多層磚混結構房屋的抗震設計探討

程 剛

1 概述

磚混結構由于選材方便、施工簡單、工期短、造價低等特點，被廣泛應用于住宅、辦公樓、學校和醫院等民用建筑，多年來磚混房屋是我國當前建筑中使用最廣泛的一種建筑形式;其中民用住宅建筑中約占90%以上。磚混結構多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內外磚墻的咬砌達到具有一定整體連接性的目的。在地震設防地區，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式決定了其脆性性質，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差，因此改善砌體結構延性，增設圈梁和構造柱，對提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。如何增強砌體房屋的抗震能力，本文結合自身施工設計的實踐經驗，認為在多層磚混結構房屋抗震設計中應注意以下幾個方面的問題。

2 建筑場地的選擇

選擇建筑場地時，應根據工程需要，掌握地震活動情況，工程地質和地震地質的有關資料，對抗震有利，不利和危險地段作出綜合評價(見表1)。對不利地段，應提出避開要求，當無法避開時，應采取有效的措施。

表1 有利，不利和危險地段的劃分

建筑場地的類別劃分，應以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為準。

3 科學布局建筑平面和立面

建筑平面和立面的規整性是整個結構設計中一個十分基礎、重要的內容。合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的，提倡平、立面簡單對稱。因為震害表明，簡單、對稱的建筑在地震時較不容易破壞。而且道理也很清楚，簡單、對稱的結構容易估計其地震時的反應，容易采取抗震構造措施和進行細部處理。

平、立面布置規則，使各部位受力均勻，減少薄弱環節。由于地震作用的隨機性和復雜性，從歷次的震害分析，體型不規則結構震害較重。如果無法將改變建筑的布局，那么可以通過設置防震縫將復雜的建筑分成規則的單元，減輕震害。在實際工程設計中，應盡可能兼顧建筑造型，又滿足使用功能要求的前提下，將平面布置、立面外觀造型設計得較為規整、簡潔、美觀大方;同時又能有效地提高工程的抗震性能。

4 砌體房屋的總層數及總高度不應該超限值

歷次震害證明，砌體房屋的層數越多，高度越高，它的地震破壞程度越大，所以控制磚砌體房屋的總高度及總層數對減少地震時帶來的震害有很大的作用?，F行GB 50011-2001建筑抗震設計規范對多層砌體房屋的總高度和總層數有了強制性規定:多層砌體房屋的總高度及層數應滿足表2中的限值。

表2 房屋的層數和總高度限值

對于醫院、教學樓等及橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應比表2的規定降低3 m，層數相應減少一層，各層橫墻很少的多層砌體房屋，還應根據具體情況再適當降低總高度和減少層數。多層磚混結構的房屋，層高不要超過3.6 m。

5 合理布置縱墻和橫墻

多層磚混房屋的主要承重構件是縱、橫墻體，在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產生裂縫，嚴重者會出現傾斜、錯動、倒塌等現象，進而使房屋遭到破壞;所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系，縱、橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續，同時一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。墻體布置時，應盡量采用縱墻貫通的平面布置，當縱墻不能貫通布置時，可在縱橫墻交接處采取加強措施，也可在縱、橫墻交接處增設鋼筋混凝土構造柱，并適當加強構造配筋;必要時還可以每隔一定高度放置水平拉結筋如2Φ6@500，以加強房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。

6 有效設置房屋圈梁和構造柱

多次震害調查表明，圈梁是多層磚房的一種經濟有效的措施，可提高房屋的抗震能力，減輕震害。在多層磚混房屋中設置沿樓板標高的水平圈梁，可加強內外墻的連接，增強房屋的整體性。由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱、橫墻構成整體的箱形結構，能有效地約束預制板的散落，使磚墻處平面倒塌的可能性大大降低，以充分發揮各片墻體的抗震能力。圈梁作為邊緣構件，對裝配式樓、屋蓋在水平面內進行約束，可提高樓蓋，屋蓋的水平剛度，同時能保證樓蓋起一整體橫隔板的作用。圈梁與構造柱一起對墻體在豎向平面內進行約束，限制墻體裂縫的開展，且不延伸超出兩道圈梁之間的墻體，并減小裂縫與水平面的夾角，保證墻體的整體性和變形能力，提高墻體的抗剪能力。設置圈梁還可以減輕地震時地基不均勻沉陷與地表裂縫對房屋的影響，特別是屋蓋和基礎頂面處的圈梁具有提高房屋的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力。每層均宜設置圈梁，基礎、外墻和屋面處圈梁截面和配筋宜加大，圈梁應拉通。

圈梁在表2要求的間距內無橫墻時，應利用梁或板縫中配筋替代圈梁。

現澆鋼筋混凝土圈梁的設置應符合現行建筑抗震設計規范的要求?，F澆鋼筋混凝土圈梁應閉合，遇有洞口應上下搭接，圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠板底。圈梁的截面高度不應小于120 mm。

圈梁的作用是箍住樓板，貫穿墻身，增加建筑物整體性，發揮各片磚墻在平面內的抗剪承載力，提高樓蓋的水平剛度，限制墻體斜裂縫的開展和延伸，提高房屋的豎向剛度，防止建筑物不均勻沉降，抵抗地震和其他振動對建筑物的不良影響。

構造柱可提高砌體墻的極限變形能力，增強內外墻連接的整體性，使砌體墻在遭遇強烈地震作用時約束砌體的坍塌崩裂，阻止砌體突然倒塌，剛度退化慢。構造柱不是增加墻體的受剪承載力，主要起約束墻作用，所以其截面一般同墻厚，一般為240 mm×240 mm，配筋4Ф12，箍筋Ф6@100/200，角柱、邊柱和樓梯間構造柱應適當加大配筋。構造柱與墻體的連接處墻砌成馬牙槎，先砌墻后澆構造柱混凝土，沿墻高度每隔500 mm設2φ6拉結筋。每邊伸入墻內不宜小于1 m，構造柱與圈梁連接處，構造柱縱筋應穿過圈梁，保證其上下連續性。構造柱可不單獨設置基礎，但應伸入室外地面下500 mm，或與埋深小于500 mm的基礎圈梁相連。

由圈梁和構造柱等延性構件組成的帶鋼筋混凝土邊框的抗側力體系，對砌體結構形成分割、包圍，雖然整個砌體的承載力提高不多，但可增強砌體結構的整體性，其變形能力、耗能能力和防倒塌能力大幅度提升。

7 結語

多層磚混結構房屋可以通過建筑上的合理布局，結構上的構造措施等多種方法來彌補砌體房屋脆性材料在抗震方面的不足，從而滿足抗震要求。多層磚混結構是當前多層住宅的主要結構形式，是人民生活居住的主要場所，加強和重視多層磚混結構房屋抗震設計，能夠有效提高抗震設防地區建設工程抗震設計質量，是減輕未來地震災害損失最積極、最有效和最根本的措施，對保障廣大人民在未來發生的地震災害中的生命、財產會有重要意義。

[1]徐正忠.建筑抗震設計規范(GB 50011-2001)[M］.北京:中國建筑工業出版社，2001.

[2]王亞勇.建筑抗震設計規范—條文說明(GB 50011-2001)[M］.北京:中國建筑工業出版社，2001.

[3]韓 杰.多層磚混結構房屋的抗震設計探討[J］.內蒙古石油化工，2005(10):65-67.

[4]劉志敏，閆小兵.磚混結構建筑在抗震設計中的主要問題和改進[J］.山西建筑，2010，36(8):73-74.