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多层砖混房屋抗震设计的几点措施


所属栏目:建筑设计论文
发布时间:2011-05-16 10:53:20  更新时间:2011-05-16 10:31:20

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多层砖混房屋抗震设计的几点措施
张海英
摘 要 多层砖混房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆弱性质,导致抗震性能较差。本文根据国内外已有的科研成果和设计实践,结合对邢台市这类房屋结构易损性分析的情况,叙述砖混房屋抗震设计的几点措施。
关键词 砖混 抗震

1. 建筑平面、立面布置
建筑平面、立面应尽可能简洁、规则,结构质量和刚度布置较均匀。平面布置复杂,会导致质量中心与刚度中心不重合,在地震作用下产生扭转效应,大大加剧地震的破坏作用,唐山地震中有不少这样的震例。将墙体抗震强度系数作为多层砖混房屋的抗力指标,进行结构易损性分析,可发现部分体形不规则的房屋最不利墙段的抗震强度系数降低达 20%以上,在设防地震烈度作用下,发生中等偏严重破坏,较难满足设防要求,因此,对体形不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应。
2. 高度和层数
历次震害表明,砖混房屋的震害随着楼层数的增加而加剧。GBJ50011-2010《建筑抗震设计规范》在总结国内外历次震害经验的基础上,结合我国国情,并考虑到加设构造柱防倒塌的抗震效果,制定出了我国在不同设防烈度下的砖混房屋总高度和层数限值。设计时房屋总高度和层数限值应同时满足,因楼盖重量占到房屋总重的一半左右,房屋总高度相同,多一层楼盖就意味着增加半层楼的地震作用。砖混房屋高度和层数不同,其薄弱楼层位置有所差异,4层以下房屋薄弱楼层多发生在底层;5层以上房屋,底部两层墙体抗力较为接近,部分底层墙体的抗力大于二层墙体的抗力,使薄弱楼层位置上移。可见,设计中只增加底层墙体面积或提高砂浆强度等级并不能提高房屋的整体抗震能力。因此,在进行5层以上房屋抗震设计时,应适当增加底部1-3层墙体面积及砂浆强度等级,在变化处应注意抗震验算。
3. 纵墙和横墙布置
房屋抗震能力的高低主要取决于房屋的空间整体刚度和整体稳定性。多层砖混房屋是由纵、横墙和刚性楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,多层砖混房屋一般采用纵墙或横墙承重,由于非承重方向的约束墙体少、间距大,因而房屋该方向刚度弱,空间刚度和整体性均较差,抗震能力低。在高烈度区,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋倒塌。而在两个方向布置适当的纵横墙混合承重房屋,由于其限制了纵墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。墙体布置时应尽量采用纵墙贯通的平面布置,当纵墙不能贯通布置时,可在纵横墙交接处采取加强措施,亦可在纵横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱,并适当加强构造配筋,必要时还可以每隔一定高度放置水平钢筋以加强整体性,防止纵横墙交接处拉开。
4. 楼盖及屋盖布置
墙体与楼、屋盖的连接是一个重要的问题。采用现浇楼盖及屋盖,不仅可消除滑移、散落问题,增加房屋的整体性,增大楼板的刚度,且对平面上墙体对齐的要求也可予以适当放宽
5. 墙体面积和砂浆强度
历次震害表明,多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小和砂浆强度等级高低成正比,提高墙体面积和砂浆强度等级是减轻震害的有效途径。对于6、7度抗震设防地区,设计中宜保证砖混房屋的层墙体面积率不低与10%,5层以上房屋层墙体面积率不宜低于12%;砂浆强度等级不宜低于M5。
6. 圈梁和构造柱的设置
在多层砖混房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁,加强了内外墙的连接,增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落,使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低;圈梁作为边缘构件,可提高楼盖、屋盖的水平刚度。在地震作用下,限制墙体斜裂缝的开展与延伸,减轻地震时基础的不均匀沉降对房屋的影响。构造柱设置要合理,方能起到增强房屋整体性、改善结构脆性、增强延性的作用。每开间设置构造柱的墙体可较多地增大变形能力,即使墙体开裂后,还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦来消耗地震能量。但是,设置圈梁和构造柱后,多层砖混房屋的抗裂能力并未较大改善,难以保证多层砖混房屋实现“小震不坏”的目标,设计中应加以注意。
 



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