基于多層磚混結構房屋抗震設計探討

【摘 要】多層磚混結構的房屋建筑由于選材方便、施工簡單、工期短、造價低等特點而獲得了廣泛的應用。但是由于其自身的特點也導致了其抗震的性能比較差，因此，研究多層磚混結構房屋建筑的抗震設計對于指導我們工作的開展，進而保證人們的生命財產安全有著非常重要的作用。

【關鍵詞】多層磚混；房屋抗震；構造措施

1、引言

磚混結構的房屋在我國是比較常見的建筑，主要是由于這種結構無論在選材上，還是施工的工藝上，抑或施工的成本上都有著非常大的優勢。但是在關注其優點的時候，也應該注意到其不足之處，多層磚混砌體房屋建筑大部分使用機制空心磚以及混合砂漿來完成其砌筑的過程，并利用其內外磚墻的咬砌來實現整體的連接性，就決定了其脆性性質，抗震性比較差。由于多層磚砌體房屋對地震的敏感程度除與平面布置、防震縫、立面體形、結構的整體性和施工質量有關外，還與房屋的總高度有直接的聯系。因此多層磚砌體房屋高度限值應符合《建筑抗震設計規范》要求。結構的整體性連接包括；圈梁、構造柱、墻體、樓（屋蓋）結構及其相互間的連接。確保多層磚混結構房屋的抗震設。

（二）抗震計算方法

抗震計算是抗震設計的重要組成部分，是保證滿足抗震承載力的基礎。多層磚混結構房屋的抗震計算，可采用底部剪力法。對平面不規則和豎向不規則的多層磚房，宜采用考慮地震扭轉影響的分析程序。

底框-抗震墻結構的抗震計算內容有三部分：第一部分與砌體結構相同，計算底框-抗震墻中磚填充墻及其他各層磚墻的抗震承載力，以及底框-抗震墻中混凝土剪力墻設計值.計算過程與砌體結構相同.在底框-抗震墻計算中，不考慮框架承擔的地震作用，也即地震作用全部由抗震墻承擔。第二部分計算底部各榀框架承受的側向地震作用及每榀框架中各框架柱由地震傾覆力矩產生的附加軸力.底框-抗震墻的地震剪力要根據上下層側移剛度比乘以一個1.2～1.5的增大系數；然后將地震剪力在框架-和抗震墻之間進行分配，分配時混凝土剪力墻的側移剛度要乘以0.3的折減系數，磚填充墻要乘以0.2的折減系數，非抗震墻（如隔墻）則不應在模型交互輸入中輸入；上部砌體房屋產生的地震傾覆力矩按剛度分配到各榀框架和抗震墻，再按各柱的轉動慣性力矩計算柱的附加軸力。第三部分在底框-抗震墻中的混凝土剪力墻，軟件將根據其承受的剪力、軸力和由傾覆力矩產生的彎距設計值，計算出各片剪力墻的端部縱向鋼筋面積和水平分布筋面積。

2、多層磚混結構房屋抗震設計存在的問題

2.1房屋超高或超層問題

城市磚混結構住宅建設中，房屋超高或超層問題。特別是底層使用功能設計為商鋪的磚房，高度往往超過限值1m以上，超過了規范限值；在“綜合樓”、“商住樓”一類的磚混結構房屋中，底層或頂層有采用“混合”結構體系，即為滿足部分大空間需要，在底層或頂層局部采用鋼筋砼內框架結構，甚至有的僅將構造柱和圈梁局部加大，當作框架結構，結構體系不明確、不合理。

2.2部分設計設置不足

磚混結構住宅中為追求大客廳，布置大開間和大門洞，有的大門洞間墻寬僅有240mm，并將陽臺作成大懸挑（懸挑長度大于2m）；部分“局部尺寸”不滿足要求時，有的不采取加強措施，有的采用增大截面及配筋的構造柱替代磚墻肢；住宅磚房中限于場地或“造型”，布置成復雜平面，或縱、橫墻沿平面布置多數不能對齊，或墻體沿豎向布置上下不連續等等。多層磚混結構房屋抗震設計中，所采取的抗震措施區別較大。構造柱和圈梁的設置多數設計富余較大，部分設計設置不足（含大洞口兩側未設構造柱）；抗震連接措施設計不完整或未交待清楚。

3、多層磚混房屋建筑的抗震設計具體要點

3.1 多層砌體房屋的總高度和層數限值及構造柱

多層砌體房屋的總高度和層數，不超過相關的規定，應根據具體情況再適當降低總高度和減少層數。磚砌體房屋各層數和烈度在外墻四角、錯層部位橫墻與外墻交接處、較大洞口兩側、大房間內外墻交接處均應設置構造柱。構造柱最小截面可采用240mm×180mm，縱向鋼筋宜采用4?12，箍筋間距不宜大于250mm且在柱上下端宜適當加密；7度時超過6層、8度時超過5層和9度時，構造柱縱向鋼筋宜采用4?14，箍筋間距不應大于200mm；房屋四角的構造柱可適當加大截面及配筋。構造柱與墻連接處宜砌成馬牙槎，并應沿墻高每隔500mm設2?6拉結筋、每邊伸入墻內不宜小于1m。

構造柱應與圈梁連接；隔層設置圈梁的房屋，應在無圈梁的樓層增設配筋磚帶，僅在外墻四角設置構造柱時，在外墻上應伸過一個開間，其他情況應在外墻和相應橫墻上拉通，其截面高度不應小于四皮磚，砂漿等級不低于M5。 構造柱可不單獨設里基礎，但應伸入室外地面下500mm，或錨入淺于500mm的基礎圈梁內。

3.2對于建筑平面以及立面的布局要求

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。抗震設計中，建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規則，結構質量中心與剛度中心相一致。對于結構平面布置不規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重合，在地震作用下會產生扭轉效應，大大加劇地震的破壞力度，對體型不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。建筑立面應避免頭重腳輕，房屋重心盡可能降低，避免采用錯落的立面，突出屋面建筑部分的高度不應過高，以免地震時發生鞭梢效應，同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。

建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案，即使不可避免時，也應盡量在適當部位設置防震縫，將體型復雜，平面特別不規則的建筑布局分割成幾個相對規則的獨立單元。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。

3.3對于縱墻以及橫墻的布置要求

在我們對于多層磚混結構房屋建筑的抗震設計中，我們應首先考慮使用橫墻承重或者縱橫墻共同承重的結構體系， 這種結構體系比較對稱，受力比較均勻，沿平面內最好要對齊， 沿豎向最好要上下連續，針對同一軸線上的窗間墻寬度最好做到均勻。

多層磚混結構房屋建筑的整體剛度、穩定性和其抗震的性能有著直接關系，因此，我們在設計過程中普遍使用縱墻或橫墻承重。應注意的是因為非承重方向的約束墻體比較少， 而且間距又比較大，所以房屋在這一方向上的剛度會相比較弱一些，空間的剛度以及整體性也會較差，所以抗震的能力比較差。在地震比較嚴重的時候，墻體由于平面外的失穩而首先受到破壞，然后才會導致房屋的倒塌。針對這一特點，在兩個方向上做好縱、 橫墻混合承重的布置，可以有效地對其變形進行控制，進而增加了空間的剛度以及整體性，，對于房屋的抗震性能有著較好的提升作用。

在對墻體進行布置的時候，應首先考慮使用縱墻貫通這種平面布置方法，如果縱墻不可以進行貫通布置，那么我么要做好在縱橫墻交接位置的布置，比如設置鋼筋混凝土構造柱等。 當地震發生的時候，橫墻承擔了地震中的橫向震力，因此，不僅要確保橫墻具有足夠的承載力，還要確保在地震發生時能夠很好地將橫向震力傳遞到橫墻的水平剛度。此外，針對抗震墻的設計，要確保其能夠很好地傳遞水平震力。目前，GB 50011 -2010中對于多層磚混結構房屋建筑抗震墻之間的間距有著明確的規定：7度設防的時裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋的多層磚混房屋抗震橫墻最大間距為 15 m。如果這一橫墻間的距離比較大，縱向磚墻則會由于比較大的變形而導致平面之外出現彎曲破壞，進而樓蓋將不再能夠傳遞水平地震力，這就使得多層磚混結構房屋建筑的抗震能力有所下降。

3.4對于剛度以及整體性的要求

在設計時要考慮剛度以及整體性方面的要求，主要是因為房屋是由縱、橫向承重構件以及樓蓋組成的，有一定空間剛度的結構體系，這就使得其抗震性能與房屋的剛度、整體性之間存在著直接關系，確保樓蓋的剛性是保證其它側力構件合理的分配震力的前提。在抗震設計中，當樓蓋在澆灌以后，對于平面上墻體對齊的要求則可以在一定程度上進行放寬，這是因為此時砌體結構的空間變形是可控制的。在抗震驗算中，多層磚混房屋底層往往不容易滿足抗震要求，即使有時在適當部位加設構造柱也不能完全滿足抗震承力驗算。為了提高墻體的抗震能力，可在抗震力不夠的承重墻段內配置水平鋼筋，使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔。一些試驗表明，配筋多孔磚墻體可以有效地提高墻段的抗震性能，減少脆性，增加延性，增強磚混房屋的抗震性能。水平配筋磚砌體的砌筑砂漿強度等級不應低于M7.5，水平鋼筋宜采用HPB235、HRB335鋼筋，配筋率不應小于0.07% ，也不宜大于0.17%，間距不應大于400mm，鋼筋錨固長度不宜小于180mm。

3.5對于設置圈梁和構造柱的要求

在多層磚混結構房屋建筑中，圈梁是一種性價比很高的措施，它對于提高房屋的抗震能力十分有利。這主要是因為在地震過程中，圈梁可以與構造柱共同作用，這樣就對墻體在豎向平面內進行了約束，對于墻體裂縫的擴大有著很好的遏制作用。圈梁是增強房屋整體性、加強各部分墻體連接的有效措施。多層黏土磚房的現澆鋼筋混凝土圈梁構造，應符合下列要求：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，規范規定增設的基礎圈梁。截面高度不應小于180mm，配筋不應少于4?12，（磚拱樓、屋蓋房屋的圈梁應按計算確定，但配筋不應少于4?10。

設置構造柱可以明顯改善多層磚混房屋的抗震性能。多層砌體房屋應在外墻四角；錯層部位橫墻與外縱墻交接處；大房間內外墻交接處；較大洞1：1兩側設置構造柱。

構造柱截面尺寸。縱向鋼筋和箍筋間距應符合抗震規范要求，箍筋間距在柱上下端宜適當加密：構造柱與墻連接處宜砌成馬牙槎，并應沿墻高每隔500mm設2?6拉結鋼筋，每邊伸入墻內不宜小于1m；構造柱應與圈梁連接，以增加構造柱的中間支點，構造柱的縱筋應穿過圈粱的主筋，保證構造柱縱筋上下貫通。

4、結束語

多層磚混結構是當前多層住宅的主要結構形式。重視多層磚混結構房屋抗震設計，提高房屋抗抗震設計的質量，是減輕地震災害損失最積極、最有效和最根本的措施，才能保障廣大人民在可能發生的地震災害中的生命、財產安全。

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