砌體結(jié)構(gòu)房屋如何做到“大震不倒”

1、砌體結(jié)構(gòu)房屋如何做到“大震不倒” 專業(yè)班級： 土木工程0701班 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 工 程 師 砌體結(jié)構(gòu)房屋如何做到“大震不倒”摘要：砌體結(jié)構(gòu)作為在我國應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，其抗震性能的好壞直接影響著人民的生命財產(chǎn)安全。砌體房屋的合理抗震結(jié)構(gòu)體系，對于提高其整體抗震能力是非常重要的。本文圍繞“大震不倒”為主題，對砌體結(jié)構(gòu)房屋特大地震震害中常見的問題進行分析，整理和歸納了地震中多層砌體結(jié)構(gòu)破壞的主要特點，分析了各種破壞現(xiàn)象發(fā)生的原因，探討了增強砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力的方法及措施。最后對砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展進行了展望。關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；大震不倒；抗震設(shè)計；抗震措施How do “hou

2、ses of masonry structure under said”Abstract：Masonry structure as in the structure of China's most widely used form of the seismic performance of a direct impact on people's lives and property. Reasonable Seismic Masonry structure system, for improving the overall seismic capacity is very im

3、portant. This paper around the "earthquake does not fall" is the theme of the earthquake damage masonry structure housing a common problem in the analysis, summarized on the earthquake damage in multistory masonry structure of the main features of the various failure phenomena occurring ca

4、uses of enhanced seismic capacity of masonry structure methods and measures. Finally the development of masonry structures are discussed.Keywords：masonry structure; undeniable relativity; seismic design; aseismatic measures6 / 10文檔可自由編輯打印1 緒論 多層砌體結(jié)構(gòu)房屋由于其材料的地方性，平面布置靈活，造價低廉，施工速度快等優(yōu)點，目前是我國建筑設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)

5、形式但又是抵抗變形能力小，抗震性能差的結(jié)構(gòu)形式。為滿足砌體結(jié)構(gòu)抗震性能的要求，需要提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。引起地震損失的直接原因是房屋倒塌，若能做到房屋“大震不倒”，就能從根本上減少地震損失。因此設(shè)計能夠抵御地震作用，經(jīng)濟合理的工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，事關(guān)建筑工程與生命財產(chǎn)的安全，責任重大。2 砌體結(jié)構(gòu)房屋特點2.1塊材類型及特點 砌體結(jié)構(gòu)用的塊體材料一般分為天然石材和人工磚石兩大類。人工磚石有經(jīng)過焙燒的燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚以及不經(jīng)過焙燒的硅酸鹽磚、混凝土小型空心砌塊、石材等。2.1.1燒結(jié)類磚以粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰等為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的實心磚以及孔洞率不大于15%的磚稱為燒結(jié)普通磚。其中

6、實心粘土磚石主要品種，也是目前應(yīng)用最廣泛的塊體材料。其外觀尺寸為240mm×115mm×53mm。2.1.2非燒結(jié)類硅酸鹽磚 以硅質(zhì)材料和石灰為主要原料壓制成坯并經(jīng)高壓釜蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚稱為非燒結(jié)硅酸鹽磚。常用的非燒結(jié)硅酸鹽磚有蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、礦渣磚、爐渣磚等，其規(guī)格尺寸與實心粘土磚相同。2.1.3混凝土空心砌塊 混凝土空心砌塊包括普通混凝土和輕骨料混凝土兩大類型，空心率在25%50%，主規(guī)格尺寸為390mm×190mm×190mm；混凝土砌塊應(yīng)具有較系統(tǒng)的規(guī)格系列（主規(guī)格砌塊、附規(guī)格砌塊及各種功能砌塊），以滿足砌塊建筑墻體的組砌要求。2.

7、1.4石材石材一般采用重質(zhì)天然石，如花崗巖、砂巖、石灰?guī)r等，重力密度大于18kNm3。天然石材具有強度高、抗凍性及耐火性能好等優(yōu)點，因此常用于建筑物的基礎(chǔ)、擋土墻等，在石材產(chǎn)地也可用于砌筑承重墻體。2.2其他材料 砌體結(jié)構(gòu)用的材料除了上述提的塊體材料，其他材料主要還有砌筑砂漿和灌孔混凝土及鋼筋。2.2.1砌筑砂漿 砂漿是由砂子和無機膠凝材料按一定比例加水攪拌而成的粘結(jié)材料。砂漿的作用是將單個塊體連成整體，并抹平塊體表面使其應(yīng)力分布均勻。同時，砂漿填滿了塊體間縫隙，減少了砌體的透氣性，從而提高砌體的隔熱、防水和抗凍性能。2.2.2灌孔混凝土及鋼筋 在混凝土小型砌塊建筑中，為了提高房屋的整體性、承

8、載力和抗震性能，常在砌塊豎向孔洞中設(shè)置鋼筋并澆筑灌孔混凝土，使其形成鋼筋混凝土芯柱?；炷疗鰤K砌體應(yīng)具有高流態(tài)，坍落度應(yīng)控制在200mm250mm，微膨脹或收縮補償和高強度的灌孔混凝土，其強度等級為Cb20、Cb25、Cb30、Cb35、Cb40。2.3砌體結(jié)構(gòu)房屋的特點 目前，多層錯層砌體住宅主要有兩種基本形式：一種是一個單元兩戶的進戶門分別設(shè)于樓梯(一梯二戶)的兩個休息平臺，兩戶相互錯層1.40m，層高2.80m；另一種形式是一個單元兩戶的進戶門設(shè)于樓梯的同一平臺，但各戶的一部分居住空間與另一部分居住空間之間有1.40m的高差，豐富了室內(nèi)空間層次。多層錯層砌體條式住宅的特點是：錯層部位較多

9、；不便設(shè)防震縫。3 砌體結(jié)構(gòu)房屋地震中出現(xiàn)的問題砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害，在宏觀上存在以下規(guī)律：剛性樓蓋房屋，上層破壞輕、下層破壞重；柔性樓蓋房屋，上層破壞重、下層破壞輕；橫墻承重房屋的震害輕于縱墻承重房屋；堅實地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的震害；預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)比現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)破壞重；外廊式房屋往往地震破壞較重；房屋兩端、轉(zhuǎn)角、樓梯間、附屬結(jié)構(gòu)等震害較重。其震害情況大致如下:3.1整體或局部倒塌當房屋底層墻體的強度不足時易出現(xiàn)底部倒塌，進而造成房屋整體塌跨；當局部及上層墻體強度不足或個別部位構(gòu)件連接較差時，易發(fā)生局部倒塌。3.2墻體開裂破壞 墻體裂縫形式主要是斜裂縫、交叉裂縫、水平裂縫和豎

10、向裂縫。當砌體抗剪強度不足，墻體高寬比較小，其內(nèi)部主拉應(yīng)變超過材料的極限拉應(yīng)變時，墻體易出現(xiàn)斜裂縫；在地震的反復(fù)作用下形成交叉裂縫，多出現(xiàn)在房屋的山墻上；當橫墻間距過大時，水平地震作用引起縱墻平面外受彎，在縱墻窗口上下截面處出現(xiàn)水平裂縫；當縱橫墻交接處沒有很好地咬槎連接時，在雙向地震作用下易出現(xiàn)豎向裂縫。3.3樓蓋與屋蓋破壞主要是由于樓板本身整體性較差、墻上及梁上支撐長度不足或是其下部的支撐墻體破壞倒塌，引起樓、屋蓋倒塌。3.4附屬構(gòu)件的破壞 主要是由于這些構(gòu)件與建筑物本身連接較差等原因，地震時往往因為“鞭端效應(yīng)”等原因造成大量破壞。如：突出屋面的煙囪、女兒墻、門臉的倒塌，隔墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、室

11、內(nèi)外裝飾等開裂、倒塌。4 砌體結(jié)構(gòu)的抗震措施 砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計的一般規(guī)定砌體結(jié)構(gòu)房屋的平面、立面及結(jié)構(gòu)抗震體系的選擇與布置，屬于結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計范疇，對整個結(jié)構(gòu)的抗震性能具有全局性的影響。4.1對地基和基礎(chǔ)設(shè)計嚴格要求同一結(jié)構(gòu)單元宜采用同一類型的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面宜埋置同一標高上，不然因地面運動傳遞到基礎(chǔ)不同標高處而造成破害。如設(shè)置在同一標高有困難時，則應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁，并應(yīng)按l2的臺階逐步放坡過渡，高差不宜有過大的突變。4.2砌體房屋的高度、寬度及橫墻間距的限制4.2.1房屋總高度和層數(shù)的限制 隨著房屋高度的增加，地震作用也將增大，房屋的破壞程度將加重。震害調(diào)查表明，房屋的破壞程度隨層數(shù)的增多

12、而加重，基于砌體材料的脆性性能和震害經(jīng)驗，限制其層數(shù)和高度是主要的抗震措施。4.2.2房屋高寬比的限制 隨著房屋高寬比的增大，地震作用效應(yīng)將增大，由整體彎曲在墻體中產(chǎn)生的附加應(yīng)力也將增大，房屋的破壞將加重。因此砌體房屋總高度與總寬度的最大比值宜符合建筑抗震設(shè)計規(guī)范要求。4.3對結(jié)構(gòu)進行合理布置4.3.1結(jié)構(gòu)平、立面布置多層砌體房屋在平面和立面上縱橫墻布置均勻?qū)ΨQ、力求簡單、規(guī)整，最好為矩形，盡量減少平、立面上的局部突出，各自貫通、對齊，同一軸線上窗間墻宜均勻。這樣可避免水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。4.3.2墻體的布置 墻體是承擔地震作用的主要構(gòu)件，墻體的布置和間距對房屋的空間剛度和整體性影響很大

13、。因而，對建筑物的抗震性能有重大影響。墻體布置時應(yīng)注意以下幾點：、合理確定墻體的主要承重體系；、橫墻間距；墻段的局部尺寸。4.3.3防震縫的布置當房屋平面或立面形狀復(fù)雜時，可用防震縫把房屋分成若干個規(guī)則簡單的體系的組合。大量的震害表明，由于地震作用的復(fù)雜性，體形不對稱的結(jié)構(gòu)遭受的破壞較體形均勻?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)要重一些。所以合理設(shè)置防震縫合，減少由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而引起的震害。4.3.4樓梯間的布置樓梯間空間剛度較差，不宜設(shè)在房屋的盡端或平面轉(zhuǎn)角處。由于水平地震作用為橫向和縱向兩個方向，所以在多層砌體房屋轉(zhuǎn)角處縱橫兩個墻面常出現(xiàn)斜裂縫。不樓梯間比較空敞，頂層外墻的無支撐高度為一層半，在地震中的破壞比較嚴重,

14、尤其是樓梯間設(shè)置在房屋盡端或房屋轉(zhuǎn)角部位時其震害更為劇烈。4.3.5煙道、風道、垃圾道及配電箱洞口等的布置 墻體是多層砌體房屋承重和抗側(cè)力的主要構(gòu)件。局部削弱的墻體，不僅在削弱處率先開裂，還將產(chǎn)生內(nèi)力重分布。因此，規(guī)范規(guī)定煙道、風道、垃圾道和配電箱洞口不應(yīng)削弱墻體；如不能避免時，應(yīng)對墻體采取水平配筋等加強措施，對附墻煙囪及出屋面煙囪采用豎向配筋。4.4鋼筋混凝土構(gòu)造柱、芯柱的布置構(gòu)造柱是一種約束砌體的邊緣構(gòu)件，它不單獨承受垂直荷載。在墻體受水平地震作用的初期，構(gòu)造柱的應(yīng)力極小，剛度也不大，但當墻體開裂后，柱內(nèi)應(yīng)力逐步增大，直到裂縫貫通墻體，構(gòu)造柱才明顯受力直到鋼筋屈服。此時的墻體已破碎，構(gòu)造柱

15、不但使砌體結(jié)構(gòu)房屋承受變形的性能大為改善，而且由于其約束作用使已開裂墻體的位移受到限制，使得墻體雖破碎而不至于倒塌，達到“裂而不倒”的目標，提高房屋抗震性能。4.5鋼筋混凝土圈粱的布置構(gòu)造柱作為一種豎向構(gòu)件，一般沿墻高截面不變，配筋也少有變化。因此，在各樓層柱高處必須有圈梁作為錨固點，在二者的拉結(jié)作用下，才能形成上下和左右墻段的約束作用，從而限制墻體開裂的發(fā)展，并減小裂縫與水平面的夾角，保證墻體的整體性和變形能力，提高墻體的抗剪能力。4.6現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋的布置房屋是縱、橫向承重構(gòu)件和樓、屋蓋組成的一個具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其抗震能力的強弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性?，F(xiàn)澆鋼

16、筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點，是較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除預(yù)制樓板所產(chǎn)生的滑移、散落問題，還可以增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，同時樓、屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對墻體的約束。5 結(jié)束語 總之，多層砌體結(jié)構(gòu)房屋可以通過建筑上的合理布局，結(jié)構(gòu)上的構(gòu)造措施等多種方法來彌補砌體結(jié)構(gòu)脆性材料在抗震方面的不足，從而滿足抗震要求，在抗震設(shè)計時體現(xiàn)以預(yù)防為主的設(shè)計思想，達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)防目標，從而有效避免在地震發(fā)生過程中所造成的巨大人身傷亡和財產(chǎn)損失，更好的服務(wù)于社會。參考文獻1中華人民共和國建設(shè)部,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局.砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB 50003-200

17、1)S.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.2GB500112001建筑抗震設(shè)計規(guī)范S.3胡乃軍.砌體結(jié)構(gòu)M.高等教育出版社,2003.4丁大鈞.砌體結(jié)構(gòu)M北京：中國建筑工業(yè)出版社,2004.5王亞勇.汶川地震建筑震害啟示抗震概念設(shè)計J.建筑結(jié)構(gòu)學報,2008,29(4)：20-256清華大學,西南交通大學,北京交通大學土木學院土木結(jié)構(gòu)專家組.汶川地震建筑震害分析J建筑結(jié)構(gòu)學報,2008,29(4)：l-97陳翠榮.關(guān)于工程抗震設(shè)計中應(yīng)注意的問題J.山西建筑,2007,33(3)：44-45.8胡慶昌.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與研究M.北京：中國建筑工業(yè)出版社,1999：1-6.9蘇經(jīng)宇.建筑抗震設(shè)計

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