提高多层砌体房屋抗震能力的设计以及措施分析

摘要：近几年发生的汶川、玉树地震给我们多层砌体房屋的设计与施工敲响了警钟，本文对多层砌体房屋抗震设计中应注意的问题以及要求、加强房屋抗震能力的措施作出了进一步思索和探讨。

关键词：建筑形式、荷载形式、薄弱、目标、性能、效果、约束作用、可靠

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

多层砌体结构是我国中、小城市使用最广泛的一种建筑形式。它具有选材方便、施工简单、造价低、工期短等优点。目前我国砌体房屋普遍用于住宅、办公楼、医院、教学楼等民用建筑和公用建筑。其所用材料的脆性、抗拉、抗剪和抗弯的能力很低，抗震能力差，特别是未经抗震设计的房屋破坏尤为严重。多层砌体房屋在震害方面有着如下的规律：

由于连接方式的原因，多层砌体房屋整体性能差，抗连续倒塌的能力也低。

2、多层砌体房屋由纵墙和横墙构成，由于承受荷载形式不同，可以分为纵墙承重以及横墙承重。不同结构体系抗震性能不同, 房屋复杂体形比简单体型破坏重；关于房屋震害情况，横墙承重房屋最轻,纵横墙承房屋重次之,纵墙承重房屋最重。

3、不同烈度地区震害差异较大,特别是在高烈度区以严重破坏或倒塌为主。

4、由于老旧多层砌体房屋在结构设计时，抗震设计方面考虑不佳，故在地震危害中损害较为严重。

5、由砌体与钢筋混凝土所构成的混合体系房屋，砖砌体结构破坏最为严重。

一、多层砌体房屋抗震设防目标和内容

抗震设计规范规定“小震不坏，中震可修，大震不倒” 的三水准设防目标，由于地震的复杂性以及不确定性使得不同的设计者有不同的设计理念，抗震计算和抗震措施构成了抗震设防不可或缺的部分。其中概念设计是指根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和思想，进行结构和建筑总体布置并确定细部构造的过程。良好的概念设计是建筑结构抗震性能好坏的决定因素。

二、多层砌体房屋抗震设计应注意的问题

根据多层砌体房屋的结构形式，我们在抗震设计时应注意高度和层数、抗震结构体系的选择、结构整体性、建筑形体规则等方面。1、为了提高多层砌体房屋的抗震能力，需要在房屋的层数以及高度上加以控制。2、在结构选型、布置抗侧力体系时首先应考虑所选结构体系的计算简图受力明确、传力合理并且传力路线是连续的。另外，为了避免部分结构或者构件破坏而导致整体破坏，应使结构体系具有多道抗震防线。3、为使多层砌体房屋抗震效果更好，应该加强房屋的结构整体性，另外各个抗震构件之间的连接也要牢靠。除此之外，还需满足构件节点承载力不应该低于其连接构件的承载力，装配式结构中各抗侧力构件应有可靠的加固措施，还要保证结构的空间协同工作，预埋件锚固承载力应大于连接件的承载力。

三、为了改善多层砌体房屋的延性、提高房屋整体抗震性能，需在如下几点多加注意

1、良好的建筑场址，可以减少地震对房屋的造成的损害

建筑选址对房屋抗震非常重要。在选择建筑场址时应该评价场地的地质情况，查明是否有影响房屋稳定性的不良地质因素。选择那些有利地段，避开风险因素较多的危险地段，避开主断裂带，还需避开因地震引起的次生灾害地段。相关规范明确规定，对于危险地段，严厉禁止建造甲、乙类建筑物，不应建造丙类建筑物。

合理布置多层砌体房屋的建筑平面、立面

为使房屋抗震效果更好，需要房屋外形更加规则、简单、对称，立面不能有局部凸出，要严格限制凸出砌体房屋部分的高度，这是为了减少鞭梢效应的影响。在结构布置时，质量中心与刚度中心重合、纵横墙贯通对齐，可以防止因为质量中心与刚度中心不一致所造成的扭转效应；多层砌体房屋平面和立面设计应该按照抗震概念设计的原则去设计，力求使建筑外形更加规则，房屋结构形式应尽量避免采用上重下轻的结构形式。

3、利用横墙承重或者纵横墙共同承重的结构形式

多层砌体房屋在结构受力体系设计时，应避免因墙体局部失效而危及房屋整体安全。横墙承重或者纵横墙共同承重的结构形式，可以限制纵横墙的横向变形，增强多层砌体房屋的空间刚度以及空间整体性，有利于减少水平地震作用以及抗弯抗剪因素的影响。需要指出的是纵横墙的布置在空间上应该对称，平面上应该对齐，垂直方向应上下连接；在同一轴线上的窗间墙宽度应该均匀，这样才会提高房屋的空间整体稳定性和整体刚度。多层砌体房屋的横墙主要承担地震的横向作用，所以在横墙的设计以及施工中要注意他的强度和刚度，只有这两个条件达到了，横墙才能抵抗地震传来的横向力。另外，多层砌体房屋局部对地震反应敏感，且容易受地震破坏，所以局部尺寸也应该满足规范限值要求。

4、在局部位置设置剪力墙

沿多层砌体房屋高度设置一定数量的钢筋混凝土剪力墙的新型结构体系，可以提高砌体房屋的抗侧力强度和延性，拓宽砌体房屋在抗震区的应用范围．通过理论推导，给出了该种结构体系抗震验算的参考公式，并提出了相应的设计建议．分析结果表明，与普通砌体房屋相比较，设置钢筋混凝土剪力墙的砌体房屋具有较好的抗震性能和变形能力。

5、加设构造柱、圈梁

为了增加多层砌体房屋的整体性，可以在其内部设置闭合的圈梁。构造柱和圈梁可以对房屋起到约束作用，限制墙体开裂，增加房屋的延性，提高抗侧力能力，在受地震的冲击时可以防止或者延缓建筑物的突然倒塌。构造柱的设置应该根据多层砌体房屋具体情况来定，一般可以设置在连接位置比较薄弱或者应力易于集中的部位。为满足设计规范要求、加强延性，内部钢筋的配置可以选用I级钢。圈梁可以减轻地震时地基不均匀沉降对多层砌体房屋的影响，另外圈梁与构造柱一起在竖向平面对墙体起到约束作用，圈梁的设计也要满足设计规范要求。

6、选择质量可靠的建筑材料

由于多层砌体房屋选用钢筋混凝土构件比较少，所以他的抵抗地震作用的能力比较薄弱，所以在选材上面要给与高度重视，选用那些质量可靠、环保的材料。这就要求设计人员在设计方面要选材合理，施工管理人员要严把材料采购关和进场关，不符合设计要求以及质量要求的材料严禁使用。

7、加强楼梯间的整体抗震效能

楼梯间作为地震时的疏散通道，在提高多层砌体房屋的整体性以及抗震性方面相当重要。抗震规范对楼梯间的设计做了详细要求，在楼梯上下端对应墙体处设置4根构造柱，顶层楼梯间横墙、外墙应沿墙高每隔500mm设Φ6通长钢筋，各层楼梯间的墙体在休息平台或者楼层半高处设计混凝土带，配置砌体；多层砌体房屋楼屋面上的非结构构件以及楼梯间的非承重墙体，应采取与主体结构可靠连接。

8、在多层砌体的关键部位，通过加强配筋等措施，使建筑物满足抗震设防的要求

在多层砌体房屋的关键部位，适当调高10%左右的钢筋配筋率，并验算结构的脆性破坏。这样就会以较少的成本，提高建筑物抗震能力。

以上就是对多层砌体房屋的抗震出现的问题，设计应注意的事项、设防标准以及提高抗震性能措施的基本研究，希望在大家的设计和施工方面有一定的指导作用。

刘新春 多层砌体结构房屋抗震构造措施【J】民营科技，2012,NO.05

马洪旺 钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析与设计研究【J】大连理工大学，2010,NO.17

李瑞明 关注地震灾害 强化建筑抗震设计【J】中国新技术新产品，2009,NO.14