砌体结构房屋抗震设计

胡乐涵

(郑州大学 土木工程学院，河南 郑州 450001)

砌体结构是指用砖、石或砌块为块材，用砂浆砌筑的结构，具有材料来源广泛，保温隔热性能好等优点，因此应用范围广泛[1]。然而，其存在的缺陷导致它在某些特定场合具有一定的弱势。无筋砌体抗裂抗震性能较差，尤其是地震设防区采用砌体结构，应采取必要的抗震措施。尽管砌体结构抗震性能谈不上优良，但是在我国的城镇化建设中，考虑到人口密集程度与土地使用面积，为适应发展的需要，进行了相关的抗震设计。

1 砌体结构房屋的震害

地震波在土中传播引起强烈的地面运动，包括横波与纵波，是造成建筑破坏的主要原因。在水平地震作用下，房屋受到直接冲击而导致整体破坏，是地震破坏的主要原因。砌体结构房屋的破坏情况与抗震构造措施和结构类型施紧密相关，结构损坏的类型可以分为两种：一种是由于结构对上部荷载的承载能力不足而造成的破坏。当地震波沿房屋纵向传导时，它首先从屋盖传到纵向墙体，然后传导到地基。第二种破坏是建筑整体布局不完善或是在结构构造上具有一定的误差而导致的破坏。

由此可见，在砌体结构房屋的抗震设计阶段中，利用既有的建筑规范对建筑整体进行初步验核是一个重要的步骤。除此之外，还应当对房屋的平面布局、结构类型、材料类型等进行全方面检查，对各个构件间的交接处采取强度提高措施，使整体布局较为合理，从而使整体建筑最大限度的抗震水平得到提高。

2 多层砌体结构房屋抗震设计

2.1 总高度和层数的限制

以往的地震灾害研究表明，建筑的破坏在高层房屋中尤为明显，相比之下低层房屋所受影响较小。以砌体材料的刚体性能和抗震能力为基础，提出了限制高度的措施，对建筑一般有以下要求。

①正常情况下，多层砌体结构的总高度和层数不能超过国家标准规定。

②对大型民用公共建筑等跨度较大的多层砌体房屋，总高度要比标准所规定的降低3m，建筑层数减少一层。横墙较少的建筑，还应在此基础上再减少一层。

③砖和砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6m。

2.2 墙体布置

墙体是承担地震作用的主要构件，墙体的结构体系和间距对房屋的空间刚度和整体性影响很大，因而对建筑物的抗震性能有重大作用[2]。

2.2.1 横墙间距

震害调查表明，在地震横波的影响下，当楼盖的刚度满足要求时，并且横墙疏密程度较密，则纵向墙体所承受的地震荷载是较小的，在正常情况下不会产生水平裂缝。由此可知，横向墙体在具有足够的抗震能力的基础上，还要使楼盖能够满足具有抵抗地震横波的刚度要求。

2.2.2 墙段的局部尺寸

建筑墙体的局部尺寸存在较小的误差，有时仅会造成墙面的局部破坏，对房屋的整体安全影响看似不大，但是实际上，它对房屋整体的承载能力具有较大的负面影响。而且某些关键部分的结构局部破坏往往牵一发而动全身，将引起房屋建筑的倒塌。

2.3 平、立面布置和防震缝的设置

当平面和立面两者的设置并非规则时，平面形状不规整，立面存在一定的高度差，所受震害就会比较大。因为在地震发生时，房屋各部分产生不同的变形连接件之间由于平面与立面不规则而产生应力集中现象。另一方面是由于房屋的质量中心和刚度中心不重合，地震时，地震作用对刚度中心有较大的偏心距，因而不仅使房屋产生剪切和弯曲，而且还使房屋产生扭矩，从而大大加剧了地震的破坏作用[3]。建筑结构抗震墙体的设置应满足以下要求。

①墙体布置应当均匀对称，横向与纵向墙体的数量不宜过多。

②不能在墙体两侧开洞口，并且楼板洞口不宜过大。

③在房屋宽度方向的中部应设内纵墙，其累计长度不宜小于房屋总长度的60%[4]。

3 砌体结构房屋抗震预防经验

在地震灾害中，房屋内的圈梁与构造柱往往发挥极大的作用，能够有效抵抗地震力。但未设置圈梁构造柱的房屋在地震来临时，房屋下层所受破坏极大，将导致其整体倾倒与开裂。圈梁与构造柱应当具有符合规定的尺寸，否则在地震来临时会因受拉而失去其应有的功能。

横墙承重体系房屋空间刚度较大，整体性较好，立面处理比较灵活，因此，适用于有大量房间面积较小的建筑，其传力路线为：板-横墙-基础-地基。纵墙承重体系可以根据需要改变横向隔断的位置，以调整使用房间面积的大小，但是刚度差，其传力路线为：板-梁-纵墙-基础-地基。因此在地震频发区应适当避免大跨度空间设计。

4 结 语

在我国大部分地区，砌体结构房屋是主要的房屋建筑类型，虽然砌体结构的抗震能力并不强，但是它出色的结构特性使其依旧使用广泛，因此如何提高抗震水平是建筑领域中十分重要的问题。在建筑设计中，应保证建筑物小震不坏，中震可修，大震不倒，并且要吸取以往地震灾害的经验教训，严格遵守抗震设计要求，将每一项工作规范落实到位。随着时代的发展，我们应当提出更加优秀的新理论，完善对砌体结构的抗震能力的设计，这是我们研究的最终目的。