浅谈多层混合结构房屋抗震设计

摘 要：我国是地震多发国家之一，通过对地震多发区域的分析，运用力学原理，对震害作用机理研究及多层混合结构房屋的受力特点进行了阐述 ,指出多层混合结构房屋抗震设计中经常出现的问题，通过对多层混合结构房屋结构体型和建筑构件的探讨，提出了减轻多层混合结构房屋震害的措施。

关 键 词:地震作用；多层混合结构；建筑结构；抗震设计

中图分类号：P511文献标识码： A

前言

目前，多层混合结构是我国民用建筑结构类型中应用较为广泛的结构形式。混合结构房屋是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的房屋。由于所选建筑构件大多属于脆性材料，其抗拉、抗弯、抗剪能力很低，因而在地震中很容易遭到地震的破坏。

1 地震作用

经研究发现，地震对建筑物的破坏主要是由于地震波的传播引起地层运动所造成的。其中，地层运动主要有两种形式：一是竖向振动，即上下跳动；二是水平振动，即水平晃动。

地震的作用,主要是地震水平振动的影响，房屋的破坏程度与建筑结构类型和抗震构造措施有关。其中，建筑破坏情况主要有两种:

⑴ 由于结构或构件承载力不足而引起的破坏；

⑵ 由构件间连结不牢而引起的破坏。

2 多层混合结构房屋抗震设计中常见的问题

2.1 基础设计中的问题

现行规范明确规定，在同一单元结构中不宜采用两种类型的基础。由于地质情况的特殊性, 某些建筑物一部分采用天然地基 ,另一部分采用人工地基，这样做是不合理的，会埋下重大安全隐患。

2.2 结构布局问题

⑴ 结构平面形状不规则、不对称、凹凸变化大；

⑵ 在结构的竖向布置中,竖向体型存在着过大的外挑和内收，外挑或内收的尺寸与总尺寸的比值不能满足实际要求。

2.3 上部结构问题

⑴ 同一个结构单元内采用不同的结构体系。如一半为底框 ,而另一半为砖墙落地承重，使平面刚度和竖向刚度两者产生突变，对房屋抗震十分不利；

⑵ 构造柱布置不当。如外墙转角处、大厅四角未设构造柱 ,或构造柱不是成对设置；山墙与纵墙交接处未设构造柱。

2.4 其他结构问题

⑴ 防震缝的设置不合理。对于房屋有较大的错层、平面各项尺寸超过规范的限值、结构的刚度或荷载相差悬殊等情况，而未采取任何抗震措施，也未设置抗震缝；

⑵ 墙体局部尺寸不能满足限值要求。有些房屋承重窗间墙的最小距离

⑶ 砖房抗震设计中,抗震措施差别较大。部分建筑构件抗震连接措施不完整或未交待清楚，在进行设计或施工时，将标准图集作为惟一的参考依据,不考虑这些做法是否符合当地实际。

3 提高砖房抗震能力的措施

3.1 体型均匀性的控制

建筑立面应尽可能的简洁、规则，结构质量和刚度较均匀的布置。如果平面布置复杂 ,容易致使质量中心与刚度中心不重合，在地震作用下产生扭转反应, 这样会加剧地震破坏。因此，在抗震设计中 ,建筑立面宜尽可能简洁、规则, 尽可能使建筑结构质量中心与刚度中心一致；对于体型不规则的建筑结构类型，应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。此外，建筑立面应避免头重脚轻，突出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应。

3.2 合理布置纵墙和横墙

多层砖混建构房屋的主要承重构件是墙体, 在地震中主要由于墙体在地震力作用下产生裂缝，严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象，所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。地震中墙体常常由于平面外的失稳而先行破坏 ,进而引起整个房屋倒塌。多层砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。而在两个方向适当布置纵横、墙混合承重的房屋，由于其限制了纵 、横墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋以加强房屋整体性，防止纵、横墙交接处被拉开。

3.3砌体房屋的总层数及总高度限值

历次震害表明, 砖混结构房屋的破坏随着楼层数的增加而加剧。《建筑抗震设计规范》(GB5011-2001)在总结国内外历次震害经验的基础上，结合我国的国情，并考虑到加设构造柱防倒塌的抗震效果, 制定出了我国在不同设防烈度下的砖混房屋总高度和层数限值。

3.4 其他方面可采取的措施

为了提高墙体的抗震能力，可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋，使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。多层混合结构房屋的楼梯间宜设置在每个单元中部，尽量避免将楼梯设在房屋尽端靠近山墙处；突出屋顶的楼梯间，构造柱应伸到顶部与顶部圈梁连接。为了避免个别墙段抗震强度不足致使破坏，进而造成整栋建筑破坏甚至倒塌，要求房屋的局部尺寸宜满足抗震规范的限值要求。

4 结语

建筑结构抗震设计的指导思想是小震不坏、中震可修、大震不倒。一般在6-9度范围内进行抗震设防。现行规范中，6度设防时,不必计算地震作用，只考虑采取必要的抗震措施，7-9度设防时要计算地震作用，进行计算设计。应用概念设计的理论贯穿于建筑结构设计中,采取合理的切实可行的构造方法，减小地震给人民生命财产造成的危害。

参考文献：

[1] 韩世安.合理的结构设计方案的选择［J］.南通职业大学教学研究，1998，（02）.

[2] 丰定国.王社良.抗震结构设计[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003.

[3] 王艳霞.建筑结构设计中的结构概念应用[J].中华民居,2010.

[4] 孙立新,黄曙华.建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理[J].价值工程，2010.

[5] 于桂萍.关于多层建筑结构设计中的主要问题分析[J].中国高新技术企业，2008（22）.

[6] 莫雪辉.如何提高建筑结构设计水平[J].科技资讯，2008（28）.

收稿日期：2014－05－21

作者简介:王鹏，男，河南省会计学校，助理工程师，硕士研究生，研究方向: 结构工程