基于多层砖混结构房屋抗震设计探讨

【摘 要】多层砖混结构的房屋建筑由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点而获得了广泛的应用。但是由于其自身的特点也导致了其抗震的性能比较差，因此，研究多层砖混结构房屋建筑的抗震设计对于指导我们工作的开展，进而保证人们的生命财产安全有着非常重要的作用。

【关键词】多层砖混；房屋抗震；构造措施

1、引言

砖混结构的房屋在我国是比较常见的建筑，主要是由于这种结构无论在选材上，还是施工的工艺上，抑或施工的成本上都有着非常大的优势。但是在关注其优点的时候，也应该注意到其不足之处，多层砖混砌体房屋建筑大部分使用机制空心砖以及混合砂浆来完成其砌筑的过程，并利用其内外砖墙的咬砌来实现整体的连接性，就决定了其脆性性质，抗震性比较差。由于多层砖砌体房屋对地震的敏感程度除与平面布置、防震缝、立面体形、结构的整体性和施工质量有关外，还与房屋的总高度有直接的联系。因此多层砖砌体房屋高度限值应符合《建筑抗震设计规范》要求。结构的整体性连接包括；圈梁、构造柱、墙体、楼（屋盖）结构及其相互间的连接。确保多层砖混结构房屋的抗震设。

（二）抗震计算方法

抗震计算是抗震设计的重要组成部分，是保证满足抗震承载力的基础。多层砖混结构房屋的抗震计算，可采用底部剪力法。对平面不规则和竖向不规则的多层砖房，宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。

底框-抗震墙结构的抗震计算内容有三部分：第一部分与砌体结构相同，计算底框-抗震墙中砖填充墙及其他各层砖墙的抗震承载力，以及底框-抗震墙中混凝土剪力墙设计值.计算过程与砌体结构相同.在底框-抗震墙计算中，不考虑框架承担的地震作用，也即地震作用全部由抗震墙承担。第二部分计算底部各榀框架承受的侧向地震作用及每榀框架中各框架柱由地震倾覆力矩产生的附加轴力.底框-抗震墙的地震剪力要根据上下层侧移刚度比乘以一个1.2～1.5的增大系数；然后将地震剪力在框架-和抗震墙之间进行分配，分配时混凝土剪力墙的侧移刚度要乘以0.3的折减系数，砖填充墙要乘以0.2的折减系数，非抗震墙（如隔墙）则不应在模型交互输入中输入；上部砌体房屋产生的地震倾覆力矩按刚度分配到各榀框架和抗震墙，再按各柱的转动惯性力矩计算柱的附加轴力。第三部分在底框-抗震墙中的混凝土剪力墙，软件将根据其承受的剪力、轴力和由倾覆力矩产生的弯距设计值，计算出各片剪力墙的端部纵向钢筋面积和水平分布筋面积。

2、多层砖混结构房屋抗震设计存在的问题

2.1房屋超高或超层问题

城市砖混结构住宅建设中，房屋超高或超层问题。特别是底层使用功能设计为商铺的砖房，高度往往超过限值1m以上，超过了规范限值；在“综合楼”、“商住楼”一类的砖混结构房屋中，底层或顶层有采用“混合”结构体系，即为满足部分大空间需要，在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构，甚至有的仅将构造柱和圈梁局部加大，当作框架结构，结构体系不明确、不合理。

2.2部分设计设置不足

砖混结构住宅中为追求大客厅，布置大开间和大门洞，有的大门洞间墙宽仅有240mm，并将阳台作成大悬挑（悬挑长度大于2m）；部分“局部尺寸”不满足要求时，有的不采取加强措施，有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢；住宅砖房中限于场地或“造型”，布置成复杂平面，或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐，或墙体沿竖向布置上下不连续等等。多层砖混结构房屋抗震设计中，所采取的抗震措施区别较大。构造柱和圈梁的设置多数设计富余较大，部分设计设置不足（含大洞口两侧未设构造柱）；抗震连接措施设计不完整或未交待清楚。

3、多层砖混房屋建筑的抗震设计具体要点

3.1 多层砌体房屋的总高度和层数限值及构造柱

多层砌体房屋的总高度和层数，不超过相关的规定，应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。砖砌体房屋各层数和烈度在外墙四角、错层部位横墙与外墙交接处、较大洞口两侧、大房间内外墙交接处均应设置构造柱。构造柱最小截面可采用240mm×180mm，纵向钢筋宜采用4?12，箍筋间距不宜大于250mm且在柱上下端宜适当加密；7度时超过6层、8度时超过5层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4?14，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。构造柱与墙连接处宜砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2?6拉结筋、每边伸入墙内不宜小于1m。

构造柱应与圈梁连接；隔层设置圈梁的房屋，应在无圈梁的楼层增设配筋砖带，仅在外墙四角设置构造柱时，在外墙上应伸过一个开间，其他情况应在外墙和相应横墙上拉通，其截面高度不应小于四皮砖，砂浆等级不低于M5。 构造柱可不单独设里基础，但应伸入室外地面下500mm，或锚入浅于500mm的基础圈梁内。

3.2对于建筑平面以及立面的布局要求

建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。抗震设计中，建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则，结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加剧地震的破坏力度，对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻，房屋重心尽可能降低，避免采用错落的立面，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，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案，即使不可避免时，也应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复杂，平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。在实际工程设计中，应尽可能兼顾建筑造型，又满足使用功能要求的前提下，将平面布置、立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方，同时又能有效地提高工程的抗震性能。

3.3对于纵墙以及横墙的布置要求

在我们对于多层砖混结构房屋建筑的抗震设计中，我们应首先考虑使用横墙承重或者纵横墙共同承重的结构体系， 这种结构体系比较对称，受力比较均匀，沿平面内最好要对齐， 沿竖向最好要上下连续，针对同一轴线上的窗间墙宽度最好做到均匀。

多层砖混结构房屋建筑的整体刚度、稳定性和其抗震的性能有着直接关系，因此，我们在设计过程中普遍使用纵墙或横墙承重。应注意的是因为非承重方向的约束墙体比较少， 而且间距又比较大，所以房屋在这一方向上的刚度会相比较弱一些，空间的刚度以及整体性也会较差，所以抗震的能力比较差。在地震比较严重的时候，墙体由于平面外的失稳而首先受到破坏，然后才会导致房屋的倒塌。针对这一特点，在两个方向上做好纵、 横墙混合承重的布置，可以有效地对其变形进行控制，进而增加了空间的刚度以及整体性，，对于房屋的抗震性能有着较好的提升作用。

在对墙体进行布置的时候，应首先考虑使用纵墙贯通这种平面布置方法，如果纵墙不可以进行贯通布置，那么我么要做好在纵横墙交接位置的布置，比如设置钢筋混凝土构造柱等。 当地震发生的时候，横墙承担了地震中的横向震力，因此，不仅要确保横墙具有足够的承载力，还要确保在地震发生时能够很好地将横向震力传递到横墙的水平刚度。此外，针对抗震墙的设计，要确保其能够很好地传递水平震力。目前，GB 50011 -2010中对于多层砖混结构房屋建筑抗震墙之间的间距有着明确的规定：7度设防的时装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖的多层砖混房屋抗震横墙最大间距为 15 m。如果这一横墙间的距离比较大，纵向砖墙则会由于比较大的变形而导致平面之外出现弯曲破坏，进而楼盖将不再能够传递水平地震力，这就使得多层砖混结构房屋建筑的抗震能力有所下降。

3.4对于刚度以及整体性的要求

在设计时要考虑刚度以及整体性方面的要求，主要是因为房屋是由纵、横向承重构件以及楼盖组成的，有一定空间刚度的结构体系，这就使得其抗震性能与房屋的刚度、整体性之间存在着直接关系，确保楼盖的刚性是保证其它侧力构件合理的分配震力的前提。在抗震设计中，当楼盖在浇灌以后，对于平面上墙体对齐的要求则可以在一定程度上进行放宽，这是因为此时砌体结构的空间变形是可控制的。在抗震验算中，多层砖混房屋底层往往不容易满足抗震要求，即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承力验算。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。一些试验表明，配筋多孔砖墙体可以有效地提高墙段的抗震性能，减少脆性，增加延性，增强砖混房屋的抗震性能。水平配筋砖砌体的砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5，水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋，配筋率不应小于0.07% ，也不宜大于0.17%，间距不应大于400mm，钢筋锚固长度不宜小于180mm。

3.5对于设置圈梁和构造柱的要求

在多层砖混结构房屋建筑中，圈梁是一种性价比很高的措施，它对于提高房屋的抗震能力十分有利。这主要是因为在地震过程中，圈梁可以与构造柱共同作用，这样就对墙体在竖向平面内进行了约束，对于墙体裂缝的扩大有着很好的遏制作用。圈梁是增强房屋整体性、加强各部分墙体连接的有效措施。多层黏土砖房的现浇钢筋混凝土圈梁构造，应符合下列要求：圈梁应闭合、遇有洞口应上下搭接，圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底，规范规定增设的基础圈梁。截面高度不应小于180mm，配筋不应少于4?12，（砖拱楼、屋盖房屋的圈梁应按计算确定，但配筋不应少于4?10。

设置构造柱可以明显改善多层砖混房屋的抗震性能。多层砌体房屋应在外墙四角；错层部位横墙与外纵墙交接处；大房间内外墙交接处；较大洞1：1两侧设置构造柱。

构造柱截面尺寸。纵向钢筋和箍筋间距应符合抗震规范要求，箍筋间距在柱上下端宜适当加密：构造柱与墙连接处宜砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2?6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m；构造柱应与圈梁连接，以增加构造柱的中间支点，构造柱的纵筋应穿过圈粱的主筋，保证构造柱纵筋上下贯通。

4、结束语

多层砖混结构是当前多层住宅的主要结构形式。重视多层砖混结构房屋抗震设计，提高房屋抗抗震设计的质量，是减轻地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施，才能保障广大人民在可能发生的地震灾害中的生命、财产安全。

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