多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)

1、磚混結(jié)構(gòu)由于選材方 國(guó)當(dāng)前建筑中使用最 構(gòu)多采用粘土磚和混 目的。在地震設(shè)防地 其脆性性質(zhì)，變形能 高房屋的抗震性能具 規(guī)范，結(jié)合自身設(shè)計(jì) 幾方面。、科學(xué)布局建筑平面和立面多年來(lái)磚混房屋是我 占90%以上。醇混結(jié) 有一定整體連接性的 料和連接方式?jīng)Q定了 善砌體結(jié)構(gòu)延性，提 規(guī)范、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 震設(shè)計(jì)上應(yīng)注意以下多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)便、施工簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低等特點(diǎn)， 廣范的建筑形式；其中民用住宅建筑中約 合砂漿砌筑，通過(guò)內(nèi)外磚墻的咬砌達(dá)到具 區(qū)，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材 力小，導(dǎo)致房屋的抗震性能較差；因此改 有極其重要意義。根據(jù)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì) 的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為，在多層磚混房屋

2、抗建筑平面和立面 設(shè)計(jì)中，建筑平面、 對(duì)于結(jié)構(gòu)平面布置不 產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，大大 心遠(yuǎn)端墻段的抗震驗(yàn) 用錯(cuò)落的立面，突出 時(shí)應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)豎向、重要的內(nèi)容?？拐?與剛度中心相一致。 合，在地震作用下會(huì) 屋應(yīng)注意偏離結(jié)構(gòu)剛 盡可能降低，避免采 時(shí)發(fā)生鞭梢效應(yīng)，同建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)的規(guī)整性是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)十分基礎(chǔ) 立面宜盡可能簡(jiǎn)潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心 規(guī)則的房屋質(zhì)心與剛度中心往往不容易重 加劇地震的破壞力度；對(duì)體型不規(guī)則的房 算。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕，房屋重心 屋面建筑部分的高度不應(yīng)過(guò)高，以免地震 強(qiáng)度和剛度的均勻性。計(jì)方案，即使不 面特別不規(guī)則的建筑 盡可能

3、兼顧建筑造型 設(shè)計(jì)得較為規(guī)整、簡(jiǎn)縫，將體型復(fù)雜，平 實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng) 布置、立面外觀造型 的抗震性能。可避免時(shí)，也應(yīng)盡量在適當(dāng)部位設(shè)置防震 布局分割成幾個(gè)相對(duì)規(guī)則的獨(dú)立單元。在 ,又滿足使用功能要求的前提下，將平面 潔、美觀大方；同時(shí)又能有效地提高工程二、砌體房屋的總層數(shù)及總高度不應(yīng)該超限值歷次震害證明， 以控制磚砌體房屋的 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（ 規(guī)定：多層砌體房屋震破壞程度越大，所有很大的作用。現(xiàn)行砌體房屋的層數(shù)越多，高度越高，它的地總高度及總層數(shù)對(duì)減少地震時(shí)帶來(lái)的震害GB5001什2001）對(duì)多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強(qiáng)制 的總高度及層數(shù)應(yīng)滿足表 1中的限值。表1房屋的層數(shù)和高度限值

4、（m ）房屋 類別最小厚度 （4）烈度6789高度層 數(shù)高度層 數(shù)高度層 數(shù)高度層 數(shù)多 層 砌普 通 磚240240190190242121218777212118217767181815186656121244體多孔 傳 多 孔 傳 小 砌 傳底部 卜匡架 抗震 墻多 排柱 內(nèi)框 架240240221675221675191364（注：室內(nèi)外高差大于 0.6m時(shí)，房屋總高度應(yīng)允許比表中數(shù)在設(shè)計(jì)中房屋 總重的一半左右，房 用，同時(shí)加大對(duì)底部 部墻體產(chǎn)生過(guò)大的壓 弱地震影響的有效途三、增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性據(jù)適當(dāng)增加，但不因?yàn)闃巧w重量占房屋 半層樓的陽(yáng)U向地震作 覆力矩過(guò)大，使得底 層數(shù)、

5、降低層高是削應(yīng)多于1.0m） 總高度及總層數(shù)應(yīng)同時(shí)滿足上標(biāo)的限值， 屋總高度相同，多一層樓蓋就意味著增加 的傾覆力矩。在中、強(qiáng)地震作用下，因傾 力或剪刀而被破壞，故此減輕自重、減少 徑之一。房屋是縱、橫向 能力的強(qiáng)弱取決于結(jié) 各自側(cè)移剛度分配地 平剛度大的優(yōu)點(diǎn)，是 整體性，增大樓板的 為以剪切變形為主的 使荷載傳遞具有良好 到一定的傳遞水平力 采現(xiàn)澆樓、屋蓋是一 的部位增設(shè)構(gòu)造柱， 設(shè)置配筋圈梁可限制 屋的抗震性能。的結(jié)構(gòu)體系，其抗震 蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按 蓋具有整體性好、水 落問(wèn)題，增加房屋的 予以適當(dāng)放寬，因作 樓板及屋蓋水平剛度 現(xiàn)澆樓板及屋蓋能起 墻體的約束。因此， 定性的方法，在適當(dāng)

6、體性的作用；另外， 穩(wěn)定性，從而提高房承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個(gè)具有空間剛度 構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。剛性樓 震作用的保證。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋 較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除滑移、散 剛度，而且對(duì)平面上墻體對(duì)齊的要求也可 砌體結(jié)構(gòu)，層間變形是可控制的。較強(qiáng)的 的條件，平面上，當(dāng)上下墻體不對(duì)齊時(shí)， 的作用，同時(shí)樓、屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對(duì) 種較好的增強(qiáng)樓房結(jié)構(gòu)空間剛度和整體穩(wěn) 并配置些構(gòu)造鋼筋，也能達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整 散落問(wèn)題，增強(qiáng)空間剛度，提高結(jié)構(gòu)整體四、合理布置縱墻和橫墻多層磚混房屋的 主要承重構(gòu)件是縱、橫墻體，在地震中主要由于承重縱、橫墻在象，進(jìn)而使房屋造到作用。多層磚混房屋的布置宜均勻?qū)ΨQ

7、，寬度宜均勻。房屋的磚混房屋一般采用縱房屋該方向剛度較弱體由于平面外的失穩(wěn)縱橫、墻混合承重的整體性，對(duì)承受縱、置時(shí)，應(yīng)盡量采用縱處采取加強(qiáng)措施，也配筋；必要時(shí)還可以性，防止縱、橫墻交地震力作用下產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)傾 破壞；所以合理布置縱、橫墻對(duì)提高房屋 應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的 沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同 空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決定著房屋抗 墻或橫墻承重，由于非承重方向的約束墻 ，空間剛度和整體性均較差，拉震能力低 而先行破壞，進(jìn)而引起整個(gè)房屋倒塌。而 房屋，由于其限制了縱、橫墻的側(cè)向變形 橫兩個(gè)方向的水平地震作用及抗彎、抗剪 墻貫通的平面布置，當(dāng)縱墻不能貫通布置

8、可在縱、橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造斜、錯(cuò)動(dòng)、倒塌等現(xiàn) 抗震性能起到很大的 結(jié)構(gòu)體系，縱、橫墻 時(shí)一軸線上的窗間墻 震能力的高低，多層 體少，間距大，因而 ；在高烈度地區(qū)，墻 在兩個(gè)方向適當(dāng)布置 ，增強(qiáng)了空間剛度和 都非常有利。墻體布 時(shí)，可在縱橫墻交接 柱，并適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造每隔一定高度放置水平拉結(jié)構(gòu)筋如26500以加 強(qiáng)房屋整體在地震中多層磚 承載力，而且樓蓋必混房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔(dān)，不 須具有能將地震力傳給橫墻的水平僅要求橫墻有足夠的剛度；對(duì)抗震橫需的剛度要求?，F(xiàn)行距不應(yīng)超過(guò)規(guī)范中表凝土樓、屋蓋的多層墻會(huì)因過(guò)大的層間變力，從而導(dǎo)致地震力提高房屋的抗震能力墻最大間距的構(gòu)造規(guī)定就是為了

9、滿足樓蓋建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范( GB50011-2001)對(duì)傳遞水平地震力所 規(guī) 定：房屋抗震橫墻的間決 7.1.5 的要求，其中， 8 度設(shè)防時(shí)，現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混磚混房屋抗震橫墻最大間距為15m。 當(dāng)橫墻間距過(guò)大時(shí)，縱 向磚形而產(chǎn)生出平面的彎曲破壞，使樓蓋失去還未傳到橫墻，縱墻就已先破壞；所以有傳遞水平地震力的能效地控制橫墻間距能五、適當(dāng)增加墻體面積與合理提高砂漿強(qiáng)度歷次震害表明，成正比，提高墻體面多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小積、砂漿強(qiáng)度等級(jí)能有效地提高房屋的抗及砂漿強(qiáng)度等級(jí)高低震能力，是減輕震害接處被拉開。的有效途徑之一。在滿足抗震承載力的要層，往往不容易滿足6 層磚混房屋的抗震

10、驗(yàn)算中，上面幾層的地震作用較小，容易求，而底部一、二兩特別是第一層的地震作用力較大，是薄弱要求；但若改變部分墻體的承載面積或適 當(dāng)提高砂漿的強(qiáng)度等級(jí)，如將部分 240mmfe的承重墻改為 360mmfe的墻，或?qū)⑸皾{強(qiáng)度等級(jí)由M琳高到M10,則在抗震結(jié)果中顯示滿足抗震要求?？梢娫谶M(jìn)行6層磚混房屋的抗震驗(yàn)算時(shí),適當(dāng)增加底部12 層 墻體面積或提高砂漿強(qiáng)度能有效地提高房屋的整體抗震能力。當(dāng)施工質(zhì)量控制 等級(jí)為B級(jí)時(shí)，齡期為28天的以毛截面計(jì)算的普通磚和燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表2 采用；砌體的軸心抗 拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和拉剪強(qiáng) 度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3 采用。表 2 燒結(jié)普通磚和燒

11、結(jié)多 孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(Mpa)磚強(qiáng)度等 級(jí)砂漿強(qiáng)度等級(jí)砂漿強(qiáng)度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82MU101.891.691.501.300.67沿砌體灰縫截面破壞時(shí)砌體的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，彎曲 抗拉表3強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（Mpa）砌體類別強(qiáng)度類別破壞特征砂漿強(qiáng)度等級(jí)M10M7.5M5M2.5燒結(jié)普通科，燒結(jié)多孔科軸心抗拉沿齒縫0.190.160.130.

12、09彎曲用1沿齒縫0.330.290.230.17沿通縫0.170.140.110.08抗剪0.170.140.110.08比照以上兩表， 度等級(jí)的砂漿砌筑， 值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 計(jì)強(qiáng)度也相應(yīng)提高，燒結(jié)多孔科用不同強(qiáng)、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)類別砌體的以上各設(shè)砌體的強(qiáng)度，增加砌可見對(duì)于相同類別的砌體，燒結(jié)普通科或 其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 是不同的，隨著砂漿強(qiáng)度等級(jí)的提高，同 所以可見提高砂漿強(qiáng)度等級(jí)，能有效提高體的承載力，從而達(dá)到提高磚混房屋抗震性能的目的。六、有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱多次震害調(diào)查表 震能力，減輕震害。 的連接，增強(qiáng)房屋的明，圈梁是多層磚房的一種經(jīng)濟(jì)有效的措在多層磚混房屋

13、中設(shè)置沿樓板標(biāo)高的水平整體性。由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱形結(jié)構(gòu)，能有效地約 分發(fā)揮各片墻體的抗 行約束，可提高樓蓋 圈梁與構(gòu)造柱一起對(duì) 超出兩道圈梁之間的 能力，提高墻體的抗 縫對(duì)房屋的影響，特束預(yù)制板的散落，使磚墻出平面倒塌的可 震能力。圈梁作為邊緣構(gòu)件，對(duì)裝配式樓 ,屋蓋的水平剛度，同時(shí)能保證樓蓋起一 墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束，限制墻體裂 墻體，并減小裂縫與水平面的夾角，保證 剪能力。設(shè)置圈梁還可以減輕地震時(shí)地基 別是屋蓋和基礎(chǔ)頂面處的圈梁具有提高房施，可提高房屋的抗 圈梁，可加強(qiáng)內(nèi)外墻 、橫墻構(gòu)成整體的箱 能性大大降低，以充 、屋蓋在水平面內(nèi)進(jìn) 整體橫隔板的作用。 縫的開展，且不沿伸

14、墻體的整體性和變形 不均勻沉陷與地表裂 屋的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置應(yīng)符合現(xiàn)行建筑抗震設(shè) 計(jì)規(guī)范的要求?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接，圈梁宜與預(yù)制 板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底。圈梁的截 面高度不應(yīng)小于 120mm配筋應(yīng)符合表4的要求。表4磚房圈梁配筋要求配筋烈度6、789最小縱筋410412414最大箍筋間距(mrm250200150多次實(shí)驗(yàn)表明，磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后能提高磚混房屋的延性，發(fā)揮防止磚砌體側(cè)向擠出塌落的約束作用；設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱能使砌體的抗剪承載力提高1030%提高砌體的變形能力，是有效的抗倒塌措施。另外，在多層磚混房屋中合 理地設(shè)

15、置構(gòu)造柱，能起到增強(qiáng)房屋整體性的作用，還可以利用其塑性變形和滑移摩 擦來(lái)消耗地震能量， 從而大大提高抗震能力?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造的設(shè)置部位應(yīng)符 合建筑抗震規(guī)范的要 求。構(gòu)造柱最小截面可采取 240X 180mB 8度超過(guò)五層時(shí)，構(gòu) 造柱縱向 鋼筋宜采用414,箍筋間距不應(yīng)大于 200mm且在柱上、下端宜適當(dāng)加密。房屋四角的構(gòu)造可適 當(dāng)加大截面及配筋，構(gòu)造柱與墻體連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并應(yīng) 沿墻高每隔500毫米設(shè)中6拉結(jié)鋼筋，每邊 伸入墻內(nèi)不宜小于1s七、在合理位置 的墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋在抗震驗(yàn)算中，多層磚混房屋底層往往不容易滿足抗震要求，即使有時(shí)在適當(dāng) 部位加設(shè)構(gòu)造柱也不能完全滿足抗震承力驗(yàn)算。為了提高墻體的抗震能力，可在抗 震力不夠的承重墻段內(nèi)配置水平鋼筋，使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔(dān)。一些 試驗(yàn)表明，配筋多孔 科墻體可以有效地提高墻段的抗震性能，減少脆性，增加延性，增強(qiáng)科混房屋的抗震性能。水平配筋磚砌體的砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5,水平鋼筋宜采用HPB235 HRB33弼筋，配筋率不應(yīng)小于 0.07% ,也不宜大于0.17%,間距不 應(yīng)大于400mm鋼筋錨固長(zhǎng)度不宜小 于180mm八、其它措施多層磚混結(jié)構(gòu)房 來(lái)彌補(bǔ)砌體房屋脆性 現(xiàn)以預(yù)防為主的設(shè)計(jì) 于建設(shè)工程只有在抗 筑工程具備合理的抗屋可以通過(guò)建筑上的