摘要:地震作為危害最大的自然災(zāi)害之一,在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展與人口密度不斷增加的今天會造成越來越大的損失。提高房屋建筑的抗震能力是有效降低地震危害的方法之一,因此,如何提高房屋建筑的抗震性能成為建筑設(shè)計中的熱點議題之一。而砌體結(jié)構(gòu)在我國房屋建筑設(shè)計中應(yīng)用廣泛,及時發(fā)現(xiàn)房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)中的問題并有效解決,同時進行正確的抗震設(shè)計,不僅能為解決建筑學議題提供一個方向,也能為減少地震對砌體結(jié)構(gòu)房屋的危害做出獨特的貢獻,減少人員傷亡及經(jīng)濟損失,因此是勢在必行的。
關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計,自然災(zāi)害
1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題
現(xiàn)今房屋建筑中的砌體結(jié)構(gòu),由于剛度大,且為了經(jīng)濟性及砌體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的特殊性,墻體中配置鋼筋有限,延性較差,耗能能力較差,導致砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能較差,這些問題由砌體結(jié)構(gòu)的材料特性及設(shè)計人為等因素造成。想要彌補房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震性能差的缺陷,就需要認真研究房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不同因素造成的問題,做到有的放矢,有針對性的提出解決方法。
1.1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計不規(guī)范
房屋建筑需要按統(tǒng)一的標準與規(guī)范進行建造,遵守相關(guān)法律法規(guī),達到相關(guān)的安全標準。我國也有有關(guān)房屋建筑抗震的法律法規(guī)要求,建造房屋建筑時達到法律要求的這些標準,有利于提高房屋的抗震性能,在地震中更好的保護人員與財產(chǎn)安全。然而現(xiàn)實生活中,在房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中,常常出現(xiàn)房屋超層或超高等有違建筑設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)象。而這一現(xiàn)象在建筑的底層是商鋪時出現(xiàn)的更多,有時更是會出現(xiàn)高度超出限值1 m 以上這一嚴重降低房屋建筑抗震性的現(xiàn)象。
在作為住宅的房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,不遵守設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)象也時有出現(xiàn)。為了吸引購房者,房地產(chǎn)商在進行房屋建筑的設(shè)計時,會為了滿足購房者的購房心理,做出違反房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)律的設(shè)計。如為了滿足購房者追求大客廳的心理,在設(shè)計時會設(shè)計大開閘或制作大門洞,由此造成門洞間墻只有240 mm;蚴菫榱藵M足部分大空間需要,在房屋建筑的底層或頂層采用“混雜”結(jié)構(gòu)體系,局部采用鋼筋混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。當這些局部的尺寸與需要不相符,建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混雜時,房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中往往沒有與之相關(guān)的加強措施,無法及時應(yīng)對這些臨時事件,會使房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能進一步降低。
1.2 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計不完善
或是由于抗震理念樹立的不到位,或是由于進行房屋建筑其結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)驗不足,或是由于設(shè)計者專業(yè)水平不夠,在房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計時總是會出現(xiàn)設(shè)計不完善的現(xiàn)象,或是交代不清楚,或是忽視建材采用標準。例如,在多層磚房砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計時,有時相近的多層磚房也會采用等級相差甚遠的砌體或是采用區(qū)別較大的抗震措施。在構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置上,有些設(shè)計有較大的富余,有些設(shè)計則會設(shè)置的不足,并且多數(shù)設(shè)計會出現(xiàn)設(shè)計不完整或未交待清楚的現(xiàn)象。
2 房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計
為達到“小震不壞”“中震可修”“大震不倒”這三個我國建筑抗震設(shè)防水準的目標,提高房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)的抗震性,對房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計,需要針對房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與砌體結(jié)構(gòu)的特點提出方案。
2.1 抗震概念設(shè)計
在房屋的高度和層數(shù)上,根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定,多層砌體承重房屋,墻的厚度應(yīng)該不小于240mm。并且由于砌體結(jié)構(gòu)的高度層數(shù)與地震災(zāi)害中建筑的破壞程度成正比,采用砌體結(jié)構(gòu)的房屋建筑的總層數(shù)不應(yīng)超過GB50003-2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計中所要求的條件。在結(jié)構(gòu)體系上,應(yīng)在條件允許的情況下率先使用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系,同時注重提升墻體中薄弱環(huán)節(jié)的抗震能力,使墻體均勻受力并避免因一處破壞導致整個墻體乃至整個單元結(jié)構(gòu)的坍塌。在立面布置與平面布置方面,建筑的平面布置和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置最好做到規(guī)則、對稱,平面形狀應(yīng)有良好的整體作用。如無必要情況,在房屋建筑的屋頂不要有大會議室等空曠房間,在房屋建筑的底層不要設(shè)計較多的大門洞,即使一定要進行這樣的設(shè)計,也要有必需的結(jié)構(gòu)措施來加強薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計與建設(shè),以彌補由此造成的安全隱患等情況,防止房屋建筑抗震性大幅度降低。
2.2 抗震設(shè)計中的抗震措施
在布置與實施具體的抗震措施之前,要注意進行抗震計算這一工作。抗震計算是房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計的重要組成部分,能為實施抗震措施提供數(shù)據(jù)支持,使得抗震措施能夠準確有效的解決安全隱患。可以使用擬靜力法即底部剪力法進行一般性的計算,但是也要考慮到現(xiàn)實生活中的多種因具體情況而異的地震效應(yīng),靈活的進行計算。
構(gòu)造柱及圈梁設(shè)置方面,正確使用構(gòu)造柱能有效提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗震性及豎向承載能力和抗壓性,而且圈梁的設(shè)置經(jīng)事實證明對抵抗地震災(zāi)害也是行之有效的,并且圈梁還有方便施工的優(yōu)點。但在構(gòu)造柱的使用中要注意設(shè)置構(gòu)造柱不能破壞或改變砌體的剛性性質(zhì),構(gòu)造柱的截面不宜過大,數(shù)量不易過多,構(gòu)造柱的截面過大或數(shù)量過多,將影響砌體墻的特性,甚至成為以混凝土柱為主的墻段,而使墻段的抗剪作用由混凝土起主導作用(國家建筑標準設(shè)計圖集)。構(gòu)件間的連接方面,構(gòu)造柱應(yīng)與每層的圈梁連接以保障房屋建筑整體性要求。為達到最佳抗震效果,構(gòu)造柱與磚墻的連接處最好砌成馬牙槎。墻體轉(zhuǎn)角、T字或十字交接處應(yīng)同時砌筑以保護墻與墻的連接處,加強這一薄弱點的抗震性能。構(gòu)造柱應(yīng)從下一層伸到屋頂間頂部并與頂部圈梁連接來穩(wěn)定屋頂間的連接。懸臂構(gòu)件的連接部分也是不可忽視的部分之一,女兒墻的穩(wěn)定措施6度~8度時,240mm厚無錨固女兒墻高度不宜超過0.5m。各處間的連接屬于房屋建筑的薄弱部分,尤其應(yīng)該加以關(guān)注以采取加強措施。房屋整體性及剛度方面,要注意提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的整體性,這是由于建筑物整體的穩(wěn)定性能夠?qū)Ψ课萁ㄖ目拐鹉芰ζ疠^大作用。
3 結(jié)語
砌體是一種多應(yīng)用于民用建筑的制作墻體的傳統(tǒng)材料,砌體結(jié)構(gòu)則是由塊材和砂漿砌筑而成的墻,柱作為建筑物主要受力構(gòu)件,是以砌體為主制作的結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)包括磚結(jié)構(gòu)、石結(jié)構(gòu)和其他材料的砌塊結(jié)構(gòu),可分為無筋砌體結(jié)構(gòu)和配筋砌體結(jié)構(gòu)這兩種結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)在我國的中小城市與部分城鎮(zhèn)中應(yīng)用比較廣泛,這是由于它有可以就地取材,具有很好的耐久性及較好的化學穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性,有較好的保溫隔熱性能等優(yōu)點。同時,與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比更為節(jié)約水泥和鋼材,并且砌筑時不需模板及特殊的技術(shù)設(shè)備,較為簡便易操作,具有普適性,還適應(yīng)環(huán)保理念潮流,可節(jié)約木材。然而金無足赤,砌體結(jié)構(gòu)也有著自重大、體積大與砌筑工作繁重等由于自身特點而有的缺陷。最為重要的是,砌體結(jié)構(gòu)由于這些缺陷而抗震性能較差,一旦有地震發(fā)生,砌體結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生破壞,易造成房屋倒塌等災(zāi)害,從而加大了地震對財產(chǎn)與人員安全的危害。
由于砌體建筑的經(jīng)濟性,其在城鎮(zhèn)及村莊的建設(shè)中具有很大優(yōu)越性,所以提出對砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中增強抗震性能的建議,以期減少地震災(zāi)害中人員傷亡及財產(chǎn)損失。1、建筑設(shè)計人員在設(shè)計中嚴格執(zhí)行抗震規(guī)范及砌體規(guī)范,不做超規(guī)范的設(shè)計,底框結(jié)構(gòu)從嚴設(shè)計,內(nèi)框架等被新規(guī)范取締的結(jié)構(gòu)形式,不予設(shè)計,對甲方提出的要求,合理即采納;尤其對地基處理,雜填土,濕陷性黃土等影響建筑安全的隱患,一定要求處理;要求施工方嚴格按照圖紙施工,不偷工減料,保證施工質(zhì)量;尤其對圈梁及構(gòu)造柱的設(shè)置及施工,保證結(jié)構(gòu)整體性,提高結(jié)構(gòu)延性及耗能能力,提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。