浅谈多层砖混砌体房屋的抗震设计

2023-02-10

刚刚过去的汶川大地震给我们造成了巨大的损失, 其中砖混砌体房屋的震害尤为严重。国内外历次地震的经验告诉我们:抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计, 是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。砖房之所以地震破坏比例大, 主要原因是砖砌体是一种脆性结构, 其抗拉和抗剪能力均低, 在强烈地震作用下, 砖结构易于发生脆性的剪切破坏, 从而导致房屋的破坏和倒塌。如果在多层砖房的设计中再过度追求大开间、大门洞、大悬挑, 甚至通窗效果等, 必将大大削弱房屋的抗震能力。

1 目前多层砖房抗震设计中常见的问题

(1) 住宅砖房建设中, 房屋层高和总高超过规范限值, 尤其是底层为商店的砖房此种情况更为普遍。

(2) 在许多办公楼砖房中为追求局部大空间, 在底层或顶层局部采用钢筋砼框架结构, 从而形成砖混和框架的“混杂”结构体系。

(3) 住宅砖房中为追求大客厅, 布置大开间和大门洞, 造成窗间墙局部尺寸不满足要求, 并将阳台作成大悬挑延扩客厅面积, 仅采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢, 甚至有的不采取加强措施;住宅砖房中限于场地或过度的追求造型, 致使平面布置过于复杂, 纵、横墙沿平面布置多数不能对齐, 墙体沿竖向布置上下不连续等。

(4) 抗震构造措施不到位。常出现“一本图集打天下”的作法, 不管具体作法和适用与否, 全包在“图集”身上。

针对以上存在的主要问题, 多层砖房抗震设计时应注意以下问题。

2 多层砖房抗震设计意见

2.1 注重抗震概念设计

严格按照《建筑抗震设计规范》的规定控制房屋的总高度、层数、层高, 对于横墙较少或很少的医院、教学楼等多层砖房更要严格控制;对抗震横墙最大间距超过要求的多层砖房, 已不属于侧力作用下的刚性房屋, 不能按多层砖房设计, 应按空旷房屋进行抗震设计。

应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系, 同一结构单元中不应采用砖房与内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布, 应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位, 产生应力集中或塑性变形集中, 对可能出现的薄弱部位, 应采取措施提高其抗震能力。

建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称, 平面形状应具有良好的整体作用。纵、横墙沿平面布置尽量对齐, 楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;建筑的立面和竖向剖面力求规则, 结构的侧向刚度宜均匀变化, 墙体沿竖向布置上下应连续, 避免刚度突变;当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时, 宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。当在底层及顶层设置空旷大房间时, 应采取必要抗震措施进行加强。

多层砖房门窗间墙的局部尺寸宜符合《建筑抗震设计规范》的要求。对于局部尺寸不满足要求时, 采取增加构造柱等方法加强处理, 但不能将构造柱当作“灵丹妙药”到处使用, 应当明白, 砖砌体和砼的变形模量差别很大, 虽然砖砌体与构造柱和圈梁可以协同工作, 增加房屋的延性, 但是其作用是有限的。

2.2 加强抗震构造措施

合理设置构造柱和圈梁, 特别要重视房屋转角处、大洞口及大房间处的构造措施, 加强房屋的整体性。对于层高超出规范较多的, 仅仅采取增加圈梁或增大圈梁截面、配筋是不够的, 因为圈梁的作用也是有限的。

多层砖房各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。构造柱应与每层圈梁或现浇板可靠连接。构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎, 并沿墙高每隔5 0 0 m m设2φ6拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1 m。7度时层高超过3.6 m或长度大于7.2 m的大房间, 以及8度和9度时, 外墙转角及内外墙交接处, 当未设构造柱时, 应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋, 每边伸入墙内不小于1 m。突出屋面的楼梯间等, 构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部, 并与顶部圈梁连接。后砌的非承重砌体隔墙, 应沿墙高每隔5 0 0 m m设2φ6拉结钢筋与承重墙连接, 每边伸入墙内不小于0.5 m;8度和9度时, 长度大于5 m的后砌墙顶, 尚应与楼、屋面板或梁连接。砖砌栏板应配水平钢筋, 且压顶卧梁应与砼立柱相连, 压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。房屋构造柱可不单独设基础, 但应伸入室外地面下5 0 0 m m, 或锚入室外地面下不小于3 0 0 m m的地圈梁。

悬臂构件在地震中的破坏尤其严重, 故加强其锚固意义重大。女儿墙的稳定措施一定重视, 6~8度时, 240mm厚无锚固女儿墙 (非出入口处) 的高度不宜超过0.5 m, 当超过时, 应采取措施保证其稳定性。雨篷、阳台等悬挑构件应控制其外挑长度, 并且应加强其锚固。不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。