砌体结构抗震设计

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砌体结构抗震设计

作者:闫莉

来源:《中外企业家·下半月》 2013年第8





(郑州华信学院,河南 郑州 451150

要:因砌体结构材料属脆性材料,强度较低、变异较大、结构的整体性和抗震性能较差,在地基产生不均匀沉降或有温度变形作用时,极易产生各种裂缝,在长期的使用过程中会产生程度不同的损伤或破坏。笔者主要分析了砌体机构房屋容易倒塌的原因,提出了砌体结构建筑设计和施工时的注意事项。

关键词:砌体结构;抗震加固;加固方法

中图分类号:TU746 文献标志码:A 文章编号:1000-8772201322-0-01

砌体结构在我国房屋建筑中应用广泛,尤其是在广大村镇房屋建筑中占很大比重。目前,我国六七十年代建造的建筑和现在广大村镇多数的居民住宅,大多数都是砌体结构,但其中有相当部分的砌体结构并不满足现行抗震规范所要求的抗震加固。为此,如何提高砖砌墙体的抗剪强度和抗裂性能,及如何对已开裂的墙体进行加固修复也是当前砌体结构房屋中急待解决的问题之一。

一、砌体结构房屋容易倒塌的原因

地震的教训是深刻的,建筑物质量的好坏直接关系到人类的生命及财产的安全。下面从各方面报道及震区倒塌房屋的实际情况简单分析一下砌体结构房屋容易倒塌的原因。

其一,很多房屋采用了预制空心板,预制板不能形成良好的空间刚度,抗震能力很差,如果设计上采用加强措施,建筑应该是发生严重开裂而不至于倒塌,但是因为施工质量的问题,也导致大量预制板房屋的倒塌。

其二,部分倒塌房屋上下层的隔墙位置不对齐,下层倒塌的隔墙整齐的被切掉说明:该承重横墙在施工时不符合施工缝的留设规定,不符合施工规范,应该有施工责任,由于是纵横向混合承重的结构,估计部分墙体倒塌是罪魁祸首。

其三,倒塌的房屋有 370 墙变成了两个 120 墙的。在建筑设计中,120 墙是不允许作为承重墙使用的,在抗震验算时,120 墙的抗震性能是忽略不计的。

二、抗震设计

部分房屋采用扶壁柱加强,某种程度上保证了结构不倒塌。针对这些原因,可以从多个方面加固房屋结构的抗震作用。首先抗震设计应做好概念设计。所谓概念设计,是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。砌体结构抗震应满足在设防烈度情况下,砌体所承受的地震作用小于其抗震承载力。同时,采取构造措施保证建筑物的整体性。


减小房屋自重也可以减轻地震作用。在既定的设防烈度和地震分组情况下,地震作用大小主要由结构自身重量确定。结构自重大,地震时受到地震作用就大,因此,要减小地震作用,可减轻建筑物自身重量。

结构布置合理也可以提高建筑物抗震能力。砌体结构中纵横墙是抵抗地震作用的主要构件,必须要合理布置。优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。墙的布置要均匀对称,平面和立面布置要规则。根据情况设置防震缝,注意楼梯间的布置及受到削弱墙体的处理。

横墙数量在房屋中通常较多,总墙体承载面积通常能够满足抗震要求,但要注意限制横墙间距,减少大开间房间的数量,尽量使房屋成为刚性结构。纵墙的数量小于横墙,并且纵墙上需开设门窗等较大洞口,使纵墙抗震能力受到削弱。设计时要同建筑设计人员协商沟通,保证抗震规范对于纵墙的最低构造和计算要求,避免为追求时尚而在外纵墙上开过大的门窗洞口。

建筑物的整体性对抗震性能影响很大。设置构造柱和圈梁形成“弱框架”,对砌体变形进行约束,可以提高建筑物整体性,增强抗震能力。由于构造柱和圈梁是混凝土结构,造价较高,要进行合理布置,既要满足规范中的安全要求,又要注意经济性。

三、抗震设计的具体措施。

1.提高砂浆强度等级

墙体水平抗震力主要由砂浆与砖或砌块之间的粘结力提供。提高砂浆强度等级可以提高粘结力,使抗震能力加强。但要注意,当砂浆强度达到M10以后,这种加强作用变得不再明显,所以如果提高砂浆强度到M10,抗震能力仍然不足,就应想办法采取别的措施。

2.将墙体由240mm加厚到370mm

砌体房屋抗震力不足主要表现在底部一至三层,可以根据情况将墙体加厚,增大墙体承受水平作用的面积,可提高抗震能力。

3.设置构造柱

在墙体两端设置构造柱,可以提高墙体承载力10%左右。对于较长的墙体,可以在墙体中间增设构造柱参与抗震承载力计算,确定合理配筋,提高墙体的抗震能力。

4.采用配筋砌体

在墙体的水平灰缝处铺设钢筋网片,可以有效提高抗震能力。

5.特殊情况下可以采用开结构洞的方法

对于刚性方案房屋来说,局部墙体所承受的地震作用是根据该墙体的刚度占墙体总刚度的比例确定的,某墙体抗震承载力不足,可以尝试在墙体上开洞,调节地震作用在各墙体之间的分配,减少该片墙体分担的地震作用。

砌体结构由于材料来源广泛,施工设备和施工工艺比较简单,可以不用大型机械就能连续施工,再加上造价低廉,因而在房屋建筑工程中被广泛采用。但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差,所以砌体结构的抗震研究很有必要。

(责任编辑:时音菠)





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