关于砖混抗震结构的加固设计初探

黄胜方

（淮北职业技术学院 建筑工程系，安徽 淮北 235000）

1 引言

虽然中国在建筑抗震设计方面经验不足，理论较少，但是近年来，国家对此高度重视，极大地推动了建筑抗震设计技术的成熟，这些技术被大量的运用到当前的砖混建筑抗震结构的加固设计中.众所周知，抗震结构加固设计是砖混建筑抗震设计中十分关键的环节.但是，我国在砖混建筑抗震设计方面起步较晚，和发达国家存在显著的差距，尽管国家的重视推动了这一行业高速发展，然而在实际设计过程仍然存在诸多技术上的难关，这些问题的存在极大地限制了中国砖混建筑抗震结构加固设计的发展.

2 砖混建筑抗震结构的加固设计理念概述

关于建筑结构对地震设防的标准规定，专家们通过不断研究和总结，最终确定了最具权威性的建筑结构抗震规范，这一规范从法律角度对工程建筑设计工作提出了一定的要求，可以充分体现一个国家的经济和建设的整体水准，同时还能表现一个国家的建筑抗震工作有多少实际操作经验.尽管这一标准随着有关理论的发展而变得更加经济、更加科学，但是我们依然不能忽略工程施工过程中起着至关重要的作用的实践经验与基础.在建筑施工的过程中，最需要关注的一点就是工程的安全问题，一切冒险和马虎的行为都应该被杜绝，这样的安全意识使得我们当前使用的建筑抗震规范的规定具有了很强的强制性，而在诸多条文中对于“不宜”、“不应”、“严禁”等词语的运用，不但突显了条文各个程度的限制性，也是建筑结构抗震规范严谨性的有力表现.

在砖混建筑抗震结构的加固设计过程中，首先一定要注重材料的受力性以和稳定性等特征.其次，对于那些很有可能带来危害的，结构不强的地方，要采取适当的方法来防震.最后，不能将负担竖向力的构件作为关键耗能部件使用.

要想良好避震，尽量多设计几道防线是最佳方案.首先，所有的抗震体系都应该包含很多单一的具有优良延性的分支，同时还要有很多具有良好延性的构建来进行配合.其次，大多数强震过后都会出现很多较小的地震，如果设计时只有一道防线，那么在第一次强震之后，其他的震感还是会对建筑造成破坏，多次破坏之后，建筑有可能会直接坍塌.所有的结构体系都应该具有很高的冗余度，同时应该为它们设置适当的屈服范围，最重要的是，要选取延性和刚度都很好的构件，这样结构才能将地震力吸收或者扩散掉，并以此提高自身的抗震能力，避免坍塌出现.再次，要对各个构件之间的联系进行深入的分析，要保证就算楼层中的重要部件屈服了，其他的构件也依然可以保持良好的弹性，拥有足够的延性.最后，设计过程中不能将某个区域设计得特别强，否则就会出现其他区域呈现弱势，因此一定要对不恰当的强化和施工过程中通过过大的情况进行深入的了解和研究.

在设计时，要对那些有可能出现弱势的部分进行关注，确保其抗震性可以得到有效提高.首先，由于当出现了很强的地震力时，很多构件没有良好的强度储备，所以判断弱势区域的主要前提就是进行构件受力性的探索.其次要保证楼层的实际受力性和设计的受力数能够保持恰当的变动性，当比值出现变化时，就会出现一定的变形聚集现象.再次，不能出现一小部分区域比其他区域强很多的现象，否则就有可能破坏整体结构的刚度与受力性.最后，设计过程中一定要对比较薄弱的区域进行适当的控制，使其能够在保持足够的变形能力的同时，确保其不会因为外部影响而有较大的变动，这样就能很好的提升整个建筑的抗震能力.

3 砖混建筑抗震结构加固设计中的常见问题

在进行砖混建筑抗震结构的加固设计时，一定要关注建筑物的抗震效果，这一因素是衡量建筑安全性的重要指标.当意外出现的时候，不但可能危害到砖混建筑的安全，还可能导致大量的人员损伤和财产损失.下面给大家介绍设计砖混建筑抗震结构加固工程时经常会遇到的情况.

3.1 没有完整收集土质勘察信息

一切的建筑都以地基为重心，一个建筑物最基础的部分也是地基，所以地基是建筑整体质量的决定性因素.有的施工队伍没有在施工开始时做好良好的土质勘查作，没有掌握完善的勘察信息，还有的甚至直接不进行勘察，设计会审过后直接进行施工组织的设计.如果没有做好完整的土质勘查工作，那么施工设计时就会遇到资料缺失的问题，影响整个建筑物的抗震效果.

3.2 建筑结构的平面布局

如果遇到的建筑外形不是规则或者对称的，又或者有的建筑物形心质心偏心大、凹凸变化尺度很大，那么就应该准确定位建筑的中心支撑点，同时依靠先进的技术和丰富的经验进行建筑的抗震设计工作.通常情况下，为了满足客厅的面积足够大的需求，多层砖混结构房屋就需要开大门洞和大开间.这就导致了大门洞间的墙宽较薄，甚至会只有240毫米，同时阳台长度会挑出更多，一般会在2米以上.而为了达到需求的造型，在仅有的场地中需要做成各种复杂的设计，这样的设计可能导致的直接后果就是没有办法让纵横墙的平面布置对齐，甚至会导致墙体没有办法垂直向上进行建造.

3.3 对于砖混顶部、楼梯间等部位缺乏足够重视

在设计人员对房屋的结构进行抗震设计时，通常下部基层的房屋会受到更多重视，而作为顶层房屋的抗震设计，所受到的重视则相对较少.不少房屋会使用多层砖混结构对部分顶层和楼梯间进行设计，而这些顶层和楼梯间相对突出，建造时就更需要强度高的砂浆.否则一旦发生地震，就会造成房屋被破坏甚至毁坏性的后果.

3.4 没有良好把握抗震设防的标准

一些进行砖混建筑抗震结构的加固设计人员没有准确掌握抗震设防的相关要求，甚至自己改动相关标准，不管是将标准提高还是降低，都会使得工程的质量发生一定的变化.比如说，我国《建筑抗震设防分类标准（GB 50223—95）》规定设防标准应该为六度设防，但是有的工作人员因为想使建筑物拥有更强的抗震能力，所以将其提升为七度，这就使得工程的投资成本大大提高，但并不会使建筑拥有更强的抗震能力；还有的工作人员处于成本节约的目的，擅自将七度的标准降低为六度，这就使得建筑的抗震能力大大削弱，无法满足抗震设防的标准，万一有险情出现，将会带来巨大的损失.

3.5 设计人员没有准确了解砖混建筑抗震结构的抗震等级

有的设计人员没有在设计时对楼房当时的实际情况进行深入的了解，所以没有准确把握好设计时的抗震等级，使得很多建筑出现抗震等级偏高或偏低的情况，之所以会出现这样的情况，主要是因为他们没有准确地把握好建筑现场的结构、土地类型，也没有结合设防强度、建筑高度等相关信息进行综合考虑，或者出现了考虑不周全的情况.

4 提高砖混建筑抗震结构加固设计的几点思考

4.1 选择适当的砂浆强度等级

从多次地震造成的损失中可以发现，在多层砖混建筑中，墙体面积越大，也就需要等级越高的砂浆强度，反之，面积越小，砂浆强度等级也可以相对低一些.这就意味着，要使得墙体的抗震能力增强，则需要提高砂浆的强度等级.在设计多层砖混结构房屋中，抗震设计要求对上面几层房屋而言，是比较容易达成的.最为薄弱的通常是第一层或者第二层，这些底层更可能达不到抗震的需求.在地震发生时，作为薄弱层的第一层与第二层，则会因为达不到需求而产生损坏.为了满足抗震结构的设计需要，一般会在建造时选用强度较高的砂浆，并适当调整墙体的承载面积.这表明，计算多层砖混结构房屋的抗震时，为了提高建筑物的抗震水平，可以选择高强度的砂浆或者将墙体面积合理增加1～2层.

4.2 有效利用圈梁、构造柱

研究多次地震灾害的结果表明，为了多层砖混结构房屋的抗震水平，将地震损失降到最低，最为经济有效的手段是设置圈梁.顺着楼板水平面设置圈梁，能够稳固房屋整体结构，将内外墙体的连接更为紧密，这种方法在多层砖混结构房屋中相当适用.圈梁在多层砖混结构建筑中起到了很好的约束作用，这促使楼板与布置的纵横墙形成一个稳固的箱型.相对于约束楼板的分离，在墙体受到地震作用时，平面内外墙的倒塌可以将墙体的抗震水平最大化的发挥出来.从竖向来看，墙体和平面内的构造柱能起到足够的约束的作用，这表现在，能控制两个圈与墙之间的裂缝和水平面的夹角，能及时扼制墙体裂缝的延伸，将墙体的变形程度降到最低，将墙体的抗剪切水平提高，这就得以保证墙体的完整性.为了降低地面裂缝出现的现象，同时将地震作用中产生的非均匀沉降对建筑带来的损害降到最低，可以选择设置圈梁.而为了保证多层砖混结构建筑物竖向刚度、降低非均匀沉降带来的影响，最合适的选择就是在屋顶和基础顶设置圈梁.

4.3 加强概念设计在砖混抗震结构加固设计中的应用

在进行设计的时候，结构师需要深入研究结构的不规则性，因为很多几何形状的变化、承载力和结构刚度的非连续性变化、荷载传递途径的突变都是由结构不规则引起的，不但如此，结构的不规则性还有可能影响非结构构件的问题，尤其是那些规范没有涉及到的不规则性问题，一定要更加关注，了解它们的危害，同时采取一定的措施规避风险.结构师应该充分了解结构地震反应，同时要在工作中搜集更多的有关资料，积累更多的工作经验，这样才能拥有更加丰富的经验，并以此提升发现结构方案不规则性的能力.有些建筑工程会应用一些比较少见的高性能材料与结构体系，还有些工程会使用高于当前规范规定的高度.因为当前的建筑规范中有很多的传统条例具有很高的限制性，使得很多建筑在施工过程中不得不超出规定要求.要想解决这一问题，设计师应该选取一些基于性态的设计，同时依照当前的技术和经验进行相关工程的设计.基于性态的设计不拘泥于传统，设计出的结构往往更能满足规范要求的截面尺寸，也跟符合构造标准，这样就能对砖混建筑的性态做出深层次的了解和掌控，确保其性能更好、安全性更高.工程设计师在不断的实践操作和经验累积中，将会更加完善自己的基于性态的设计架构.

5 结束语

基于以上分析可知，导致砖混建筑抗震结加固设计出现问题的因素具有多样化，既存在主观认识的问题，也存在客观技术上的问题.而一旦砖混建筑抗震结构的加固设计出现问题其实是非常可怕的，一方面将造成巨大的资源浪费，另一方面还直接影响公众的身心和财产安全.由此可见，关于砖混建筑抗震结构加固设计的问题要重在预防，尤其是要重视概念设计的应用.总而言之，在今后的工作之中，要高度关注砖混建筑抗震结构加固设计方面的问题，进一步研究砖混建筑抗震结构加固设计的相关原理和方法，从而不断地提高设计质量.

〔1〕张彦强.从汶川地震看多层砖混房屋抗震结构设计[J].科技情报开发与经济，2009(09).

〔2〕吴永芳.提高砖混结构房屋抗震能力的有效方法[J].工程抗震与加固改造，2011(03).

〔3〕杨文伟.砖混结构学校建筑防倒塌抗震加固[J].建筑结构，2010(S2).

〔4〕唐与拓，金燕，于得水.多层砖混房屋震害分析及抗震加固措施[J].山西建筑，2009(12).

〔5〕黄传刚，王磊，赵艳林.砖混结构中钢筋混凝土构造柱、圈梁对抗震的作用[J].福建建筑，2009(07).