提高砌体结构抗震能力对策及问题

谢建中

摘要：要作好砌体结构地抗震设防,必须有建筑上的合理布局,结构上的构造措施和施工质量等多方面保证。本文介绍了砌体结构抗震设计的重要性，探讨了砌体结构抗震能力对策。

关键词：砌体结构抗震能力重要性对策

中图分类号： TU352.1+1 文献标识码： A 文章编号：

砌体材料的地方性、经济性和可操作性，使其具有广泛的应用空间，不论是在民用和工业建筑中都有其适用之处。即使时至今日，城市建设中出现大量高层或超高层建筑，钢筋混凝土、钢结构和钢骨混凝土结构等新材料的涌现，使城市面貌日新月异。但是，在中、小城市，在多层和低层建筑范围内，仍然大量地采用着各种砌体材料，有粘土制品，也有工业废料制成的新型砌体材料，以及如混凝土砌块和混凝土砖一类的砌体材料，根据最新统计它们仍占有70% 以上的建造面积。在我国，各类砌体结构的建筑仍将是一种主要的建筑形式，所以砌体结构抗震的任务还任重而道远!

一、砌体结构抗震设计的重要性

砌体是一种脆性材料,由于其组成的基本材料和连接方式, 决定了它的脆性性质, 从而使其在遭遇强烈地震时破坏较重, 抗震性能很差。

我国在地理位置上处于世界两大地震带之间, 是世界大陆内的一个最宽广的浅源强震活动地区, 是多地震国家。基本烈度为7度和7 度以上的地区的面积达312 万平方公里, 约占全国国土面积的32.5% 。基本烈度为6 度和6 度以上地区面积达576 万平方公里, 约占全国国土面积的60% 。我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。世界地震史上死亡人数最多一次为1556 年我国陕西华县的8 级地震, 死亡约83 万人。近代地震史上死亡人数最多的一次地震也发生在我国, 即1976 年唐山的7.8 级地震, 死亡24 万多人, 重伤16.4 万人, 倒塌房屋322 万间, 直接经济损失达100 亿元。

地震所以能造成如此重大损失, 主要原因是建筑物缺乏必要的抗震设防。所谓抗震设防是指对房屋进行抗震设计包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震构造措施来达到抗震的目的。建筑物抗震设防就要保障人民生命财产的安全, 所采取的措施应与国民经济相适应, 如果要求建筑物在强烈地震后仍完好无损, 势必增加造价, 在技术上也有一定困难。相反, 设防标准过低, 将会危及人们的生命财产。基于国际趋势, 结合我国的具体情况, 提出一个适当的设防目标是很必要的。我国《建筑抗震设计规范》( GB 50011-2010) 以下简称《规范》提出了“三水准”的抗震设防目标: 小震不破坏, 可正常使用; 设计烈度地震可修复使用; 遭遇大震时不倒塌。

砌体结构抗震能力对策

由于砌体结构的大量存在, 对砌体结构抗震性能的研究一直是结构抗震研究的一个方面. 我国也制定了相应的规范, 并且进行了多次修改以适应新的砌体建筑材料的出现. 虽然钢结构框架结构等的抗震性能好, 但限于财力和时间, 灾后重建的大量农村民居仍以砌体结构为主. 重视砌体结构的抗震构造和加固技术的研究及推广迫在眉睫, 有关部门应该组织国内力量, 推广已有的成熟经验, 并开展深入的研究。下面就我国抗震中对砌体结构采取的主要对策作一阐述。

1、提高抗震设防标准

国外抗震设计一般有三种方案:(1)较高地震力—较低延性方案;(2)中等地震力—中等延性方案;(3)较低地震力—较高延性方案。高地震力方案主要保证结构的承载力,低地震力方案主要保证结构的延性,我国的抗震设计通常采用的方案(3),通过构造措施使结构具有良好的变形能力来实现“大震不倒”的目标。砌体结构属于脆性结构,地震时,很难保证结构或构件在破坏前有较大的变形能力, 存在较大的安全隐患。因此,随着国民经济水平的提高,我国应适当提高砌体结构的抗震设防标准, 这对于建设费用的增加是有限的, 而带来的好处是无限的。

2、重视抗震概念设计

要使建筑物具有尽可能好的抗震性能,首先应作好抗震概念设计,要设置多道防线, 避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失承载能力, 从根本上消除建筑物中的抗震薄弱环节, 然后再辅以必要的抗震计算,才能较好的控制震害的发生。砌体结构的概念设计应注意以下几点:(1)建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则,使结构质量中心与刚度中心相一致。避免在地震作用下产生扭转效应, 加剧地震的破坏力度。合理地控制房屋的高宽,使多层砌体房屋有足够的稳定性和抗弯能力,避免产生整体弯曲破坏。(2)结构体系要合理,传力路径简单明确合理, 优先采用纵横墙共同承重的结构体系。纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。(3)楼板要有较大的水平刚度,尽量采用现浇钢筋混凝土楼板, 不宜采用预制楼板。

(4)为避免底部墙体因压力或剪力过大而产生破坏, 应严格控制砌体房屋的总高度及总层数, 适当提高底层墙体的厚度或砂浆强度等级, 以增加底层砌体的抗震承载力。(5)减少悬挑、局部突出构件,避免在地震时脱落伤人。(6)教学楼、医院等大空间房屋应尽量避免使用砖混结构。

3、合理设置圈梁和构造柱

多次震害调查表明, 设置圈梁和构造柱能增加砌体结构整体性和变形能力, 减轻震害。

圈梁和构造柱等延性构件组成的带钢筋混凝土边框的抗侧力体系,对砌体结构形成分割、包围的作用,使砌体墙在遭遇强烈地震作用时, 发挥各片砖墙在平面内的抗剪承载力,提高楼盖的水平刚度,限制墙体斜裂缝的开展和延伸。因此,合理的设置圈梁和构造柱对提高结构的抗震能力有重要意义。

构造柱的截面宜与墙同厚,角柱、边柱和楼梯间构造柱应适当加大配筋。构造柱应设置在外墙转角和内外墙交接处及在大于2000mm的洞口两侧设置，楼(电)梯间增设抗震构造柱。墙段较长时适当加密柱距。圈梁宜每层均设置,基础、外墙和屋面处圈梁截面和配筋宜加大,圈梁应拉通。

此外为了提高墙体的抗震能力, 可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋,使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。可以有效地提高墙段的抗震性能,减少脆性,增加延性, 水平钢筋宜采用H P B 2 3 5 、HRB335钢筋,并应保证有足够的钢筋锚固长度。

4、作好各构件之间的拉结

砌体交接处的牢固程度将直接影响建筑物的整体性及抗震性, 这种影响所造成的危害后果在正常情况下有时潜伏着, 当遇有地震等外力作用时就会毁于一旦。因此砌体结构房屋建筑中,墙与墙之间, 圈梁、构造柱与墙体,楼屋盖与圈梁墙体以及其他混凝土构件与墙体之间均应设置可靠连接。

5、加大施工监管的力度

国家规范制定科学,建筑设计合理,如果没有严格的建筑施工, 没有质量过关的建筑材料,专业的施工队伍,建筑抗震也是枉然。所以,要保证砌体的施工质量,各地的质量监督机构要加大施工监管的力度,比如:监督砌体使用的砖是否符合要求,砂浆是否经过试配和按配比配合; 砌体临时间断处是否衔接牢固, 构造柱是否有夹层与断柱情况,是否与砌体衔接牢固;组砌形式是否有严重缺陷等。对砌筑质量差、不能保证砌体整体性与稳定性的,一定要进行处理, 消灭在砌筑工程中长期存在的质量通病,只有这样,才能把建筑抗震真正落到实处。

由于我国现在正处在墙体材料改革的时期, 不同的地区都会有一些适合本地的材料, 但我们的总体思想“小震无碍,中震可修, 大震不倒”是不变的, 无论哪种材料, 都要采取相应的抗震构造措施来保证工程的安全性, 保证国家、人民的财产不受到损失。

参考文献：

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[2] 徐俊民,朱利捷.刍议砌体结构的抗震设计[J]. 中国建设信息. 2008(14)

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