房间超过了楼层总面积的40%,且房屋总高度和层数接近“规范”限定值的多层普通砖、多孔砖的住宅楼,应采取下列加强措施:　　1)房屋的最大开间尺寸不宜大于ｍ。　　2)同一结构单元内横墙错位数量不宜超过横墙总数的1/3,且连续错位不宜多于两道;错位的墙体交接处均应增设构造柱,且楼、屋面板应采用现浇钢筋混凝土板。　　3)横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于ｍ,外纵墙上洞口的宽度不宜大于ｍ或为开间尺寸的一半,且内外墙上洞口的位置,不应影响外纵墙与横墙的整体连接。　　4)所有的纵横墙,均应在楼、层盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁。圈梁的截面高度不宜小于1

7、50ｍｍ,上下纵筋各不应少于3φ10,箍筋不小于φ6@300。　　5)所有纵横墙交接处及横墙的中部,均应增设满足下列要求的构造柱:在横墙内的柱距不宜大于层高,在纵墙内的柱距不宜大于ｍ。最小截面尺寸不宜小于240ｍｍ×240ｍｍ,配筋宜符合表1的要求。　　6)同一结构单元的楼、屋面板,应设置在同一标高处。　　7)房屋底层和顶层的窗台标高处,宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带,其截面高度不小于60ｍｍ,宽度不小于240ｍｍ,纵向钢筋不少于3φ6。　　表1增设构造柱的纵筋和箍筋的设置要求　　纵横墙的连接　　纵横墙连接处的竖向裂缝,在历次地震中屡见不鲜

8、,严重时纵墙脱离横墙而倒塌。为避免这种破坏,除必须同时咬槎砌筑外,在地震烈度为7度的地区,长度大于ｍ的大房间