淺談砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

鄭展展 劉姍姍

摘要：地震作為危害最大的自然災(zāi)害之一，在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展與人口密度不斷增加的今天會造成越來越大的損失。提高房屋建筑的抗震能力是有效降低地震危害的方法之一，因此，如何提高房屋建筑的抗震性能成為建筑設(shè)計(jì)中的熱點(diǎn)議題之一。而砌體結(jié)構(gòu)在我國房屋建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，及時發(fā)現(xiàn)房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)中的問題并有效解決，同時進(jìn)行正確的抗震設(shè)計(jì)，不僅能為解決建筑學(xué)議題提供一個方向，也能為減少地震對砌體結(jié)構(gòu)房屋的危害做出獨(dú)特的貢獻(xiàn)，減少人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，因此是勢在必行的。

關(guān)鍵詞： 砌體結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)，自然災(zāi)害

1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

現(xiàn)今房屋建筑中的砌體結(jié)構(gòu)，由于剛度大，且為了經(jīng)濟(jì)性及砌體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的特殊性，墻體中配置鋼筋有限，延性較差，耗能能力較差，導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能較差，這些問題由砌體結(jié)構(gòu)的材料特性及設(shè)計(jì)人為等因素造成。想要彌補(bǔ)房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性能差的缺陷，就需要認(rèn)真研究房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不同因素造成的問題，做到有的放矢，有針對性的提出解決方法。

1.1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范

房屋建筑需要按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行建造，遵守相關(guān)法律法規(guī)，達(dá)到相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。我國也有有關(guān)房屋建筑抗震的法律法規(guī)要求，建造房屋建筑時達(dá)到法律要求的這些標(biāo)準(zhǔn)，有利于提高房屋的抗震性能，在地震中更好的保護(hù)人員與財(cái)產(chǎn)安全。然而現(xiàn)實(shí)生活中，在房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常常出現(xiàn)房屋超層或超高等有違建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的現(xiàn)象。而這一現(xiàn)象在建筑的底層是商鋪時出現(xiàn)的更多，有時更是會出現(xiàn)高度超出限值1 m 以上這一嚴(yán)重降低房屋建筑抗震性的現(xiàn)象。

在作為住宅的房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，不遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的現(xiàn)象也時有出現(xiàn)。為了吸引購房者，房地產(chǎn)商在進(jìn)行房屋建筑的設(shè)計(jì)時，會為了滿足購房者的購房心理，做出違反房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律的設(shè)計(jì)。如為了滿足購房者追求大客廳的心理，在設(shè)計(jì)時會設(shè)計(jì)大開閘或制作大門洞，由此造成門洞間墻只有240 mm?；蚴菫榱藵M足部分大空間需要，在房屋建筑的底層或頂層采用“混雜”結(jié)構(gòu)體系，局部采用鋼筋混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)這些局部的尺寸與需要不相符，建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混雜時，房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往沒有與之相關(guān)的加強(qiáng)措施，無法及時應(yīng)對這些臨時事件，會使房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能進(jìn)一步降低。

1.2 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完善

或是由于抗震理念樹立的不到位，或是由于進(jìn)行房屋建筑其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足，或是由于設(shè)計(jì)者專業(yè)水平不夠，在房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時總是會出現(xiàn)設(shè)計(jì)不完善的現(xiàn)象，或是交代不清楚，或是忽視建材采用標(biāo)準(zhǔn)。例如，在多層磚房砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，有時相近的多層磚房也會采用等級相差甚遠(yuǎn)的砌體或是采用區(qū)別較大的抗震措施。在構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置上，有些設(shè)計(jì)有較大的富余，有些設(shè)計(jì)則會設(shè)置的不足，并且多數(shù)設(shè)計(jì)會出現(xiàn)設(shè)計(jì)不完整或未交待清楚的現(xiàn)象。

2 房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

為達(dá)到“小震不壞”“中震可修”“大震不倒”這三個我國建筑抗震設(shè)防水準(zhǔn)的目標(biāo)，提高房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)的抗震性，對房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，需要針對房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)提出方案。

2.1 抗震概念設(shè)計(jì)

在房屋的高度和層數(shù)上，根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定，多層砌體承重房屋，墻的厚度應(yīng)該不小于240mm。并且由于砌體結(jié)構(gòu)的高度層數(shù)與地震災(zāi)害中建筑的破壞程度成正比，采用砌體結(jié)構(gòu)的房屋建筑的總層數(shù)不應(yīng)超過GB50003-2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)中所要求的條件。在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)在條件允許的情況下率先使用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系，同時注重提升墻體中薄弱環(huán)節(jié)的抗震能力，使墻體均勻受力并避免因一處破壞導(dǎo)致整個墻體乃至整個單元結(jié)構(gòu)的坍塌。在立面布置與平面布置方面，建筑的平面布置和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置最好做到規(guī)則、對稱，平面形狀應(yīng)有良好的整體作用。如無必要情況，在房屋建筑的屋頂不要有大會議室等空曠房間，在房屋建筑的底層不要設(shè)計(jì)較多的大門洞，即使一定要進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)，也要有必需的結(jié)構(gòu)措施來加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與建設(shè)，以彌補(bǔ)由此造成的安全隱患等情況，防止房屋建筑抗震性大幅度降低。

2.2 抗震設(shè)計(jì)中的抗震措施

在布置與實(shí)施具體的抗震措施之前，要注意進(jìn)行抗震計(jì)算這一工作?？拐鹩?jì)算是房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)的重要組成部分，能為實(shí)施抗震措施提供數(shù)據(jù)支持，使得抗震措施能夠準(zhǔn)確有效的解決安全隱患?？梢允褂脭M靜力法即底部剪力法進(jìn)行一般性的計(jì)算，但是也要考慮到現(xiàn)實(shí)生活中的多種因具體情況而異的地震效應(yīng)，靈活的進(jìn)行計(jì)算。

構(gòu)造柱及圈梁設(shè)置方面，正確使用構(gòu)造柱能有效提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗震性及豎向承載能力和抗壓性，而且圈梁的設(shè)置經(jīng)事實(shí)證明對抵抗地震災(zāi)害也是行之有效的，并且圈梁還有方便施工的優(yōu)點(diǎn)。但在構(gòu)造柱的使用中要注意設(shè)置構(gòu)造柱不能破壞或改變砌體的剛性性質(zhì)，構(gòu)造柱的截面不宜過大，數(shù)量不易過多，構(gòu)造柱的截面過大或數(shù)量過多，將影響砌體墻的特性，甚至成為以混凝土柱為主的墻段，而使墻段的抗剪作用由混凝土起主導(dǎo)作用（國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集）。構(gòu)件間的連接方面，構(gòu)造柱應(yīng)與每層的圈梁連接以保障房屋建筑整體性要求。為達(dá)到最佳抗震效果，構(gòu)造柱與磚墻的連接處最好砌成馬牙槎。墻體轉(zhuǎn)角、T字或十字交接處應(yīng)同時砌筑以保護(hù)墻與墻的連接處，加強(qiáng)這一薄弱點(diǎn)的抗震性能。構(gòu)造柱應(yīng)從下一層伸到屋頂間頂部并與頂部圈梁連接來穩(wěn)定屋頂間的連接。懸臂構(gòu)件的連接部分也是不可忽視的部分之一，女兒墻的穩(wěn)定措施6度～8度時，240mm厚無錨固女兒墻高度不宜超過0.5m。各處間的連接屬于房屋建筑的薄弱部分，尤其應(yīng)該加以關(guān)注以采取加強(qiáng)措施。房屋整體性及剛度方面，要注意提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的整體性，這是由于建筑物整體的穩(wěn)定性能夠?qū)Ψ课萁ㄖ目拐鹉芰ζ疠^大作用。

3 結(jié)語

砌體是一種多應(yīng)用于民用建筑的制作墻體的傳統(tǒng)材料，砌體結(jié)構(gòu)則是由塊材和砂漿砌筑而成的墻，柱作為建筑物主要受力構(gòu)件，是以砌體為主制作的結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)包括磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和其他材料的砌塊結(jié)構(gòu)，可分為無筋砌體結(jié)構(gòu)和配筋砌體結(jié)構(gòu)這兩種結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)在我國的中小城市與部分城鎮(zhèn)中應(yīng)用比較廣泛，這是由于它有可以就地取材，具有很好的耐久性及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性，有較好的保溫隔熱性能等優(yōu)點(diǎn)。同時，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比更為節(jié)約水泥和鋼材，并且砌筑時不需模板及特殊的技術(shù)設(shè)備，較為簡便易操作，具有普適性，還適應(yīng)環(huán)保理念潮流，可節(jié)約木材。然而金無足赤，砌體結(jié)構(gòu)也有著自重大、體積大與砌筑工作繁重等由于自身特點(diǎn)而有的缺陷。最為重要的是，砌體結(jié)構(gòu)由于這些缺陷而抗震性能較差，一旦有地震發(fā)生，砌體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生破壞，易造成房屋倒塌等災(zāi)害，從而加大了地震對財(cái)產(chǎn)與人員安全的危害。

由于砌體建筑的經(jīng)濟(jì)性，其在城鎮(zhèn)及村莊的建設(shè)中具有很大優(yōu)越性，所以提出對砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增強(qiáng)抗震性能的建議，以期減少地震災(zāi)害中人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。1、建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行抗震規(guī)范及砌體規(guī)范，不做超規(guī)范的設(shè)計(jì)，底框結(jié)構(gòu)從嚴(yán)設(shè)計(jì)，內(nèi)框架等被新規(guī)范取締的結(jié)構(gòu)形式，不予設(shè)計(jì)，對甲方提出的要求，合理即采納；尤其對地基處理，雜填土，濕陷性黃土等影響建筑安全的隱患，一定要求處理；要求施工方嚴(yán)格按照圖紙施工，不偷工減料，保證施工質(zhì)量；尤其對圈梁及構(gòu)造柱的設(shè)置及施工，保證結(jié)構(gòu)整體性，提高結(jié)構(gòu)延性及耗能能力，提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。