浅谈砖混结构的房屋抗震设计
摘要:由于砌体这种材料本身具有的脆性性质决定了砖混结构的房屋在地震设防区域的变形能力较小,耗能较差,因此不利于抗震。
因此,为了提高其抗震性能,改善砖混结构房屋的延性和耗能性质具有十分重要及深远的意义。
本文主要从以下几个方面探讨砖混结构的房屋抗震设计,最大限度减少地震灾害带来的生命与财产损失。
关键词:砖混结构;房屋;抗震设计
中图分类号:tu973+.31文献标识码: a 文章编号:
1 引言
汶川大地震、青海玉树地震中破坏比较严重的就是砖混结构,每当想起这些巨大的灾害和人类遭受的损失,都会让人感到颤栗,不少的地震工作者也为此做了很多努力,总结了不少的抗震措施。
因此根据现行的抗震设计规范和砌体结构设计规范,我认为在砖混结构的房屋抗震设计上应该注意以下几个方面。
2 砖混结构简介
砖混结构有着工期短造价低、取材方便和施工简单等优点,因此在我国建筑行业中是比较常见的一种建筑结构形式。
砖混结构在连接方面主要利用混合水泥砂浆通过咬合内外砖墙达到整体性的
目的,砖墙主要采用空心砖。
虽然砖混结构具有一定的优点,但由于其脆性材料本身的性质决定了其抗震性能较差的缺点。
因此利用其优点、避免缺点是广大抗震工作者一直不断努力的方向,换言之,
改善砖混结构房屋的延性和耗能性质,提高其抗震性能具有十分重要及深远的意义。
下面着重介绍在砖混结构的房屋抗震设计中应该注意的几个方面。
3 控制砖混结构的房屋总高度和总层数
无论是哪种结构形式,都会有一定的层高限制,砖混结构也不例外。
历次震害表明砖混结构的房屋层数越多、高度越高,其破坏程度也就越大,因此在减少地震灾害时,控制砖混结构的房屋总高度和总层数具有很大的作用。
其具体做法应按照相关国家标准规范和行业规程,同时满足两者的上限值,如果只满足总高度的要求,多一层楼盖就意味着增加了房屋的重量,从而加大了作用在底部的倾覆力矩;而如果只满足总层数要求,房屋高度过高,结构就比较柔,导致位移比较大,而砖混结构的变形能力不好从而会导致一定的问题。
4 科学选择建筑平面、立面形状
随着社会经济和建筑行业的发展,建筑物的造型变化越来越多,这给结构设计带来一定的难度,但是结构师还是提倡简单、规则的建筑平面,立面不宜有较大的缩进、外挑和错层,比如说缩进不能超过房屋总长度或总宽度的一半,并且要具有良好的整体性能,这样的结构在地震作用下的损伤较轻。
选择这样的结构体型是因为规则简单的建筑结构传力途径比较清晰和明确,不容易造成应力集中和受力不合理的情况,细部构造措施也比较容易处理。
另外,中国自古以来比较讲究对称,从结构方面来讲,对称的结构的刚度和质
量分布比较均匀,这样带来的扭转振动就比较小,因此在结构建模时,要调整刚心和质心的位置,尽量使两者重合,最大限度减少扭转对结构带来的影响。
5 增大砖混结构房屋的刚度和提高其整体性
由楼盖和纵横向承重构件组成的具有空间刚度的结构体系,该房屋抗震能力主要取决于空间整体刚度和稳定性。
在砖混结构中,现浇的钢筋混凝土楼板和屋盖有利于抗震,因为刚性楼板及屋盖可以有效保证各抗侧力构件可以按各自的侧移刚度分配地震作用,而且楼板较好的水平刚度可以为荷载传递提供十分有利的条件。
从以上所述现浇楼盖的优点可知,只要楼板及屋盖是现浇的,就可以放宽立面墙体对齐要求,因为砖混结构主要以剪切变形为主,层间变形才是起控制作用的,层与层之间被楼板隔开后其联系并不那么紧密了。
而且现浇楼板还可以提高可靠的连接和约束,起到提高整体性和房屋刚度的作用。
因此为了提高砖混结构的抗震性能,应该尽量采用现浇楼板及屋盖。
6 设置房屋构造柱和圈梁
经过多次震害调查研究表明,构造柱和圈梁是砖混结构房屋中一种有效且经济的措施,因为可以有效提高砖混结构房屋的抗震能力,在地震中可以有效减轻震害。
二者共同工作,对竖向承重构件(墙体)在其平面内进行有效约束,从而有效限制裂缝开展,保证墙体的变形能力和整体稳定性,有效提高墙体的抗剪能力,裂缝与水平面的夹角可以有效减小,而且裂缝不超出两道圈梁之间的墙体
由楼盖和纵横向承重构件组成的具有空间刚度的结构体系,该房屋抗震能力主要取决于空间整体刚度和稳定性。
在实验研究中,砖混结构增设圈梁和构造柱,可以提高该结构的延性,是有效保证结构不倒塌的措施之一。
而且可以起到耗能的作用,大大削减地震作用,提高抗震能力。
因此通过设置房屋构造柱和圈梁可以有效提高抗震能力。
7 在合理位置设置水平钢筋
有时候通过设置圈梁和构造柱也不能满足抗震承载力要求,因此为了提高砖混结构墙体的抗震能力,可以在验算时抗震能力不够的承重墙体重配置水平钢筋,在合理位置设置水平钢筋不仅可以有效提高墙体的抗剪承载力,而且可以通过设置水平钢筋避免竖向通缝的形成,有效限制斜向裂缝的开展和延伸。
具体作用如下:首先进行抗震验算,对抗震验算不满足的地方增设水平钢筋,水平钢筋的直径、间距和锚固长度要求应该满足规范的相关规定,水平钢筋宜采用hrb335钢筋,配筋率不应小于0.07%,也不宜大于0.17%,问距不应大于400mm;钢筋锚固长度不宜小于180mm。
经过多次震害调查研究表明,在合理位置设置水平钢筋可有效提高抗震能力。
8 其他有效措施
结构施工质量问题也是实现抗震设防的关键之一,因此提高施工质量也是很重要的,比如砖墙的堆砌,砂浆的制备和涂抹都要达到施工规定的要求,在施工过程中,纵横向交接处的咬合和设置拉结钢筋是比较关键的工序之一,更要保证施工质量。
另外多次震害
表明,楼梯处的破坏是比较严重的,通过研究发现,楼梯设置在房屋的中部是比较合理的,应尽量避免设置在房屋的两端靠近山墙的地方。
当然除了以上几个方面的措施之外,还有很多细节的抗震措施,这里将不再赘述。
9 结语
在抗震设计中,我们应该要保证小震不坏、中震可修、大震不倒的设防目标,而这个目标的实现需要保证抗震设计与施工质量都符合相关要求。
砖混结构房屋中使用的材料具有脆性的缺点,更应做好这两个方面的要求,才能确保砖混结构房屋具有合理的抵抗地震能力。
参考文献(references):
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王彤方.浅谈抗震对多层砖混结构房屋的设计要求[j].华
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程丹琳.浅谈多层砖混结构房屋抗震设计中的关键技术[j].华章,2007,(9)
作者简介:温利霞,女,1982年4月28日,籍贯:内蒙古,工作单位:陕西达华电力工程咨询有限责任公司,研究方向是结构设计,学历:本科。