砌体结构的主要震害特征及抗震设计

【摘要】砌体建筑结构是我国建筑行业中重要的建筑结构之一，被广泛的应用到建筑工程行业的各个领域，砌体结构也具有一定的弱点，比如整体性较差。因此，其抗震能力较其他的建筑结构而言，相对较弱一些，下文提出了对加强砌体结构主要的震害特征的探讨，并提出抗震设计措施。

【关键词】砌体结构，主要震害，震害特征，抗震设计

中图分类号：TU973+.31文献标识码： A 文章编号：

一、前言

砌体结构建筑设计中的抗震设计，关乎民生，关乎经济发展，社会稳定，对房屋建筑实施结构设计，主要涉及对建筑高度，承载力，总体结构，各个部件的性能规划等一系列的因素，要求通过对各个构件和整体规划的基础上，既实现满足居民生活生产保障安全的需要，又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计，必须综合考虑地基，房屋的结构体系选择，综合布局等多方面建设因素，是一项及其专业，严谨，复杂的高技术工作。

二、多层砌体房屋的主要震害特征

1.多层砌体房屋的破坏分析

（一）墙体的破坏

在多层砌体房屋中,墙体的震害表现在产生斜向或交叉裂缝、水平裂缝或竖向裂缝。破坏严重的墙体产生滑移、错位、交叉裂缝两侧的三角楔块脱落,使墙体不足以抵抗上部荷载和水平地震作用,出现歪斜甚至倒塌。

（二）楼梯间的破坏

楼梯间的震害除了墙体开裂外,也会发生预制踏步在接头处拉开,以及现浇楼梯踏步板与平台梁相连接处拉断等。

(三)纵横墙连接的破坏

纵横墙连接处由于受到2个方向的地震作用,受力比较复杂,容易产生应力集中现象。如果纵横向墙体之间缺乏足够的拉结,施工没有很好咬搓砌筑,地震时在连接处容易产生竖向裂缝,严重时纵横墙向墙体脱开、纵墙外闪倒塌,使房屋丧失整体性。

2.底层框架砖房的主要震害特征

（一)震害多发生在房屋的底层,房屋上部震害与多层砖房类似,其破坏程度比底层小。

（二)底层为框架结构时的震害比底层为框架-剪力墙时震害大;剪力墙少的房屋震害比剪力墙多时严重。

（三)底层的震害表现为:墙比柱严重,柱比梁严重。

三、砌体结构的抗震设计

虽然砌体结构房屋地震时的破坏较为严重,但地震震害调查结果也表明:凡是通过合理的抗震设计,采取恰当的抗震构造措施,并且保证砌体材料和施工的质量,在不高于9级地震区建造的砌体房屋仍然具有较强的抗震能力,安全是可以得到保证的。

1.合理的结构选型及布置

选择哪种砌体结构是抗震结构设计中的关键环节,应从抗震的概念设计出发,综合建筑使用功能、技术、经济和施工等方面进行选择。

（一）多层砌体房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。而底层框架砖房底部应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,抗震墙应均匀对称布置或基本均匀对称布置,上部布置同多层砌体房屋。

（二）房屋的平面最好是矩形的,若由于使用的要求,在平面或立面上必须做成复杂体型时,应采用防震缝将复杂的体型分割成若干规正、简单体型的组合,以避免地震时房屋各部分由于振动不协调产生的破坏。

（三）房屋的层数或总高度不能超出GB50011)2001中7.1.2条的限值。现在不少建筑采用了蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖,应注意6、7烈度时采用蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体的房屋,当砌体的抗剪强度不低于粘土砖砌体的70%时,房屋的层数应比粘土砖房屋减少一层,高度应减少3 m,且混凝土构造柱应按增加一层的层数所对应的粘土砖房设置。

（四）普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6 m;底层框架砖房的层高不应超过4.5 m。若因建筑功能要求,某楼层的层高超过规定限值时,应于该楼层承重墙沿墙长每隔不大于2m增设一根构造柱。

（五）房屋的承重外墙,每个开间最多只能开设一个窗洞,当同一个开间兼有门和窗时,门与窗应连成一个洞口。同一轴线上的窗间墙宜等宽。

（六）多层砌体住宅应设置不少于三道承重纵墙,且每道纵墙沿各自轴线对齐、贯通。若因建筑布局必须错位时,每段纵墙的高长比不应超过相应烈度的房屋高宽比限值,较窄墙段的两端还应增设构造柱。

（七）楼梯间不应设置在房屋的终端和转角处,如果由于建筑功能要求,楼梯间必须设在第一开间或其他外墙转角处,则需采取局部加强措施,如根据烈度的高低,在楼梯间的四角或仅在外墙转角处设钢筋混凝土构造柱,在楼梯休息平台板标高处增设圈梁或配筋砖带,在顶层楼梯间增设水平配筋带或圈梁等。

2.计算简图及计算方法的选取要正确,符合实际情况

（一）计算简图:计算多层砌体房屋地震作用时,应取一个结构单元作为计算单元,在计算单元中将各楼层的质量集中到楼、屋盖标高处。多层砌体房屋可视为嵌固于基础顶面的竖向悬臂梁,各质点的计算高度取楼(屋)盖到结构底部的距离。计算简图中结构底部按下列规定取值:当基础埋置较浅时取为基础顶面;当基础埋置较深时,可取为室外地坪下0.5 m处;当设有整体刚度很大的全地下室时,则取为地下室顶板顶部;当地下室整体刚度较小或为半地下室时,则应取为地下室室内地坪处。对于底层框架砖房,应将上部结构转为直接作用在底部框架上的均布荷载和弯矩进行计算。

（二）计算方法:一般情况下,多层砌体房屋的抗震承载能力的验算采用底部剪力法,仅考虑水平地震作用,沿房屋的横向和纵向分布进行验算。对于很不规则的房屋,可采用振型分解反应谱法进行验算。对于底层框架砖房,上部楼层地震剪力的计算与多层砌体房屋相同。由于底部相对薄弱,因此应考虑塑性变形集中的影响,底层的纵向和横向地震剪力设计值应乘以增大系数;对于底部二层的结构,底层与第二层的纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数。

3.抗震构造措施到位

（一）按规范要求设置构造柱,尤其注意构造柱上下端箍筋应加密时的配筋。在墙端有构造柱时应锚入构造柱,当墙端无构造柱时,应将水平筋弯折成直钩。

（二）在高度方向减少构造柱数量时,应加强减少构造柱处的墙的相互拉结措施,包括采取加强圈梁等措施。

（三）在地震区,砌体房屋的圈梁应符合抗震规范GB50011)2001表7.3.3要求,现浇楼盖不单独设置圈梁亦未沿墙周边设置加强钢筋,该加强钢筋一般可用2φ12 mm通长筋平放或竖放于墙中板边,与板的钢筋绑扎,两端可靠地锚固于构造柱内。

（四）当楼、屋盖中有较大的梁或屋架支承在墙上或砌体柱上时,支座处应设置抵抗水平向作用的措施:增加支座处的螺栓数量和强度、加大梁或屋架的支承长度、支承处墙内若有构造柱,则应增大构造柱内配筋,甚至按排架柱考虑。

五、结束语

在建筑行业中，砌体结构是最为重要的结构主体之一，而最大的威胁便是地震，因此，加强对建筑结构的抗震设计，必将会被提升到建筑设计新的战略高度。要保证建筑结构抗震设计的高效完成，应当在遵循相关规范要求的原则上，对其进行科学合理地设计，使建筑物具有可靠的抗震性能，达到建筑物小震不坏，中震可修，大震不倒的要求。相信，随着设计师抗震设计水平的提高，做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计指日可待。

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