浅谈多层砌体结构抗震设计

摘要：砌体结构是建筑工程中使用最广泛的结构形式之一，它在我国住宅建筑中所占比例高达80％，但这种结构的材料整体性差，易发生脆性破坏，抗震性能低，未经合理抗震设计和正常施工的砌体结构更是存在严重的安全隐患。本文针对砌体结构的特点，对多层砌体房屋抗震计算进行了分析，探讨了多层砌体结构的布置，提出了对附属构件进行抗震设计及验算时应注意的事项，并列出了多层砖房构造柱及现浇混凝土圈梁的设置要求，以完善多层砌体结构的抗震设计。

关键词：砌体结构；抗震设计；构造柱；圈梁

中图分类号： TU973+.31 文献标识码： A 文章编号：

前言

砌体结构房屋是我国民用建筑的主要结构类型之一，在我国城镇建设中，这类房屋的数量最多，分布最广。但是这类房屋建筑，由于是由脆性材料的粘土砖和砂浆砌筑而成，在未合理的抗震设计时，其抗震性能一般来说是较差的。尽管砌体结构的抗震性能如此之差，然而在城镇建设中，由于我国人口集中，土地有限，所以我们不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体的抗震性能，提高它的建造层数和高度，满足抗震需要。

1震害在砌体结构中的表现

地震震害表明：6、7度区房屋破坏较轻，少数墙柱出现弯曲水平裂缝：8度区出现倒塌或局部倒塌。主体结构发生破坏：9度区房屋破坏较为严重，倒塌率很大。在地震作用下，结构类型和抗震措施的不同是造成砌体结构房屋破坏情况不同的原因。主要有以下两种。

1、结构承载力不足引起破坏

房屋在受到地震的横向影响时，水平地震作用大部分是通过楼盖传给横墙，再传到基础和地基，这时横墙承受着主要震力，当地震作用所产生的震力大干砌体抗震承载力时，墙体上的交叉裂缝或斜裂缝便随之产生；当水平地震纵向影响房屋时，水平地震作用大部分是通过楼盖传给纵墙，再传给基础和地基。

2、由构件间连接不牢而引起的破坏

有的砌体结构的房屋承载力很高，构件的尺寸也比较大，可往往由于支撑系统不完善、：睦接不牢靠、整体性较差而破坏。地震时这种破坏也比较常见，如厂房中的砖柱如果没有与楼盖屋盖连接牢靠，就会导致局部砖柱发生弯曲断裂，致使整个厂房倒塌。

2砌体结构平面和立面的布置

砌体结构的平面和立面形式是整个结构设计中一个非常基础、重要的内容。需要考虑抗震的房屋，建筑平面、立面应当尽可能的简洁、规则。结构的重心与刚度中心尽量一致。砌体结构房屋的平面布置不规则时质心与刚度中心很难重合在一起，地震作用下所产生的扭转效应大大加剧了结构被破坏的力度；应当对体型不规则房屋中的偏离结构刚心远端的墙段进行重点验算。建筑物的立面应尽量避免头重脚轻，尽可能降低房屋的重心．尽量不要采用错落的立面，屋面突出建筑部分不应过高，防止地震时鞭梢效应的发生，同时应当控制好结构刚度的均匀性和竖向强度。

建筑设计应在抗震要求下进行，不应采用很不规则的设计方案，就算不可避免，也要尽量在合适的部位设置防震缝，使平面很不规则，体型复杂的建筑布局，分成几个比较规则的独立单元。在实际的建筑设计中，应当在满足建筑造型和使用功能要求的前提下，将建筑物立面设计得比较美观大方、简洁，规整。还能有效地提高建筑的抗震性能。

3砌体结构房屋的抗震措施

1、增强砌体结构房屋的刚度及整体性

砌体结构房屋是由纵墙、横墙和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，它的抗震能力取决于结构的空间刚度和整体性。采用现浇钢筋混凝土的楼板和屋盖可以提高结构的整体性、水平刚度，是比较理想的抗震构件。楼板及屋盖良好的水平刚度可以给荷载传递提供良好的条件，上下墙体没有对齐的时候，楼板及屋盖传递一部分的水平力的作用，同时楼、屋盖也可以增加对墙体的约束。

2、合理布置纵墙和横墙

多层砖混房屋以纵、横墙体作为主要的承重构件，地震中主要是因为承重纵、横墙的破坏导致房屋垮塌，所以合理的布置纵、横墙可以很大的提高房屋抗震性能。多层砖混房屋应该优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。尤其是在两个方向都布置适当的纵、横墙混合承重的房屋，可以承受的纵、横两个方向的地震作用及抗弯、抗剪都比较大。

3、增加墙体面积与提高砂浆强度

通过对以往地震破坏的房屋的研究发现，多层砖混房屋的砂浆强度等级高低及墙体面积大小与抗震能力成正比，适当增加墙体面积、提高砂浆强度等级可以有效地提高房屋的抗震能力，是减轻震害的有效途径之一。

4、设置圈梁和构造柱

在多层砖混房屋中沿楼板标高设置水平圈梁，不但加强了内外墙的连接．还增加了房屋的整体性。墙体被圈梁和构造柱在竖向平面内进行约束，限制墙体裂缝开展不会沿伸出两道圈梁之间，并减小了裂缝与水平面的夹角，保证了墙体的变形能力和整体性，提高了墙体的抗剪能力。设置圈梁还可以减轻地震带来的地基不均匀沉降和地表裂缝造成的影响。

4单层砌体结构厂房的抗震措施

1、用钢筋混凝上屋盖的单层砖柱厂房的抗震构造措施可以参照钢筋混凝土柱厂房的规定。采用瓦木屋盖时，满铺望板比无望板的抗震能力强得多，望板可以阻止屋架的倾斜。震害表明，没有设上弦和下弦水平支撑的楞摊瓦屋盖，屋架比较容易产主倾斜甚至倒塌，因此厂房要具有屋盖支撑系统，保证屋盖纵向有足够的稳定和刚度，满足抗震的要求。

2、在厂房中设置圈梁可以提高其整体性，但预制的圈梁抗震性能比较差，地震时容易拉断，因此圈梁虚尽量现浇并在厂房柱顶标高处沿房屋承重内墙及外墙闭合。当地基土是软弱液化土、粘性土、新填土或不均匀的土层时。地震时基础易出现裂缝。所以基础顶面应当设置基础圈梁，减轻地震带来的裂缝。当圈梁既抵抗不均匀沉降又当门窗过梁时，圈梁除满足抗震设计构造要求外，还应对其受力进行受力计算。

3、在地震中屋架与砖柱出现连接不牢靠，常见有柱头破坏甚至屋盖坍落。为了加强砖柱与屋架的连接，砖柱顶部的垫块应与圈梁整体浇注，垫块与屋架的预埋件可采用焊接或螺栓连接。如果垫块厚度或配筋过小，预埋件则不能锚固牢靠。垫块的厚度不应小于240mm，并应配置不少于两层直径不小于8mm间距不大于l00mm的钢筋网片。

4、砖柱厂房抗震的薄弱部位就是山墙。地震作用时容易产生外倾和倒塌，出现这种现象的主要原因是山墙与屋盖拉结不牢。所以应当在山墙顶部设置钢筋混凝上卧梁，利用卧梁内的预埋件来屋盖锚拉构件。在山墙壁柱中配置刚进筋，可以防止或减轻山墙开裂，壁柱的配筋和截面不应小于排架柱，并应通到墙顶与屋面构件、卧梁连接。

结柬语

在建筑设计和结构设计阶段，应采取措施尽可能使各个墙段具有相近的安全度，在纵横两向及各个墙段之间实现“等强”设计。结合当前墙体改革的需要，从节约能源、变废为宝、增强墙体抗震性能出发，研究新结构、新材料、新工艺、新技术，以满足我国城镇建设可持续发展的要求。当前出现的配筋约束砌体在强度、整体性、耗能性能等方面均优于传统的砌体结构，应推广使用。

参考文献：

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