論述砌體結構房屋的抗震設計研究

吳健輝

大慶高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設計院

論述砌體結構房屋的抗震設計研究

吳健輝

大慶高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設計院

伴隨著現階段我國的經濟社會發(fā)展趨勢，建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層房屋已隨處可見。近年來，自然災害頻繁發(fā)生，其中地震對房屋的損害尤為嚴重。想要從根本上防治地震災害對高層房屋的震害情況，要從房屋的砌體結構入手，根據實際的情況，進行對砌體結構的改進和優(yōu)化。本文將以地震對高層房屋的震害程度為背景，對砌體結構房屋的抗震設計進行研究和探討。

砌體結構；震害；抗震設計

一、砌體結構房屋的震害

地震對建筑物的破壞作用主要是由于地震波在土中傳播引起強烈的地面運動而造成的。砌體結構房屋受震害破壞的情況是：地震時，在地震作用下，主要是水平地震作用影響下，砌體結構房屋的破壞情況隨著結構類型和抗震構造措施的不同而不同。對于多層砌體結構的房屋，當水平地震作用沿著房屋的橫向時，水平地震作用主要通過樓蓋傳至橫墻，再傳至基礎和地基，這時橫墻主要受到剪切，當地震作用在墻內產生的剪力超過砌體所能承擔的抗剪承載力時，墻體就會產生斜裂縫或交叉裂縫。當水平地震作用沿著房屋的縱向時，它主要通過樓蓋傳至縱墻，再傳至基礎和地基，如果窗間墻很寬，縱墻將以剪切破壞為主，如果窗間墻很窄，就可能會產生壓彎破壞。

二、砌體結構房屋抗震設計的一般規(guī)定

1、房屋總高度和層數的限制

如今建筑行業(yè)發(fā)展形式迅速，隨著城市化進程的不斷加快，越來越多的高層建筑開始進行施工建設。據建筑施工調查顯示，房屋的樓層越高，當發(fā)生地震時受到的震害就越大。根據對砌體結構的主要特點與受震事例表明，房屋的高度和樓層層數進行限制對減少房屋受震害程度是很有必要的。

2、房屋高寬比的限制

房屋建設總體上在樓層增加的同時，對房屋內部的使用面積也在逐漸擴大。經過試驗可得知，大面積戶型的受震害程度會比戶型較小的房屋受震害程度嚴重，墻體的彎曲破碎程度也明顯有所不同。對此，在房屋的建設設計時，要根據到房屋受震害的最大限度來進行對房屋高寬比例的設定。

3、墻體的布置

房屋內部的主要空間通常都是有墻體進行切割分布的。同樣，墻體也是在震害中主要的承受力量，所以，對房屋墻體的設計和建設對房屋的抗震能力有很大的影響。我們在對墻體的設計布置時要從多角度進行分析和考慮，并要經過多次抗震害檢測。主要的注意事項有以下幾點：

3.1合理確定墻體的主要承重體系

墻體作為主要的承重體系，在分布中應注意縱橫墻分擔承重的方法，目的在于將承重力量進行分解，減輕承重壓力。并且在對窗間墻寬的設計中，要注意同一軸線上的創(chuàng)建寬要均勻，以免在受震過程中出現墻體的歪斜和彎曲。

3.2橫墻間距

在橫縱強承重中，橫墻是主要的承重部分。當房屋內的橫墻之間的間距小且分布密集，那么房屋的承重能力較為良好。但當如果房屋的樓蓋質量較差，剛度不夠，那么房屋中承重能力較弱的部位率先受到破壞，反之縱墻在其中起到了主要承重的作用。如果墻體出現裂縫，裂縫的位置靠近其中的一面承重墻，那么在地震來臨時，裂縫靠近的那一面墻首先受到震害的威脅。通過這幾種情況，我們可將對抗震因素分為三點，分別是樓蓋的剛性程度、橫縱墻體在房屋中的承重水平以及墻體分布的密度。三種因素在房屋砌體結構的抗震效果中，起到了非常關鍵的作用。

3.3墻段的局部尺寸

在地震發(fā)生時，通常是墻體的某個局部受到的震害比較嚴重，不影響房屋的整體安全性能。但是往往是因為局部的受損，降低了房屋整體的抗震能力。如果是房屋的主承重墻的局部受到嚴重的震害導致破裂和扭曲，很容易對房屋的整體結構造成影響，從而引起房屋的整體坍塌。地震發(fā)生是突發(fā)性的災害，強度也時而不同。對于強度劇烈的震害發(fā)生時，對墻體的破壞程度也會越重，所以要控制地震對房屋墻體的破壞是非常重要的。

4、平立面的布置和防震縫的設置

在進行對房屋的平立面構圖設計時，對房屋內部墻體的布局、以及樓層的整體構造都要進行科學的、合理的設計布置。需要注意的是，在對防震縫的設計時，要根據房屋的實際情況進行設置。但是當房屋內部的總體形勢復雜，沒有適合設置方針分的位置時，要對房屋結構的抗震性能做整體的評估，加強總體上的抗震性能。

5、抗震結構體系

①抗震結構體系的建立，要從多方面進行考慮和分析。首先房屋的設計圖要清晰簡明，對抗震措施和主要部位要做明顯標注；其次對主要受震區(qū)域做好抗震強度預警，防治因地震造成的墻體扭曲和變形等情況的發(fā)生；

②抗震砌體結構的組成和分布，要按照抗震設計中的標準規(guī)定來對建筑材料進行選購和使用，要求砌體的結構構件擁有良好的抗震減震能力，從根本中對地震災害進行防范；

③房屋結構的連接，要做到房屋的整體統(tǒng)一，不能出現分節(jié)、脫離整體的現象；

④房屋的設計和建造時要建立起房屋的抗震支撐系統(tǒng)，充分做好對地震災害的預防工作，保證震害對房屋結構的破換程度達到最小。

6、對地基和基礎設計的要求

①對結構單元的設定要根據不同的地基結構進行設置和建設；

②在同一個地基上，對房屋結構的主體要具有完整性，并且對結構的設置和抗震能力程度要做到統(tǒng)一標準，以免在地震中由于局部抗震能力較弱，引發(fā)房屋的歪曲和坍塌現象的發(fā)生。

③對于房屋地基的建造，如果地基較為柔軟，那么就要在房屋承重墻的建造時，加設基礎圈梁，防止在地震發(fā)生時，地基下陷，影響房屋整體的抗震性能。

三、砌體結構房屋抗震設計構造措施

1、鋼筋混凝土構造柱

提高幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開洞情況有關。但是直至破壞，構造柱始終能與墻體結合在一起共同工作，對加強結構的整體性效果很好；同時，構造柱是在墻體破裂之后才能充分發(fā)揮作用的，而當墻體破壞之后，水平地震力又將大為降低。因此構造柱也不必使用過大的截面或配置過多的鋼筋來提高它本身的抗剪能力。

2、現澆鋼筋混凝土圈梁

設置鋼筋混凝土圈梁可以加強多層磚房縱橫向各墻體間的連接，增強房屋的整體性和剛度。圈梁形同一個箍緊樓、屋蓋的水平橫箍；圈梁連同構造柱一起，加強了樓屋蓋、墻體的整體性、穩(wěn)定性，以約束墻體裂縫的開展，使之有較高的變形能力，有效地提高了房屋的抗震性能。因此設置圈梁是多層磚砌體結構房屋抗震的重要措施。

參考文獻：

[1]邢曉東.對砌體結構房屋的抗震設計方法探討[J].理論研究，2011（7）

[2]砌體結構房屋的抗震鑒定與加固研究[J].山西建筑，2011（17）