抗震设计在房屋建筑应用

发布时间：2017-04-12

　　我国民居大部分依旧采用砖混结构建造，为了保证房屋质量，确保人民生命财产安全，建筑论文建议必须加强多层砖混结构房屋的抗震性能。在实际建设中，砖混结构建筑存在构造措施不合理、砌体材料脆性以及自身承重限制等诸多问题，这些都影响着砖混房屋的抗震性能。但是，通过从建筑方案规划到实际布置圈梁、构造柱等多种措施，可以合理有效的提升多层砖混房屋的抗震性，以确保房屋的性能安全，同时也保证了人民的生命财产的安全。《广州建筑》(双月刊)创刊于1973年，由广州市建筑总公司科学技术信息中心主办。本刊以发表建筑领域的应用性研究成果或实践经验性技术论文为主，内容包括建筑设计、施工、检测与监测技术、新工艺、新技术、新材料、新设备及科研成果的应用等。可供从事建筑设计、科研、施工、监理、质检和房地产开发等专业的广大工程技术人员、管理人员及有关专业大专院校的师生参考。

　　摘要：目前我国很大一部分民居建设依旧采取的是砖混结构，所以提高砖混结构房屋的抗震性能至关重要。本文通过分析砖混结构自身存在的问题，提出了相应的措施来提升砖混结构房屋的抗震性能。

　　关键词：多层砖混结构;质量控制;刚度;房屋设计

　　长期以来，虽然框架结构已经被广泛应用，但全面来看砖混结构依旧是我国最常用的建筑结构之一。砖混结构使用材料的便捷性以及施工程序的简单特点，也让其成为建筑领域的首选，尤其在民宅建筑中应用较多。但砖混结构房屋由于自身特点存在抗震性能弱的问题，所以，研究砖混多层结构房屋的抗震性能对保证建筑安全有着重要的意义。

　　一、砖混结构在抗震方面出现的问题

　　(一)平面、立面缺乏规整性

　　在多层砖混结构房屋中，平面和立面的规整性对房屋整体的抗震性能至关重要，如果平面不规则，则质量中心和刚度中心很难重合在一起，两者的偏离会导致房屋在地震中产生巨大的扭转效应，迅速的破坏房屋结构。同时，要避免平面布置上出现凹凸，这会产生应力集中，在发生地震时破坏房屋的整体结构。另外，要保证立面规则。立面不规则是指竖向刚度的不均匀，竖向的不均匀大部分是由于构件布置的不均引起的，比如在设计中需要构建大空间或者为了要突出立面效果人为的使墙体中断。这种不均匀容易导致薄弱层的出现和刚度突变的发生，而布置转换层则更容易使整体结构传力复杂，在遭遇地震时极容易被破坏。同时，很多建筑设计时为了追求立面效果，而采用错落立面，这种设计在地震时也极容易受到破坏。

　　(二)构造设置不合理

　　根据以往的地震灾害情况显示，在砖混结构的房屋中，合理设置构造柱对房屋的抗震性能有积极作用，但这并不表示构造柱越多越好。设置构造柱的初衷是提高砖混结构房屋的变形力和承载力，更好的让砖墙与构造柱协同工作。但若一味地使用构造柱，也会出现构造柱与墙体无法协同工作，构造柱两侧墙体长度不够的情况。类似这种情况一旦发生地震，则房屋无法以一个整体结构去抗震，而是分割成若干个剥离构件，导致构造柱对墙体的抗裂作用不明显，整体结构破坏速度反而大大加快。此外，合理的设置圈梁在多层砖混结构房屋中也有着重要意义。圈梁如果设置偏多，会造成抗震墙数量不足，结构构件之间连接不牢固。这样就无法发挥圈梁加强内外墙连接以及房屋整体性的作用，反而会损害房屋结构的整体性。因此，在设置构造柱和圈梁时必须注意其位置的合理性及其数量。

　　(三)缺乏抗震性能的验算和复核

　　目前，在一些传统的砖混房屋设计中，缺乏对砖混房屋的构造进行抗震承载力的验算及复核，只是单纯依据设计经验进行抗震设计，从而导致砖混结构的房屋砌体的强度等级相距过大，无法符合抗震结构设计施工的规范要求。在实际操作中，多层砖混结构房屋的抗震设计还存在很多问题，针对这些存在的问题，设计工作人员应该提高认识，认真分析，重视房屋建造前的设计验算，以确保多层砖混结构房屋设计抗震性能符合相关规范。

　　二、增强多层砖混结构建筑抗震性的措施

　　(一)提出合理的建筑方案

　　为了有效提升砖混房屋的抗震性，在建设之初就应该选择合理的建筑方案。砖红建筑应在平面、立面上尽量对称。在设计上追求简单，避免错层和较大的外挑的出现，刚度和质量中心尽可能重合，以减少地震时可能发生的扭转，确保建筑的整体性。此外，随着房屋高度和层数的不断增加，地震带来的危害也必然增大，所以必须严格控制砌体房屋的总层数和总高度，在方案框架内，减少层数、降低高度都有利于抗震减灾。

　　(二)增强房屋的刚度与整体性

　　构件的连接是影响砖混结构房屋的刚度及整体性的重要因素，下部房屋与楼盖的连接，纵、横墙交接处的连接等都对房屋的整体性有着重要影响，多以必须选择合适的楼盖类型。按照各抗侧力构件的刚度分配是刚性楼盖的分配机制，多层砖混结构房屋中，现浇钢筋混凝土屋盖和楼板具有良好的抗震特性。作为刚性楼盖，现浇钢筋混凝土屋盖和楼板可以加强墙体和楼盖的连接，并有效控制层间变形，同时它也避免了弹性楼盖墙体没有可靠的支座约束倒塌的弊端。此外，设置配筋圈梁也可以防止地基的不均匀沉降，以提高房屋的抗震性能。

　　(三)合理布置纵横砖

　　研究表明，墙体面积与多层砖混房屋的抗震性是成正比的，这表明适当的增加墙体面积对提升房屋抗震性是有利的。多层砖混建筑的底层是承受地震效应最大的结构，在底层设计中增加墙体面积可以增强房屋的抗震性。多层砖混房屋的主要承重构件即为纵、横墙，合理的对纵、横墙进行布置，避免墙体出现裂缝、倾斜等问题破坏房屋的整体性。在布置纵、横墙时，两个方向的刚度要尽量接近，避免出现非承重方向刚度薄弱的情况发生，结构优先考虑横墙承重或与纵墙共同承重，保证结构的刚度和整体性。此外，应当重视纵、横墙的连接，在连接处要进行加强，例如，可在建筑中增加强构造配筋，增设钢筋混凝土构造柱。为了防止地震时纵、横墙连接处被拉开，可增设水平拉筋，保证房屋结构的整体性。在房屋构造中，横墙承担着大部分的稳定责任，所以在布置横墙时要注意间距和数量，按照相关规范，防止因横墙间距问题导致纵墙提前被破坏。

　　(四)合理增加墙面面积及砂浆强度

　　历次地震灾害的教训表明，多层砖混结构房屋的砂浆强度等级与墙体的抗震能力有重要关系。在多层砖混结构房屋建设中，经过检验，上面几层房屋在地震中影响不如底层，相对比较容易满足其抗震需求。而在地震中，第一二层通常容易成为薄弱层，在地震中很难满足抗震要求。要提高第一二层的抗震性能，可以通过提高砂浆的等级和改变墙体的承载面积来完成。

　　(五)有效设置房屋圈梁及构造柱

　　在多层砖混房屋结构建设时，沿楼板水平面设置圈梁可以加强房屋的稳定性和整体性，有效增强内外墙体的连接。设置圈梁后，可以有效的约束楼板和纵横墙形成箱体结构。设置圈梁还可以有效减少地面裂缝的出现，以及非均匀沉降对房屋造成的危害，特别需要指出的是设置基础顶和屋顶的圈梁是防止砖混结构房屋不均匀沉降和提升房屋刚度最好的构造措施。此外，应合理的在多层砖混结构房屋中设置构造柱，当地震发生时，构造柱发生的滑移摩擦及塑性变形可以消耗一部分地震能量，从而减轻地震损害。构造柱的设置要严格按照规范进行。例如针对横墙较少的房屋，应按照房屋增加一的层数设置构造柱。规范中的“大房间”是指长度大于7.2m，“较大洞口”指的是洞宽不小于2m。同时，做好构件间的连接措施，例如，在构造柱与砖墙连接处应当砌为马牙槎，沿墙高每隔500mm设置2φ6拉结钢筋与承重墙或柱拉结，每边伸入墙内不应少于1m。