砌体结构抗震设计

【摘 要】：砌体结构是一种传统的结构形式，在我国的各类建筑中仍占82％以上的比例。本文结合砌体结构抗震新规范，探讨砌体结构抗震设计。

【关键词】：新规范；砌体结构；抗震设计

【 abstract 】：masonry structure is a traditional structure form, all kinds of buildings in our country is still accounts for more than 82% of the scale. Based on the seismic new standard masonry structure, this paper discusses the setting and the post about masonry structure wall decorates requirement for your reference.

【 key words 】：new rules; Masonry structure; Seismic design

中图分类号： S611 文献标识码：A 文章编号：

1引言

传统的砌体结构是一种由脆性材料砌筑，屋面一般采用装配式结构或装配整体式组成的结构，经过破坏性大地震(邢台、唐山大地震)，表明砌体结构在经受大地震的考验时抗震性能较差。因此，国外抗震规范一般只允许建造3层及以下的砌体建筑。考虑中国有丰富的黄土和砂石资源，有传统的生产和施工工艺，再者在城镇建设中，由于受人口集中，土地和经济的有限，砌体结构有其较好的适用性。为了提高砌体结构的延性和抗震性能，在研究和总结地震震害的基础上抗震规范进行了多次修订。2008年汶川地震后，《建筑抗震设计规范》又进行了修订，此次规范修订，总结了震害经验，对设防烈度进行了调整，就砌体部分也做了修订，从抗震构造和抗震设计对砌体结构都有了更高的要求。

2 砌体结构概念设计

砌体结构的墙体布置，直接涉及结构的抗震安全性，要求建筑和结构专业设计人员密切配合，确定建筑方案有较好的结构体系，结构工程师熟悉抗震概念设计的原则，在确定建筑方案时给出合理的建议

对于多层砌体结构，新规范延续了01规范在墙体布置方面的规定，这些规定包括:

(l)控制房屋总高度、层高、层数和高宽比等，避免整体弯曲变形。

(2)应优先采用横墙承重体系并控制最大横墙间距，以减少楼盖平面内变形的不利影响。

(3) 砌体房屋局部尺寸的限制，避免因局部失效而导致整体结构的破坏甚至倒塌

(4)墙体宜均匀对称，对齐；竖向应上下连续，防止侧向刚度的突变。较小房间的隔墙可改用非抗震墙。

(5)接梯间布置于房屋的尽端或转角处时，应采取加强墙体约束等措施，提高楼梯间的安全性。

(6) 对于竖向和平面严重不规则的房屋，如立面高差大丁6m、较大错层、或各部分结构刚度和质量截然不同，宜设置防震缝并符合最小缝宽的要求。

在遵循了以上基本规定之后，结合建筑方案，争取布置出合理的结构方案。

3砌体结构抗震计算

砌体结构抗震计算采用底部剪力法进行抗震计算，对砌体房屋进行地震剪力分配和截面验算是按层间等效刚度分配的。可选择抗震不利的截面（如从属面积较大、竖向力较小的墙段）进行抗震验算。

现在的各种设计软件已经能够较好的提供人机交互输入的功能，在很大程度上解决了设计人繁重的工作。砌体结构抗震设计在做好结构整体方案设计的基础上，验算结构抗震承载力满足规范要求即可。

3砌体结构抗震构造

砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。1976年唐山大地震后，总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验，提出了在承重墙体中设置边缘约束构件的规定。多年的地震考验证明，设有构造柱、圈梁的砌体房屋，在经受大地震后震害相对较轻。新抗规修订后，抗震构造措施在延续01规范的基础上，有了新的要求。对于结构设计人应遵循以下几点：

(1) 构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力，特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现，也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力，但它使墙段和房屋取得了较大的延性，从而减小了突然发生倒塌的危险性。应注意构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多，构造柱的间距不能过大，应按照抗震规范7.3.1及7.3.2的要求设置构造柱

(2)楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算，它的作用是多方面的，如增强拉接，提高结构的整体性，抵御地基的不均匀沉降，加强楼板与墙体的连接等。构造柱需与各层纵横墙的圈梁或现浇板连接，才能发挥约束作用，圈梁的设置见抗震规范7.3.3及7.3.4

(3)做好构造柱和圈梁的布置，抗震构造措施已经基本完成，在就是要注意，板的支座长度不小于120mm、内墙阳角处梁支座长度不小于500mm、梁、板钢筋的锚固长度的要求、在楼梯板应双层通长配筋、楼梯间等位置的墙体防开裂措施等。

(4)除了一些基本的构造规定， 砌体结构设计若干注意事项 ：

1. 多层砌体结构，在抗震设防地区，楼板面有高差时，其高差不应超过一个梁高（当错层 楼盖高差不大于 1/4 层高且不大于 700mm） ，超过时， 应将错层当两个楼层计入房屋的总层数中。 当错层楼盖高差不大于 1/4 层高且不大于 700mm，错层交界的墙体，除两侧楼盖处圈梁照常设置外，还应沿墙长每隔不大于 2m 增设 一根墙中构造柱。

2. 在抗震设防区，多层砌体房屋墙上不应设转角窗。见《全国民用建筑 工程设计技术措施-结构》P220）

3. 底框（底部框架-抗震墙房屋）设计中要特别注意：a.上部的砌体抗震墙与底部的框架梁 或抗震墙应对齐或基本对齐；b. 底框房屋的框架和抗震墙的抗震等级，6、7 度可分别按三、 二级采用。

4. 对小墙垛的强度和梁端支承处砌体的局压的计算重视不够。

5. 阳台挑梁有时与墙中的烟道矛盾。

6. 顶层挑梁有时为两层板荷载，不能选用标准层的挑梁。

7. 构造柱设计不符合《建筑抗震设计规范》的要求，较大洞口（内纵墙、横墙>=2m，外纵 墙>=2.4m）两侧应设构造柱。

8. 多层砌体住宅应设置不少于三道承重纵墙，每道纵墙还应沿各自轴线对齐、贯通。同一 轴线上的窗间墙宜等宽，且房屋的局部尺寸宜满足《建筑抗震设计规范》 （GB 50011—2001） 第 7.1.6 条的要求。 （见《全国民用建筑工程设计技术措施-结构》P162）

9. 在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采用时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。

10. 砌体结构挑梁埋入砌体的长度不满足规范要求。 《砌体结构设计规范》GB50003—2001， 既挑梁埋入砌体长度 L1 与挑出长度 L 之比宜大于 1.2，当挑梁上无砌体时，L1/L 之比宜大 于 2。

11. 砌体结构的大梁，应根据《砌体结构设计规范》GB50003—2001 第 6.2.5 条设计。既： 当梁跨度大于或等于下列数值时，其支承处宜加设壁柱，或采用其他加强措施。 对 240mm 厚的砖墙为 6m,对 180mm 厚的砖墙为 4.8m； 对砌块、料石墙为 4.8m。

12. 外凸窗台板抗倾覆.

13. 突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶计算而不算做一层。 一般认为当出屋面的屋顶房间面积小于楼层总面积的 30%时，该部分可按突出屋面的屋顶 间计算而不算做一层。

14. 多层砌体房屋不应采用砌体墙与现浇钢筋混凝土墙混合承重.

5结束语

砌体结构抗震设计可分为三部分，一是抗震概念设计，如选择有多道设防的结构体系，保证结构有良好的整体、结构平面布置规则对称、竖向设计应规则、结构的侧向刚度应均匀；二是抗震计算，计算地震力，验算各个墙体的抗震承载力，三是抗震构造，按规范要求布置构造柱、圈梁。设计人员熟练应掌握如下设计规范：建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法，设计出经济合理的结构体系。

参考文献：

【1】周炳章.砌体房屋抗展设计规定【J】工程抗震，1999，1

【2】吴明舜.抗震设计方法研究【A】第巧届全国高层建筑结构学术交流会议论文集【C】.1998

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。