摘要:近年來,多層砌體結(jié)構(gòu)成為我國(guó)應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式,提高多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能,對(duì)保證結(jié)構(gòu)安全具有十分重要的意義。本文根據(jù)歷次地震經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出多層砌體結(jié)構(gòu)震害規(guī)律,并對(duì)如何采取有效的抗震措施進(jìn)行探討,以期在實(shí)踐中提高多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震能力。

  關(guān)鍵詞:多層砌體結(jié)構(gòu) 震害規(guī)律 抗震措施  

  時(shí)至今日,城鄉(xiāng)建設(shè)中大量高層或超高層建筑拔地而起,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼骨混凝土等結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用也使城市面貌日新月異。但在中、小城市和鄉(xiāng)村建設(shè)過程中,因砌體結(jié)構(gòu)具有耐久性好,耐火性好,施工方便,易于就地取材,造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn),在多層和低層建筑范圍內(nèi)仍然大量采用著砌體結(jié)構(gòu),根據(jù)最新統(tǒng)計(jì)它們?nèi)哉加?0% 以上的建造面積?梢,迄今為止砌體結(jié)構(gòu)仍是一種廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式。我國(guó)于1976年發(fā)生了唐山大地震,之后經(jīng)歷了數(shù)十次具破壞性的地震,在2008年,又發(fā)生了汶川大地震,這些慘痛的經(jīng)歷已使工程界清晰地認(rèn)識(shí)到地震的破壞性極其巨大,給建設(shè)工程帶來的危害不可小覷。因此研究如何提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能實(shí)乃必要。

  本文根據(jù)歷次地震經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出多層砌體結(jié)構(gòu)震害規(guī)律;結(jié)合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011—2010),探討了多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震措施。

  一、多層砌體結(jié)構(gòu)震害規(guī)律。

 。ㄒ唬〾w的破壞

  墻體的破壞主要表現(xiàn)為墻體出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫及“X”形裂縫,嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)歪斜以致倒塌的現(xiàn)象。

  當(dāng)墻體的高寬比較小時(shí),墻體中間部位會(huì)出現(xiàn)水平裂縫;當(dāng)墻體與主震方向平行時(shí),墻體會(huì)出現(xiàn)斜向裂縫;當(dāng)墻體的高寬比接近1時(shí),墻體則會(huì)出現(xiàn)“X”形交叉裂縫。

  (二)墻角的破壞

  在地震中,多層砌體房屋的四角墻面易發(fā)生開裂以致于局部倒塌。這是由于墻角位于盡端,房屋對(duì)它的約束作用相對(duì)較弱。此外,地震對(duì)房屋還具有扭轉(zhuǎn)作用,這就使得墻角處受力復(fù)雜,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,導(dǎo)致墻角破壞。

 。ㄈ翘蓍g的破壞

  由于樓梯間的開間較小,水平方向的剛度相對(duì)較大,在地震時(shí)承擔(dān)的計(jì)算高度會(huì)比其他部位大,這樣會(huì)引起墻體在平面外的穩(wěn)定性差,容易造成樓梯間兩側(cè)的承重橫墻出現(xiàn)斜裂縫。

  (四)內(nèi)外墻連接的破壞

  在地震中,內(nèi)外墻連接處受到兩個(gè)方向的地震作用,受力比較復(fù)雜,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。如果內(nèi)外墻間缺乏足夠的拉結(jié),施工時(shí)又不注意咬槎砌筑,那么連接處易發(fā)生豎向裂縫,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生縱橫墻拉脫,甚至外閃倒塌。

 。ㄎ澹┩怀鑫菝娴奈蓓旈g及附屬結(jié)構(gòu)的破壞

  地震時(shí),平面突出部位易出現(xiàn)局部破壞現(xiàn)象。當(dāng)相鄰部位的剛度相差較大時(shí),破壞會(huì)十分嚴(yán)重;突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等附屬結(jié)構(gòu)由于地震時(shí)“鞭梢效應(yīng)”的影響,產(chǎn)生的破壞較下部主體結(jié)構(gòu)更加嚴(yán)重;當(dāng)突出部分面積和房屋面積相差較大時(shí),震害也越嚴(yán)重。

  (六)其他部位常見的破壞

  1、由于樓蓋或屋蓋缺乏足夠的拉結(jié)或施工中樓板擱置長(zhǎng)度過小,地震時(shí)會(huì)導(dǎo)致樓板墜落。

  2、由于防震縫設(shè)置過窄,不能起到防震作用,地震時(shí)縫兩側(cè)墻體會(huì)發(fā)生碰撞而造成破壞。

  二、多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震措施

 。ㄒ唬╀摻罨炷翗(gòu)造柱的設(shè)置

  在多層砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱,是指先砌筑墻體,然后在墻體兩端或縱橫墻交接處現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱。

  設(shè)置構(gòu)造柱能有效的提高多層砌體房屋的抗震性能,主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:①在墻體中設(shè)置構(gòu)造柱,可以有效提高墻體的抗剪強(qiáng)度,提高的幅度與墻體高寬比、開洞情況和豎向壓力有關(guān)。②構(gòu)造柱和墻體結(jié)合共同工作, 能加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性;③設(shè)置的構(gòu)造柱與圈梁所形成的約束體系可以有效地限制墻體的散落,增強(qiáng)了房屋在地震時(shí)的抗倒塌能力。

  構(gòu)造柱的間距設(shè)置不能過大,否則將會(huì)削弱對(duì)墻段砌體的約束作用[1]。根據(jù)多層砌體結(jié)構(gòu)抗震實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn), 構(gòu)造柱一般應(yīng)設(shè)置在震害較大、構(gòu)造連接相對(duì)薄弱和易于發(fā)生應(yīng)力集中的部位。

 。ǘ┤α旱脑O(shè)置

  鋼筋混凝土圈梁在多層砌體結(jié)構(gòu)抗震中發(fā)揮了重要的作用,主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:①圈梁將房屋的縱橫墻連接起來,增強(qiáng)了墻體的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的整體性。②圈梁與構(gòu)造柱共同作用時(shí),可以有效地約束墻體裂縫的開展,從而提高墻體的抗震性能。③圈梁可以有效地緩解由地震引起的地基不均勻沉降。

  對(duì)于常用的裝配式混凝土樓(屋)蓋的多層砌體結(jié)構(gòu),圈梁的設(shè)置如下:

  1、當(dāng)采用橫墻承重時(shí),圈梁應(yīng)根據(jù)墻體的類別和設(shè)防烈度分別設(shè)置。

  2、當(dāng)采用縱橫墻承重時(shí),每層均應(yīng)設(shè)置圈梁,抗震橫墻上圈梁間距應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)加密。

  3、為了增加房屋的整體性,圈梁應(yīng)閉合設(shè)置,遇有洞口處應(yīng)上下搭接。此外,圈梁宜與預(yù)制板設(shè)置在同一標(biāo)高。

  (三)樓(屋)蓋的設(shè)置

  樓(屋)蓋是房屋的重要橫隔,為了保證其剛度和整體性,設(shè)置應(yīng)滿足以下要求:

  1、樓(屋)蓋的鋼筋混凝土屋架或梁,應(yīng)與墻體和柱有可靠連接,該連接不應(yīng)削弱柱截面。

  2、坡屋頂房屋的屋架應(yīng)與屋頂圈梁有可靠連接,檁條或屋面板應(yīng)與墻體及屋架有可靠連接。

  (四)樓梯間的設(shè)置

  樓梯間的設(shè)置應(yīng)符合下列要求:

  1、頂層樓梯間的墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)置2Φ6通長(zhǎng)鋼筋和Φ4分布短鋼筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或Φ4點(diǎn)焊網(wǎng)片;7~9度時(shí)其他各層樓梯間墻體應(yīng)在休息平臺(tái)或樓層半高處設(shè)置60mm厚、縱向鋼筋不少于2Φ10的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶,配筋磚帶不少于3皮,每皮的配筋不少于2Φ6,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5且不低于同層墻體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)[2]。

  2、樓梯間的大梁支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于500mm,并應(yīng)與圈梁連接。

  (五)構(gòu)件間的連接措施

  多層砌體結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的連接是抗震的關(guān)鍵,其中較為重要部位的連接措施有:

  1、磚墻和構(gòu)造柱交界處應(yīng)砌成馬牙槎, 并沿墻高每隔500mm設(shè)置2Φ6mm拉結(jié)筋, 每邊伸入墻內(nèi)不小于1m。

  2、對(duì)于地震烈度為6、7度, 長(zhǎng)度大于7.2m的大房間,以及8、9度時(shí)外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交界處, 應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)置2Φ6mm的通常鋼筋。

  3、對(duì)突出屋面的樓梯間,構(gòu)造柱應(yīng)與頂部圈梁連接,并從下一層伸到屋頂間頂部。

 。┑鼗突A(chǔ)的設(shè)置

  地基和基礎(chǔ)設(shè)置應(yīng)滿足以下要求:

  1、在軟弱地基上建造多層砌體結(jié)構(gòu),應(yīng)在承重墻和外墻下設(shè)置基礎(chǔ)圈梁,這樣不僅可以抵抗房屋的不均勻沉降,還能增強(qiáng)房屋基礎(chǔ)部分的整體性。

  2、多層砌體結(jié)構(gòu)的同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在土體性質(zhì)不同的地基上。

  3、對(duì)于多層砌體結(jié)構(gòu)的同一獨(dú)立單元,基礎(chǔ)底面宜處于同一標(biāo)高,否則會(huì)因地面運(yùn)動(dòng)傳遞到基礎(chǔ)不同標(biāo)高處而造成震害[3]。當(dāng)設(shè)置在同一標(biāo)高有困難時(shí),應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁并放坡逐步過渡,高差不宜有過大突變。

  參考文獻(xiàn)

  [1]周炳章.砌體結(jié)構(gòu)抗震的新發(fā)展[J].教學(xué)芻議.建筑結(jié)構(gòu).2002.(5).

  [2]GB50011—2010 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.

  [3]劉立新. 砌體結(jié)構(gòu)[M]. 武漢: 武漢工業(yè)大學(xué)出版社, 2002.