理工期刊论文发表-砖混结构住宅抗震构造措施浅析

发布时间：2013-07-11

　　摘要：砖混结构住宅在地震作用下容易造成较大的损坏。对结构采用科学合理的构造措施进行研究，为设计人员提出合理化建议，从而有效提高结构的抗震性能具有重要的现实意义。

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　　目前我国仍处于社会主义初级阶段，城乡发展和东西部地区发展极不平衡。普通的砖混结构房屋由于具有建造成本低廉、就地取材方便、施工技术简单等优点，对于经济欠发达的中小城镇以及运输条件较差的广大农村地区仍然是应用最为广泛的一种结构形式。通过改善砖混结构的抗震构造措施，提高结构在地震作用下的承载能力，可明显降低人员伤亡和财产损失，对地震区内结构设计人员进行抗震设计时提供有益的参考。

　　1. 地震作用对砖混结构的影响

　　地震作用包括水平地震作用和竖直地震作用，在地震力的作用下结构除了承受竖向荷载的作用还要承受水平方向剪切力和弯矩、扭矩等荷载的作用。砖混结构材料各向异向的特性导致结构构件的抗拉性能和抗弯性能都很低，材料的抗压性能好。结构在承受包括水平作用效应和竖直作用效应的地震作用时，必须通过采用有效的抗震构造措施来提高结构整体的稳定性以及抵抗水平作用效应下形成的抗弯、抗拉性能。各结构构件之间也必须要形成有效的联接。

　　2. 选择合理的砖混结构体系

　　在进行砖混结构设计时，要结合房屋的构造要求，充分考虑各种对结构受力有利的条件，尽量提高结构的抗震性能，要做到结构布置规则、简单、对称，避免在震时产生较大的局部变形。砖混结构体系应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱，或采用约束砌体、配筋砌体等[1]。

　　3. 砌体结构的延性设计

　　按照我国抗震设计的基本原则：“小震不坏，中震可修，大震不倒”，对于一个结构体系在进行地震作用承载力设计时，取到小震水平即可。在中震和大震作用时，则依靠结构构件的延性去抵抗荷载的效应。

　　3.1设置多道抗震防线

　　一个结构体系如果想要具有好的抗震性能，其各个子结构体系及构件也必须具有良好的延性。以往地震实践表明，每次发生强烈地震之后往往伴随若干次余震，如果结构体系只具有一道防线，那么这个结构体系将会在接下来的余震作用下，因构件的累积损伤而倒塌。一个科学合理的抗震结构体系应使结构体系本身具有足够的冗余度，人为设置一系列的屈服区以吸收和耗散地震能量，一定的屈服变形可以有效降低结构的刚度，导致结构在地震作用下的反应减小，结构构件内力也相应减少。设置延性构件能有效提高结构抗震性能，避免结构在遭遇大震时出现倒塌的情况。

　　3.2对结构的薄弱部位采用强化措施提高抗震能力

　　结构在遭遇大震时并不存在安全储备，判断结构的薄弱部位应以构件的实际承载能力进行分析。避免结构的实际承载能力出现局部突变，这样可能会导致塑性内力重分布进而出现塑性变形集中。要避免在加强局部薄弱构件时出现的局部刚度过大，从而在薄弱构件区域出现应力集中，要综合考虑结构整体的刚度、承载力的协调。在结构抗震设计时，应该有意识、有目的地控制薄弱层出现的位置，要使薄弱层具有较高的变形能力又不能发生薄弱层转移，这在结构抗震设计中是应该必须注意的。工程设计人员在进行抗震设计时应明确把握抗震措施的基本要求和构造基本抗震措施的基本要求，通过自主分析找到科学的设计方法从而使结构满足抗震设防标准的要求。

　　4.抗震构造措施合理化分析

　　4.1场地地基和基础

　　在进行建筑结构设计时，要根据当地地震活动的情况、工程地质勘察报告以及工程的实际需要选择对结构有利的地段作为建筑场地。要避开对工程不利的地段，如果受条件限制无法避开时必须采取有效的措施和采用相应的地基处理方法。地基处理方法有很多种，以液化土和软土地基为例常用的处理方法有：换土处理、密实处理、加筋处理、灌浆法和搅拌法[2]。工程设计人员应综合考虑场地的具体情况以及当地的施工技术水平采用经济、合理的地基处理方法。在进行结构的基础抗震设计时，必须保证基础结构的整体性和稳定性，可以考虑通过加大钢筋混凝土的使用量等措施提高基础的刚性抗震能力。近十年来，国内外的工程人员通过在基础上与上部结构相联接的部位设置隔振系统来降低地震作用效应对上部结构的影响，效果十分显著，这种隔振系统包括橡胶隔振系统和摩擦隔振系统。它的原理是通过在建筑物底部和基础顶面之间设置隔震装置,延长结构的自振周期,使结构避开地震波的高能频带。隔振系统本身能够提供适当阻尼使建筑物的地震反应大大减弱[3]。大量的工程实践证明这种系统具有稳定的、显著的消耗地震能量的作用，值得引起工程设计人员的重视和推广。

　　4.2上部结构的构造措施

　　4.2.1墙体构造措施

　　由于砖混结构墙体的抗拉性能不够，决定了当其遭受地震的反复作用时，容易在墙体内产生斜裂缝和交叉裂缝，从而对墙体造成破坏。墙角处的受力情况复杂且缺少结构对墙体的约束，容易出现因应力集中而产生的破坏。楼梯间的墙体由于没有水平楼盖的约束作用不能形成空间结构体系且其水平方向刚度较大，会承受较多的地震作用力，因此容易出现破坏的情况。另外，纵横墙交叉处以及山墙位置由于受力情况复杂，也容易因应力集中产生破坏。设计时应对此类位置的墙体通过加强砌体及砂浆的强度等级和增设拉结钢筋等构造措施来提高结构的抗震性能。

　　4.2.2圈梁、构造柱的设置

　　房屋结构是由纵横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，结构的整体空间刚度以及整体稳定性是决定其抗震能力强弱的主要因素。砖混结构通过增设圈梁和构造柱能显著提高结构的整体稳定性和刚度，并能对墙体裂缝提供有效的约束限制，同时使结构获得较大的延性，是重要的抗倒塌措施，是砌体结构延性设计的重要组成部分。圈梁应闭合设置，遇有洞口时要上下搭接。构造柱设置应重点考虑以下几个方面进行布置，房屋的四角以及相应的转角，楼梯间的四角，纵横墙的交叉位置和较大洞口的两侧。

　　5.总结

　　由于地震作用本身的随机性很强，现阶段人类掌握的科学技术知识还不能准确的预测地震的发生，甚至是完全不能预测的。对于砖混结构来说，结构工程师在进行抗震设计时，能准确理解与把握地震作用的特殊性和砖混建筑的结构特点，通过科学合理的设置构造措施来提高结构的抗震性能是十分必要的。

　　参考文献

　　[1].GB50011-2010.建筑抗震设计规范.[S].2010.(11)

　　[2].韩建刚.古秀杰.李居文等.土力学基础工程.重庆大学出版社.[M]. 2011.(309)

　　[3].杜东升.王曙光.刘伟庆.孙臻.高层建筑组合隔振的设计方法及应用.[J]. 东南大学学报(自然科学版)2010.(05)

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