浅谈砌体房屋抗震结构设计

摘要：在我国的县城、村镇上有着随处可见的砌体房屋，因为砌体结构曾经是我国民用建筑最广泛采纳的结构形式。但是砌体材料抗拉、抗弯、抗剪的能力较低，导致砌体结构房屋承受地震作用的效果较差。因此，在进行砌体结构设计时结构布置得当，抗震构造措施设计合理，计算要点准确明了，从这些方面来提高砌体结构房屋的抗震能力。我们对多层砌体房屋的抗震性能越高，那么抗震设计要求就越严谨。

关键词：砌体房屋；结构设计；抗震设计

近年来，全球进入了地震活跃期，我国也频发地震。尤其是5.12汶川大地震造成大量地面建筑物倒塌与破坏，其中当属砌体结构房屋受破坏程度最严重，比例最高，并造成大量人员伤亡以及财产损失。此后国家连续多次修订了《建筑抗震设计规范》。规范中对砌体房屋明确了规则性的要求：加强房屋底部的质量要求；加强楼盖的整体性；缩小最大横墙间距等要求，以达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的基本原则，也使得我国砌体结构房屋抗震设计水平跨上了新的台阶。

一、砌体房屋抗震设计的原则和方法

建筑平面与立面布置、结构选型、抗震计算、构造措施、施工质量都是影响砌体房屋抗震性能的重要因素。所以抗震设计的主要内容有以下几点。

（一）建筑平面与立面布置

房屋平面布置对称、规则：避免墙体局部突出或凹进；尽量避免开间尺寸较大的房间布置在整体的两端；建筑物的刚度中心和质量中心应该尽量接近。

房屋立面布置规则：由于建筑物墙体破坏主要是剪力破坏且下层破坏比上层破坏严重，因此，建筑物的刚度和质量分布应沿着竖直方向由下至上依次变小，且均匀变化；避免局部突出；楼层不宜错层。

楼梯间布置规则：不宜布置在房屋端部的第一开间和转角处；不宜突出和开设大窗口，以免切断楼层圈梁；特别注意顶层墙体的稳定性。

（二）结构选型

1、承重方案的选择

砌体房屋设计时应优先选择横墙承重或者纵横墙承重。纵横墙的布置应均匀对称、沿平面对齐、沿竖向连续。窗间墙在同一轴线上应均匀。在建筑物的同一独立单元内宜使用相同的结构材料。

2、设置防震缝

规范要求在房屋的里面高差大于6m，房屋有错层且楼板高差较大，各部分刚度和质量不同时应设置防震缝。

防震缝应沿房屋全高设置，基础可不设置，且在防震缝两边应设置抗震墙。按照抗震烈度不同，砌体房屋的防震缝宽度可设为50mm—100mm。

3、地下室与基础

地下室对房屋上部结构影响较大，砌体房屋应选择刚度较大的基础类型。软弱地基上应沿外墙和承重内墙设置一道基础圈梁。

二、砌体房屋抗震计算分析

首先要确定砌体结构房屋的计算简图才能进行准确的抗震计算，而确定计算简图要考虑以下几点：

第一，将地震的水平作用在房屋的两个主轴方向上分别进行抗震验算；第二，地震作用下结构的变形为剪切型；第三，房屋的各层楼盖水平刚度无限大，只做平移运动，所以各抗侧力件在同一楼层标高处侧移相同。

对地震作用进行抗震验算时应该以防震缝所划分的结构单元为计算单元；计算单元中各楼层的集中质点应设在楼、屋盖标高处，各楼层的重力荷载应包括楼、屋盖重力荷载及其上下墙体各半层的重力荷载。

三、对附属构建进行抗震设计及验算时的注意事项

《建筑抗震设计规范》中明确要求房屋的结构选型不应出现刚度和强度的突变。然而突出屋面的结构显然存在突变，其抗震设计应采取可靠措施。比如：计算分析时，采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等结构的地震作用效应应乘以增大系数3，。采用振型分解法时，突出屋面构件可作为质点进行计算，丹药根据计算结果采取加强构造措施。

四、砌体房屋设计中常用的抗震构造措施

在砌体房屋抗震设计中经常用的构造措施一般有设置钢筋混凝土构造柱、钢筋混凝土圈梁、墙体间进行拉结和保证楼（屋）盖与墙柱之间连接几种方式。

（一）钢筋混凝土构造柱

钢筋混凝土构造柱的作用有：提高墙体的抗剪承载力，加强结构的整体性，约束墙体变形，防止墙体倒塌，提高无筋砌体延性。

（二）钢筋混凝土圈梁

钢筋混凝土圈梁的抗震作用有：加强纵横墙之间的连接，加强房屋的整体性和刚度；限制墙体平面外的变形；与构造柱整体现浇，共同发挥约束作用。

（三）墙体间的拉结

开间尺寸大的房间的外墙转角处以及内外墙交接处应沿墙高间隔500mm设置拉结钢筋，并且钢筋伸入墙体不小于1000mm。

后砌筑的自承重墙体应沿墙高间隔500mm设置与承重墙或柱连接的拉结钢筋，并且每边伸入墙体不小于500mm。

当抗震烈度为8、9度时，长度大于5.1m的后砌筑非承重墙体的墙顶尚应与楼板或者梁拉结。

（四）、楼（屋）盖梁板与墙柱之间连接

1、现浇钢筋混凝土楼、屋面板伸入墙体长度应大于120mm；

2、装配式钢筋混凝土楼、屋面板，若圈梁与板标高不同，板端部伸入外墙长度应大于120mm，伸入内墙长度应大于100mm，在梁上应大于800mm。

3、预制钢筋混凝土板跨度大于4.8m且与外墙同向时，靠外墙的预制板应与墙体或圈梁拉结。

4、梁与砖柱连接时不能减小砖柱的横截面；独立的砖柱应在上下都有可靠连接。

结束语：目前砌体结构多应用于多层房屋，且在城乡建设中占有很足的分量，关系到人民群众的各个方面，是人民群众生产生活的主要场所。在设计时，设计人员必须重视看似简单的结构抗震计算。出了严格执行图集规范上的要求外，还应对规范未涉及的一些问题给予重视。提高砌体房屋抗震设计质量，降低地震对砌体房屋的破坏程度，对保护广大人民群众生命财产安全又至关重要的作用。

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