浅析配筋砖砌体与砖房抗震能力提高机理

郑 江

震害表明，砌体房屋的抗震性能差，故改善砌体结构的延性，保证结构在规定的设计基准期内能够抵御出现的各种作用，并在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体性，对提高房屋的抗震能力具有重要意义。

经过国内多家科研、高校的试验研究，通过对底框结构抗震性能作较为深入的分析，新规范在原规范基础上，对底部框架承托上部砖部的层数限制，各相应烈度均放宽了一层，同时，根据试验，将底部框架扩展为底部两层框架，以适应建设的需要。在砌体中配置钢筋或钢筋混凝土构件的配筋砌体，以其有利于砌体结构受力变形的约束和承载力的提高，而在工程上得到了广泛应用，我国目前主要采用网状配筋砖砌体和组合砖砌体作为砌体结构的主要承力构件。

组合砌体能充分发挥各组成材料的特点，让钢筋混凝土柱主要抗弯，砌体材料主要承压，从而弥补了砌体材料抗弯，抗剪性能差的缺点，让钢筋混凝土柱和砌体材料同时抵抗水平地震剪力和房屋在垂直荷载下的压力，试验研究表明:配筋砌体由于砌体中压筋带及圈梁，钢筋混凝土柱等抗弯能力较好的构件的存在，使其延性也能达到一般的抗震要求，并且该结构物造价分析在价格上占优，因此配筋组合砌体在现在以至将来都会是一种优选的结构体系。

1 网状配筋砖砌体对房屋抗震能力的提高机理

网状配筋砌体和无筋砌体在受压性能上之所以有较大区别，主要是因为配置在砌体内钢筋网的作用，当砌体受压时不仅产生纵向压缩变形，同时还产生横向变形，而钢筋网与灰缝砂浆之间的摩擦力和粘结力能承受较大的横向拉应力，使钢筋参与砌体共同工作，力和粘结力能承受较大的横向拉应力，使钢筋参与砌体共同工作，而且钢筋的弹性模量较砌体的高得多，从而约束了砌体的横向变形，使纵向裂缝与分开的小柱体不致过早失稳破坏，导致间接提高了砌体的抗压强度。表1为试验的无筋和配筋砖砌体轴主受压从开始直至破坏裂缝出现，发展等特点的比较。

为使网状配筋砖砌体安全而可靠地工作，除保证其承载力外，构造要求是必不可少的，我们常说“三分计算，七分构造”其实不无道理:《山西省阳泉市底部框墙砖房和配筋砌体房屋试点工程抗震设计与施工暂行规定》4.2.3～4.2.9有七条就是关于总层数为八层的配筋砌体砖房设置水平网状配筋的构造措施，通过分析可得如下结论:

1)配筋墙体水平钢筋在端部采取锚固措施后，对墙体的延性、承载力和破坏都有影响，锚固钢筋主要表现在:a.墙体开裂后，由于端部锚固筋钩住墙体，可以进一步发挥水平筋承受侧向荷载的作用;b.约束开裂墙体，减少侧向位移的扩展，延缓墙体破坏过程，尽管《规定》只要求第一层的水平配筋宜设备为网片形式，但我认为一般墙体的长宽比对主要承重横墙，就普通住宅按进深4.2 m，墙厚240。对抗震能力好的钢筋混凝土结构规范和构造还要求简支梁的高度尺寸为(1/8，1/12)L，更何况对抗震、抗弯性能均差的砖砌体，应采用细而密的措施即沿墙高@250，240墙设5φ4，370墙设6φ4，沿水平@250～300设 φ4钢筋并点焊成网(采用绑扎会加厚砌体内水平灰缝，使砂浆横向交形太大，在砖内产生较大横向拉应力，加剧砌体内的复杂应力状态，而降低砌体强度)。在施工中水平灰缝厚度应控制在8mm～12mm之间，并应保证在钢筋上下至少各有2mm厚的砂浆层，这样240墙设5φ4@52.5，370墙设6φ4@68灰缝砂浆密实度不受影响，而增加了钢筋的横向约束。

表1 无筋砌体与网状配筋砌体比较结果

2)网状配筋砌体所选用砌体材料强度等级不宜过低，砖不应低于MU10，砂浆不应低于M5，采用高强砂浆，砂浆与钢筋有较大粘结力，对钢筋的保护也有利，因此在设计工作中，我们除满足砌体抗压承载力要求，对底部三层砂浆的要求提高到M10就基于这个原因。

3)增加楼板水平方向配筋现浇带数量，是我们在小阳泉住宅小区推广应用的又一项抗震举措，在预制空心楼板间增设120厚，110～150 宽，开间 3.0 m 内配 2φ10@110，开间 3.3 m 内配2φ10@110，开间3.6 m内配2φ12@H10钢筋混凝土现浇板带，不仅加强了楼板的整体刚度，也提高了房屋空间工作功能系数，这是一项安全储备的提高，在建筑结构作为特殊商品的时代，我们对城区房地产开发商，对其出售建筑物的安全质量负责，在影响售价不多的情况下尽可能提高安全度，特别是看不见摸不着的抗震能力给予了高度的评价。

2 组合砌体对房屋抗震能力的提高机理

这是由砖砌体和钢筋混凝土或钢筋砂浆构成的砌体结构，通常将钢筋混凝土或钢筋砂浆作面层，这种砌体可用作承受偏心压力的墙、柱，在墙体转角和交接处设置钢筋混凝土结构柱也是一种组合砖砌体。

构造柱不但使砌体结构房屋承受变形的性能大为改善，而且使已开裂的墙体位移受到限制，从而提高房屋的抗震性能。

砖砌体是脆性材料，震害和试验都表明，在水平地震剪力作用下，通常墙面的中部会突然出现裂缝，随着地震作用的加大，裂缝快速沿灰缝呈阶梯形斜向延伸，直至贯通整个墙体，交叉的裂缝将墙面分割成上、下、左、右四块对顶三角形块体，在反复的水平力作用下，两侧的三角形块体不断地左右晃动而破坏。当上下两边设置钢筋混凝土圈梁时，虽然破坏过程和上述相同，但由构造混凝土与圈梁形成的闭合框架，犹如对墙体加以竖向和横向的箍一样，对破裂后的墙体起约束的作用，使墙体不致散落解体，仍然具有相当的承受竖向荷载的能力和承受水平地震作用的抗震能力，只要构造柱的纵筋不断裂的墙体就依旧能够在原来的平面内来回滑移、摩擦变形，从而耗散大量的地震能量，达到大震时保持房屋裂而不倒的目的，在这个意义上说，构造柱对在地震区建造砖砌体结构房屋所起的作用是重大的。

若无筋砌体受压构件截面尺寸受限制，以及当轴向力偏距超过e＞0.7y(为截面重心至轴向力所在偏心方向截面边缘的距离)，为控制截面受拉区边缘拉应力不超过砌体弯曲抗拉强度限值，可采用砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砌体，这种组合砌体中，砖能吸收混凝土或(钢筋砂浆面层中)混凝土及砂浆多余的水分，使组合砌体中的混凝土(砂浆面层)较一般情况下的混凝土(砂浆)能提前发挥受力作用，在轴向力作用下，两侧的钢筋混凝土(或钢筋砂浆)对砖砌体有横向约束作用，从而使砌体内裂缝的发展较为缓慢，由于环箍效应，使砌体和面层混凝土(面层砂浆)具有良好的整体性和共同工作的能力，从而提高整个砌体结构的抗震能力，实际工程中，我们采用钢筋砂浆面层来加固砌体的工程设计，具体做法是将原砌体表面抹灰层铲除，剔凿砌体水平灰缝约10mm～15mm，并清洗干净，在墙体中设置贯通构件，或膨胀螺栓，然后采用在砌体两侧外挂钢筋网片并将其固定，最后做不低于M7.5水泥砂浆面层30厚，效果甚好。

无论是网状配筋，还是组合砖砌体，对多层砖房抗震能力的提高有明显作用和效果，提高抗震设计水平，加强自己对工程技术标准，规范和新技术学习，通过分析结构受力性能与力学性质，对不断提高房屋建筑自身抗震能力具有现实的意义。

［1］ 冯 波.既有砌体结构的抗震缺陷与加固方法综述［J］.山西建筑，2010，36(21):57-58.