多层砌体结构房屋抗震构造措施及方法研究

赵彩飞，韩 磊

（太原理工大学，山西 太原 030024）

1 引言

砌体结构在我国和世界许多地区广泛存在，它可以就地取材，具有很好的耐久性和较好的化学稳定性及大气稳定性，还有较好的保温隔热性能。与钢筋混凝土结构相比，节约水泥和钢材，砌筑时不需模板，节约木材。砌体结构分为无筋砌体结构和配筋砌体结构，配筋砌体结构又分为均匀配筋砌体和约束配筋砌体。由于无筋砌体结构的抗剪、抗弯及抗拉强度较低，使其遭受地震时抗裂、抗震性能较差，破坏较严重，对多层砌体房屋需要采用圈梁、构造柱及其他构造措施，以提高其延性和抗倒塌能力。在很大程度上，地震灾害是通过建筑物破坏给人们造成生命危险和财产损失的，因此做好抗震设计是保障房屋和工程结构地震安全的关键，保证施工质量是实现抗震设计的关键。通过严密设计，严格施工减轻地震灾害，做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”，以最大限度地减少地震灾害给人们造成的损失。

2 多层砌体结构房屋在地震作用下的破坏分析

在地震作用影响下，结构类型和抗震措施不同，多层砌体结构房屋的破坏情况则不同。其破坏情况主要有以下两种：一是由构件连接不好而造成的破坏。有些结构构件由于连接不牢，支撑系统不完善，或者整体性差而导致破坏。二是由构件承载力不足而造成的破坏。当水平地震沿房屋纵向作用于房屋时，其主要是通过楼盖传至纵墙，然后再传至基础和地基。若窗间墙很宽，纵墙则以剪切破坏为主，若窗间墙很窄，纵墙则以压弯破坏为主；当水平地震沿房屋横向作用于房屋时，其主要通过楼盖传至横墙，然后再传至基础和地基，此时横墙承受剪切，当墙体内的剪力超过砌体抗剪承载力时，砌体、墙体就会产生交叉裂缝或者斜裂缝。

3 抗震构造措施

3.1 增强砌体房屋的刚度及整体性

房屋是纵横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其结构的整体稳定性和空间刚度决定了抗震性能的强弱。现浇钢筋混凝土楼板屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点，是较为理想的抗震构件，可以有效地增加房屋的整体性和楼板的刚度。较大的屋盖及楼板水平刚度有利于荷载传递，当上下墙体不对齐时，现浇钢筋混凝土楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。因此，采用现浇钢筋混凝土楼屋盖是一个较好的增加楼房整体稳定性和空间刚度的方法。

3.2 建筑结构平、立面布置

建筑和抗侧力结构的平面布置最好规则对称，建筑竖向剖面和立面力求规则，楼梯间不宜设在结构的尽端以及转角处；墙体沿竖向布置上下应连续避免刚度突变，结构的侧向刚度应均匀变化；竖向抗侧力结构的截面强度等级自下而上应逐渐减小，避免抗侧力构件承载力突变；当房屋的立面高差在6 m以上、刚度及质量截然不同，或错层较大时，应设置防震缝；多层砌体房屋的层高不宜超过3.6 m，砌体墙体局部尺寸限制应符合《建筑抗震设计规范》表7.1.6的要求。

3.3 限制房屋高度，控制房屋高宽比

大量的震害表明，多层砌体房屋总高度超限，层数越多，破坏就越严重。《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）总结震害经验，分析研究多层砌体结构抗震性能，对多层砌体房屋采用层数与总高度双控制。砖、砌块承重房屋的层高不应超过3.6 m，采用约束砌体加强措施的普通多层砌体房屋的层高不应超过3.9 m；对于教学楼、医院等横墙较少的砌体房屋，总层数应减少1层，总高度应降低3 m；应根据具体情况，对满足最大横墙间距要求但横墙很少的房屋，再适当降低房屋的总层数和总高度。

3.4 加强楼梯间的抗震措施

楼梯间作为地震时的主要疏散通道,对于提高抗震性能尤为重要。地震作用时楼梯间受力较为复杂易被破坏。抗震规范局部修订条文作了强制性规定:顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500 mm设置Ф6通长钢筋，在7～9度震区其他各层楼梯间墙体应在楼层半高或休息平台处设置配筋砌体或混凝土带；楼梯段上下端对应墙体处应设置4根构造柱，与在楼梯间四角设置的构造柱合计共有8根构造柱。

3.5 设置圈梁

钢筋混凝土圈梁是减少构造柱计算长度，充分发挥构造柱抗震作用的连接构件，是限制墙体裂缝延展、增加墙体的整体性、提高楼盖屋盖刚度、提高砌体房屋抗震能力的有效构造措施。圈梁有以下抗震作用:增强砌体房屋的整体性；作为楼盖的边缘构件，在水平面内约束装配式楼盖，提高楼板水平刚度，保证楼盖传递并分配层间地震剪力；在与构造柱一起约束墙体，限制墙体裂缝延展，并减小裂缝与水平方向的夹角,提高墙体的变形能力；提高砌体墙体的抗剪能力，减弱地震作用下地表裂缝和地基不均匀沉降对房屋的影响；屋盖处和基础顶面处圈梁具有抵御不均匀沉降、提高房屋竖向刚度的能力。

3.6 设置构造柱

构造柱是约束砌体的边缘构件，不单独承受竖向荷载，构造柱的设置较大地增强了砌体墙体的变形能力,提高房屋延性，减小突然发生倒塌的可能性。在墙体受水平地震作用的初期，构造柱的应力非常小，刚度不大。当墙体开裂后,构造柱内应力逐渐增大，直至裂缝贯通墙体，构造柱才明显受力直至钢筋屈服。虽然此时墙体已破碎，但是由于构造柱的约束作用，墙体不至于倒塌，从而达到“裂而不倒”的目的。

3.7 设置伸缩缝

伸缩缝的设置达到了防止裂缝出现或减小裂缝宽度的目的，是砌体结构抗震设计中一项重要的构造措施。为了防止在正常使用条件下砌体房屋由于墙体干缩和温差引起的墙体竖向裂缝，可以在砌体墙体中最可能产生裂缝的地方设置伸缩缝，如房屋中间部位及错层处、房屋体型变化处、房屋平面转折处。

3.8 适当地提高砂浆强度

砌体的抗剪强度与砂浆的强度和竖向压应力有关，砌体的抗剪强度随着砂浆强度的提高而提高，砌体块体强度影响较小。因此适当提高砂浆强度可以提高房屋的抗震能力。设计时，特殊要求尽量采用混合砂浆，因为水泥砂浆抗剪强度要折减。

4 结束语

随着我国经济的不断发展，对建筑结构的要求也越来越高，由于建筑方案中所具有的个性化，即使是规模较小的建筑，结构设计也往往较复杂和困难。针对这种情况，结构工程师应当严格遵循规范，采取必要的计算方法和构造措施来提高结构的安全性、可靠性、经济性、适用性。多层砌体房屋可通过合理布局，科学选址，控制房屋的高度及层数，现浇楼屋盖，优先采用横墙承重或纵横墙共同承重方案，设置构造柱和圈梁，加强楼梯间构造措施，适当提高砂浆强度等抗震构造措施，达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标,提高多层砌体房屋的抗震能力,保证人民的生命财产安全。

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