關于磚混抗震結構的加固設計初探

黃勝方

（淮北職業技術學院 建筑工程系，安徽 淮北 235000）

1 引言

雖然中國在建筑抗震設計方面經驗不足，理論較少，但是近年來，國家對此高度重視，極大地推動了建筑抗震設計技術的成熟，這些技術被大量的運用到當前的磚混建筑抗震結構的加固設計中.眾所周知，抗震結構加固設計是磚混建筑抗震設計中十分關鍵的環節.但是，我國在磚混建筑抗震設計方面起步較晚，和發達國家存在顯著的差距，盡管國家的重視推動了這一行業高速發展，然而在實際設計過程仍然存在諸多技術上的難關，這些問題的存在極大地限制了中國磚混建筑抗震結構加固設計的發展.

2 磚混建筑抗震結構的加固設計理念概述

關于建筑結構對地震設防的標準規定，專家們通過不斷研究和總結，最終確定了最具權威性的建筑結構抗震規范，這一規范從法律角度對工程建筑設計工作提出了一定的要求，可以充分體現一個國家的經濟和建設的整體水準，同時還能表現一個國家的建筑抗震工作有多少實際操作經驗.盡管這一標準隨著有關理論的發展而變得更加經濟、更加科學，但是我們依然不能忽略工程施工過程中起著至關重要的作用的實踐經驗與基礎.在建筑施工的過程中，最需要關注的一點就是工程的安全問題，一切冒險和馬虎的行為都應該被杜絕，這樣的安全意識使得我們當前使用的建筑抗震規范的規定具有了很強的強制性，而在諸多條文中對于“不宜”、“不應”、“嚴禁”等詞語的運用，不但突顯了條文各個程度的限制性，也是建筑結構抗震規范嚴謹性的有力表現.

在磚混建筑抗震結構的加固設計過程中，首先一定要注重材料的受力性以和穩定性等特征.其次，對于那些很有可能帶來危害的，結構不強的地方，要采取適當的方法來防震.最后，不能將負擔豎向力的構件作為關鍵耗能部件使用.

要想良好避震，盡量多設計幾道防線是最佳方案.首先，所有的抗震體系都應該包含很多單一的具有優良延性的分支，同時還要有很多具有良好延性的構建來進行配合.其次，大多數強震過后都會出現很多較小的地震，如果設計時只有一道防線，那么在第一次強震之后，其他的震感還是會對建筑造成破壞，多次破壞之后，建筑有可能會直接坍塌.所有的結構體系都應該具有很高的冗余度，同時應該為它們設置適當的屈服范圍，最重要的是，要選取延性和剛度都很好的構件，這樣結構才能將地震力吸收或者擴散掉，并以此提高自身的抗震能力，避免坍塌出現.再次，要對各個構件之間的聯系進行深入的分析，要保證就算樓層中的重要部件屈服了，其他的構件也依然可以保持良好的彈性，擁有足夠的延性.最后，設計過程中不能將某個區域設計得特別強，否則就會出現其他區域呈現弱勢，因此一定要對不恰當的強化和施工過程中通過過大的情況進行深入的了解和研究.

在設計時，要對那些有可能出現弱勢的部分進行關注，確保其抗震性可以得到有效提高.首先，由于當出現了很強的地震力時，很多構件沒有良好的強度儲備，所以判斷弱勢區域的主要前提就是進行構件受力性的探索.其次要保證樓層的實際受力性和設計的受力數能夠保持恰當的變動性，當比值出現變化時，就會出現一定的變形聚集現象.再次，不能出現一小部分區域比其他區域強很多的現象，否則就有可能破壞整體結構的剛度與受力性.最后，設計過程中一定要對比較薄弱的區域進行適當的控制，使其能夠在保持足夠的變形能力的同時，確保其不會因為外部影響而有較大的變動，這樣就能很好的提升整個建筑的抗震能力.

3 磚混建筑抗震結構加固設計中的常見問題

在進行磚混建筑抗震結構的加固設計時，一定要關注建筑物的抗震效果，這一因素是衡量建筑安全性的重要指標.當意外出現的時候，不但可能危害到磚混建筑的安全，還可能導致大量的人員損傷和財產損失.下面給大家介紹設計磚混建筑抗震結構加固工程時經常會遇到的情況.

3.1 沒有完整收集土質勘察信息

一切的建筑都以地基為重心，一個建筑物最基礎的部分也是地基，所以地基是建筑整體質量的決定性因素.有的施工隊伍沒有在施工開始時做好良好的土質勘查作，沒有掌握完善的勘察信息，還有的甚至直接不進行勘察，設計會審過后直接進行施工組織的設計.如果沒有做好完整的土質勘查工作，那么施工設計時就會遇到資料缺失的問題，影響整個建筑物的抗震效果.

3.2 建筑結構的平面布局

如果遇到的建筑外形不是規則或者對稱的，又或者有的建筑物形心質心偏心大、凹凸變化尺度很大，那么就應該準確定位建筑的中心支撐點，同時依靠先進的技術和豐富的經驗進行建筑的抗震設計工作.通常情況下，為了滿足客廳的面積足夠大的需求，多層磚混結構房屋就需要開大門洞和大開間.這就導致了大門洞間的墻寬較薄，甚至會只有240毫米，同時陽臺長度會挑出更多，一般會在2米以上.而為了達到需求的造型，在僅有的場地中需要做成各種復雜的設計，這樣的設計可能導致的直接后果就是沒有辦法讓縱橫墻的平面布置對齊，甚至會導致墻體沒有辦法垂直向上進行建造.

3.3 對于磚混頂部、樓梯間等部位缺乏足夠重視

在設計人員對房屋的結構進行抗震設計時，通常下部基層的房屋會受到更多重視，而作為頂層房屋的抗震設計，所受到的重視則相對較少.不少房屋會使用多層磚混結構對部分頂層和樓梯間進行設計，而這些頂層和樓梯間相對突出，建造時就更需要強度高的砂漿.否則一旦發生地震，就會造成房屋被破壞甚至毀壞性的后果.

3.4 沒有良好把握抗震設防的標準

一些進行磚混建筑抗震結構的加固設計人員沒有準確掌握抗震設防的相關要求，甚至自己改動相關標準，不管是將標準提高還是降低，都會使得工程的質量發生一定的變化.比如說，我國《建筑抗震設防分類標準（GB 50223—95）》規定設防標準應該為六度設防，但是有的工作人員因為想使建筑物擁有更強的抗震能力，所以將其提升為七度，這就使得工程的投資成本大大提高，但并不會使建筑擁有更強的抗震能力；還有的工作人員處于成本節約的目的，擅自將七度的標準降低為六度，這就使得建筑的抗震能力大大削弱，無法滿足抗震設防的標準，萬一有險情出現，將會帶來巨大的損失.

3.5 設計人員沒有準確了解磚混建筑抗震結構的抗震等級

有的設計人員沒有在設計時對樓房當時的實際情況進行深入的了解，所以沒有準確把握好設計時的抗震等級，使得很多建筑出現抗震等級偏高或偏低的情況，之所以會出現這樣的情況，主要是因為他們沒有準確地把握好建筑現場的結構、土地類型，也沒有結合設防強度、建筑高度等相關信息進行綜合考慮，或者出現了考慮不周全的情況.

4 提高磚混建筑抗震結構加固設計的幾點思考

4.1 選擇適當的砂漿強度等級

從多次地震造成的損失中可以發現，在多層磚混建筑中，墻體面積越大，也就需要等級越高的砂漿強度，反之，面積越小，砂漿強度等級也可以相對低一些.這就意味著，要使得墻體的抗震能力增強，則需要提高砂漿的強度等級.在設計多層磚混結構房屋中，抗震設計要求對上面幾層房屋而言，是比較容易達成的.最為薄弱的通常是第一層或者第二層，這些底層更可能達不到抗震的需求.在地震發生時，作為薄弱層的第一層與第二層，則會因為達不到需求而產生損壞.為了滿足抗震結構的設計需要，一般會在建造時選用強度較高的砂漿，并適當調整墻體的承載面積.這表明，計算多層磚混結構房屋的抗震時，為了提高建筑物的抗震水平，可以選擇高強度的砂漿或者將墻體面積合理增加1～2層.

4.2 有效利用圈梁、構造柱

研究多次地震災害的結果表明，為了多層磚混結構房屋的抗震水平，將地震損失降到最低，最為經濟有效的手段是設置圈梁.順著樓板水平面設置圈梁，能夠穩固房屋整體結構，將內外墻體的連接更為緊密，這種方法在多層磚混結構房屋中相當適用.圈梁在多層磚混結構建筑中起到了很好的約束作用，這促使樓板與布置的縱橫墻形成一個穩固的箱型.相對于約束樓板的分離，在墻體受到地震作用時，平面內外墻的倒塌可以將墻體的抗震水平最大化的發揮出來.從豎向來看，墻體和平面內的構造柱能起到足夠的約束的作用，這表現在，能控制兩個圈與墻之間的裂縫和水平面的夾角，能及時扼制墻體裂縫的延伸，將墻體的變形程度降到最低，將墻體的抗剪切水平提高，這就得以保證墻體的完整性.為了降低地面裂縫出現的現象，同時將地震作用中產生的非均勻沉降對建筑帶來的損害降到最低，可以選擇設置圈梁.而為了保證多層磚混結構建筑物豎向剛度、降低非均勻沉降帶來的影響，最合適的選擇就是在屋頂和基礎頂設置圈梁.

4.3 加強概念設計在磚混抗震結構加固設計中的應用

在進行設計的時候，結構師需要深入研究結構的不規則性，因為很多幾何形狀的變化、承載力和結構剛度的非連續性變化、荷載傳遞途徑的突變都是由結構不規則引起的，不但如此，結構的不規則性還有可能影響非結構構件的問題，尤其是那些規范沒有涉及到的不規則性問題，一定要更加關注，了解它們的危害，同時采取一定的措施規避風險.結構師應該充分了解結構地震反應，同時要在工作中搜集更多的有關資料，積累更多的工作經驗，這樣才能擁有更加豐富的經驗，并以此提升發現結構方案不規則性的能力.有些建筑工程會應用一些比較少見的高性能材料與結構體系，還有些工程會使用高于當前規范規定的高度.因為當前的建筑規范中有很多的傳統條例具有很高的限制性，使得很多建筑在施工過程中不得不超出規定要求.要想解決這一問題，設計師應該選取一些基于性態的設計，同時依照當前的技術和經驗進行相關工程的設計.基于性態的設計不拘泥于傳統，設計出的結構往往更能滿足規范要求的截面尺寸，也跟符合構造標準，這樣就能對磚混建筑的性態做出深層次的了解和掌控，確保其性能更好、安全性更高.工程設計師在不斷的實踐操作和經驗累積中，將會更加完善自己的基于性態的設計架構.

5 結束語

基于以上分析可知，導致磚混建筑抗震結加固設計出現問題的因素具有多樣化，既存在主觀認識的問題，也存在客觀技術上的問題.而一旦磚混建筑抗震結構的加固設計出現問題其實是非常可怕的，一方面將造成巨大的資源浪費，另一方面還直接影響公眾的身心和財產安全.由此可見，關于磚混建筑抗震結構加固設計的問題要重在預防，尤其是要重視概念設計的應用.總而言之，在今后的工作之中，要高度關注磚混建筑抗震結構加固設計方面的問題，進一步研究磚混建筑抗震結構加固設計的相關原理和方法，從而不斷地提高設計質量.

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