多層磚混房屋抗震設(shè)計的幾點措施
張海英
摘 要 多層磚混房屋由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了其脆弱性質(zhì)，導(dǎo)致抗震性能較差。本文根據(jù)國內(nèi)外已有的科研成果和設(shè)計實踐，結(jié)合對邢臺市這類房屋結(jié)構(gòu)易損性分析的情況，敘述磚混房屋抗震設(shè)計的幾點措施。
關(guān)鍵詞 磚混 抗震

1. 建筑平面、立面布置
建筑平面、立面應(yīng)盡可能簡潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度布置較均勻。平面布置復(fù)雜，會導(dǎo)致質(zhì)量中心與剛度中心不重合，在地震作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，大大加劇地震的破壞作用，唐山地震中有不少這樣的震例。將墻體抗震強度系數(shù)作為多層磚混房屋的抗力指標(biāo)，進行結(jié)構(gòu)易損性分析，可發(fā)現(xiàn)部分體形不規(guī)則的房屋最不利墻段的抗震強度系數(shù)降低達(dá) 20％以上，在設(shè)防地震烈度作用下，發(fā)生中等偏嚴(yán)重破壞，較難滿足設(shè)防要求，因此，對體形不規(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，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)。
2. 高度和層數(shù)
歷次震害表明，磚混房屋的震害隨著樓層數(shù)的增加而加劇。GBJ50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》在總結(jié)國內(nèi)外歷次震害經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國國情，并考慮到加設(shè)構(gòu)造柱防倒塌的抗震效果，制定出了我國在不同設(shè)防烈度下的磚混房屋總高度和層數(shù)限值。設(shè)計時房屋總高度和層數(shù)限值應(yīng)同時滿足，因樓蓋重量占到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地震作用。磚混房屋高度和層數(shù)不同，其薄弱樓層位置有所差異，4層以下房屋薄弱樓層多發(fā)生在底層；5層以上房屋，底部兩層墻體抗力較為接近，部分底層墻體的抗力大于二層墻體的抗力，使薄弱樓層位置上移�？梢�，設(shè)計中只增加底層墻體面積或提高砂漿強度等級并不能提高房屋的整體抗震能力。因此，在進行5層以上房屋抗震設(shè)計時，應(yīng)適當(dāng)增加底部1-3層墻體面積及砂漿強度等級，在變化處應(yīng)注意抗震驗算。
3. 縱墻和橫墻布置
房屋抗震能力的高低主要取決于房屋的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。多層磚混房屋是由縱、橫墻和剛性樓蓋組成的一個具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，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弱，空間剛度和整體性均較差，抗震能力低。在高烈度區(qū)，墻體由于平面外的失穩(wěn)而先行破壞，進而引起整個房屋倒塌。而在兩個方向布置適當(dāng)?shù)目v橫墻混合承重房屋，由于其限制了縱墻的側(cè)向變形，增強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措施，亦可在縱橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并適當(dāng)加強構(gòu)造配筋，必要時還可以每隔一定高度放置水平鋼筋以加強整體性，防止縱橫墻交接處拉開。
4. 樓蓋及屋蓋布置
墻體與樓、屋蓋的連接是一個重要的問題。采用現(xiàn)澆樓蓋及屋蓋，不僅可消除滑移、散落問題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，且對平面上墻體對齊的要求也可予以適當(dāng)放寬
5. 墻體面積和砂漿強度
歷次震害表明，多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小和砂漿強度等級高低成正比，提高墻體面積和砂漿強度等級是減輕震害的有效途徑。對于6、7度抗震設(shè)防地區(qū)，設(shè)計中宜保證磚混房屋的層墻體面積率不低與10％，5層以上房屋層墻體面積率不宜低于12％；砂漿強度等級不宜低于M5。
6. 圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置
在多層磚混房屋中設(shè)置沿樓板標(biāo)高的水平圈梁，加強了內(nèi)外墻的連接，增強房屋的整體性。圈梁能夠有效地約束預(yù)制板的散落，使磚墻出平面倒塌的可能性大大降低；圈梁作為邊緣構(gòu)件，可提高樓蓋、屋蓋的水平剛度。在地震作用下，限制墻體斜裂縫的開展與延伸，減輕地震時基礎(chǔ)的不均勻沉降對房屋的影響。構(gòu)造柱設(shè)置要合理，方能起到增強房屋整體性、改善結(jié)構(gòu)脆性、增強延性的作用。每開間設(shè)置構(gòu)造柱的墻體可較多地增大變形能力，即使墻體開裂后，還可以利用其塑性變形和滑移、摩擦來消耗地震能量。但是，設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱后，多層磚混房屋的抗裂能力并未較大改善，難以保證多層磚混房屋實現(xiàn)“小震不壞”的目標(biāo)，設(shè)計中應(yīng)加以注意。
 

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