浅析增强多层砖砌体房屋抗震性能的措施及方法

2014-10-21彭鸿阳

建筑工程技术与设计 2014年36期

彭鸿阳

摘要：砖砌体房屋是指由烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖，通过砂浆砌筑而成的房屋。当前，我国城镇化建设的速度在飞速地发展，多层砖砌体房屋在许多地方还普遍存在。我国是一个地震多发的国家，地理位置处在环太平洋地震带和喜马拉雅山地震带，所以，如何减少地震对多层砖砌体房屋结构的危害，是设计、施工、监理以及政府监管部门义不容辞的责任，同时，也是关注民生和以人为本的重要体现。

关键词：砖砌体房屋、抗震性能、措施

一、地震波的分类

地震波按其在地壳传播的位置不同，分为体波和面波。体波又分纵波和横波。纵波引起地面垂直方向震动，横波引起地面水平方向震动。而面波的震动比较复杂。

1.1地震对建筑物的破坏形式

地震对建筑物的破坏作用主要是地震波在土中传播引起强烈的地面运动造成的。由地震引起建筑物的破坏形式主要有：地基失效、受震破坏和次生效应引起的破坏。下面主要介绍这三种情况以及相应的抗震措施：

1.1.1地基失效

是指建筑物的持力层在液化土层上，在地震作用下，土体迅速液化，地基失去了承载力，建筑物发生整体性倾斜或者倒塌，这种危害是很突然的，也是很严重的。因此首先要了解土的液化的概念、影响因素、判别方法和采取预防的措施。

（1）土的液化

①概念：在地下水位以下的饱和的松砂和粉土在地震作用下，土颗粒之间有变密的趋势。但因为空隙水来不及排出，使得土颗粒处于悬浮状态，形成如液体一样，这种现象就称为土的液化。

②影响因素。场地土液化与许多因素有关，因此要根据多项指标综合分析判断土是否会发生液化。1）地质年代，地质年代的新老表示土层沉积时间的长短，地质年代愈久，土层的故结度、密实度和结构性，也就愈好；反之愈差。2）土中粘粒含量：粘粒是指粒径小于等于0.005mm的土颗粒。当粉土内粘粒的含量超过某一限度时，粉土就不会液化。3）上覆非液化土层厚度和地下水的深度。4）土的密实程度，砂土和粉土的密实程度是影响土层液化的一个重要因素。侧压力越大，土层就不容易发生液化。侧压力的大小反应了土层埋深的大小。5）地震烈度和震级，地震烈度愈高，地面运动强度就愈大，显然土层就愈容易液化。

1.2 采用的措施

砖砌体地基抗液化的措施应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况综合确定。全部消除地基液化沉降的措施有：

（1）采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土中的长度，应按计算确定，而且对碎石土、砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土不应小于0.5m，对其他非岩石土不宜小于1.5m。

（2）采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于0.5m。

（3）采用加密法（如振冲、挤密碎石桩、强夯等）加固时，应该处理至液化深度下界；振冲、挤密碎桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于液化判别标准贯入锤击数临建值。

二、受震破坏

砖砌体房屋的受震破坏主要是指在水平地震作用影响下，砖砌体结构房屋的破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而有所不同。故受震破坏可以分2类，一类是由于结构或者构件承载力不足而引起的破坏，另一类是由于房屋结构布置不当或者构造上存在缺陷，在地震时，房屋丧失整体性，墙体发生倾倒，楼板随之由墙上滑落等等。下面分别介绍这两种破坏情况以及相应的抗震措施。结构或者构建承载力不足引起的破坏。

2.1 横墙承重模式下，结构或者构建承载力不足引起的破坏

主要是以横墙作为抵御地震水平荷载的房屋结构形式，其受力模式为：水平地震作用主要通过楼盖传至横墙，再传至基础和地基，砖砌体的横墙主要受到剪切，当地震作用在横墙的剪力超过了砌体所能承受的抗剪承载力时，墙体就产生斜裂缝或者交叉斜裂缝。这种裂缝的规律是“下重上轻”，主要原因是多层砖砌体房屋墙体下部地震剪力大的缘故。这种裂缝主要发生在墙体开洞的部位（如门、窗洞等），原因是墙体开洞，削弱了墙体的抗剪承载力。同时，随着房屋高度的增大，地震作用也将增大，因此房屋的破坏也加重。因此，相应的抗震措施有：

2.1.1限制其层数和高度是主要的抗震措施。砖砌体房屋的层数和高度应满足下列表的要求：

对于医院、教学楼等横墙较少的多层砖砌体房屋，总高度相应

减3m，层数也相应减1层，对于各层横墙很少的房屋，在这个规定的基础上还要根据情况适当降低总高度和总层数（横墙较少指同一层内，开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以上。（1）砖砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m。（2）但对于横墙较少的多层住宅楼，当按下列规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数仍然可以按上面规定的高度和层数采用：a房屋的最大开间尺寸不得大于6.6m。b一个结构单元内，横墙错位数量不宜超过总墙数的1/3，且连续错位不能多于2道，错位的墙体交接处均应设置构造柱，且楼、屋面板应采用现浇钢筋砼板。C横墙和内纵横墙上洞口的宽度不宜大于1.5m，外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半，内外墙上洞口的位置不应影响外纵墙和横墙的整体连接。d所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现澆钢筋砼圈梁，圈梁的截面高度不宜小于150mm，上下纵筋各不应小于3?10的钢筋。e所有纵横墙交接处及横墙的中部，均应增设满足下列要求的构造柱：在横墙内的柱距不宜大于层高，在纵横墙内的柱距不宜大于4.2m，最小截面尺寸不宜小于240mm。

三、房屋结构布置不当或者在构造上存在缺陷

比如内、外墙之间及楼板和墙体之间缺可靠的连接，在地震作用

下，砖砌体房屋伤失整体性，墙体发生倾倒，这种后果是很严重的，因此要对砖砌体房屋的墙体结构布置和加强构造措施作以下限制：

3.1承重方案的限制。结构布置上应优先选用横墙承重方案或者

纵横墙共同承重的方案，纵横墙的布置应均匀对称，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。

3.2平面形状的限制。砖砌体的房屋平面形状要以正方形或者长

方形为宜，使房屋的质量中心和刚度中心尽量相等，减少由于房屋地震时，质量中心绕刚度中心旋转产生的扭矩的影响。

3.3横墙间距的限制。为了减少地震时候墙体斜裂缝的产生，在

横向地震作用下，如果楼盖有足够的刚度，横墙间距较密而且有足够的承载力，则纵墙承受的地震作用是很小的，一般不会出现水平裂缝。也就是说，横墙的间距必须根据楼盖的水平刚度给予一定的限制。

五、结束语

砖砌体的抗震措施涉及到很多环节，有技术上的措施，也有规范上要求的，以及构造上“强制性措施”，还有就是我们设计、施工、监督和监管的措施等方方面面，可见，要做到“大震不倒，中震可修，小震不坏”，需要“人人参与”，否则，那就是一句空话。