砌体结构房屋抗震设计时存在问题分析

砌体结构房屋抗震设计时存在的问题分析摘要：房屋的砌体结构具有就地取材、施工方便、造价低廉、良好的保温性能等优点，结合我国的基本国情，针对砌体结构房屋的震害，介绍了砌体结构抗震计算、构造中需注意的问题的阐述，提出解决措施。

关键词：砌体结构：抗震设计；构造措施

0前言

地震对建筑物的破坏作用主要是由于地震波在土中传播引起强烈的地面运动而造成的。由地震引起的建筑物破坏情况主要有：受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。砌体结构房屋受震害破坏的情况是：地震时，在地震作用下，主要是水平地震作用影响下，砌体结构房屋的破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而不同。对于多层砌体结构的房屋，当水平地震作用沿着房屋的横向时，水平地震作用主要通过楼盖传至横墙，再传至基础和地基，这时横墙主要受到剪切，当地震作用在墙内产生的剪力超过砌体所能承担的抗剪承载力时，墙体就会产生斜裂缝或交叉裂缝。当水平地震作用沿着房屋的纵向时，它主要通过楼盖传至纵墙，再传至基础和地基，如果窗间墙很宽，纵墙将以剪切破坏为主，如果窗间墙很窄，就可能会产生压弯破坏。

1 房屋抗震计算中存在的问题

1.1 地下室结构嵌固高度

砌体结构的高度限制，是十分敏感且深受关注的规定，基于砌

体材料的脆性性质和震害经验，限制其层数和高度是主要的抗震措施。地下室结构嵌固高度直接影响了房屋的层数和总高度，区分为全地下和半地下两种情况。

全地下室：全部地下室埋置在室外地坪以下，或有部分结构露于地表而无窗洞口时，可视为全地下室。计算总层数时可以不作为一层考虑。但应保证地下室结构的整体性和与上部结构的连续性。

半地下室：分三种情况：

①半地下室作为一层使用，开有门窗洞口采光和通风。半地下室的层高中有大部分或部分埋置于室外地面下。此类半地下室应算作一层计算，总高度从地下室室内地面算起。

②半地下室层高较小，一般在2.2m左右，地下室外墙无窗洞口或仅有较小的通气窗口，对半地下室墙的截面消弱很少。半地下室层高大部埋置于室外地面以下，或高出地面部分不超过1.om。此类半地下室可以不算作一层，房屋总高度从室外地面算起。

③嵌固条件好的半地下室。当半地下室开有门窗洞口且作为一层使用时，而且层高亦与上部结构相当时，一般应按一层计算其层数和总高度。为了争取层数和高度，当采取下列措施后，可以认为是嵌固条件好的半地下室而不作为一层对待。

具体措施举例：当半地下室外窗设有窗井时，每开间的窗井两侧墙与半地下室的横墙相贯通，并使窗井周边墙体形成封闭空间，由此使外窗井形成扩大半地下室底盘的结构，对半地下室作为上部结构的锚固端有利。因此，可以认为是嵌固条件好的半地下室而不

计作一层。

不论是全地下室或半地下室，抗震强度验算时均应当作一层并应满足墙体承载力的要求。

1.2 水平配筋砖砌体的截面抗震受剪承载力验算

砌体结构的抗震计算主要体现在承重墙体的抗剪承载力验算，承重墙体的破坏主要表现为斜裂缝，在地震力反复作用下砖墙更多表现为斜向交叉裂缝，如果墙体的高宽比接近1，则墙体呈现x形交叉裂缝；若墙体的高宽比更小，则在墙体中间部位出现水平裂缝。如墙体破坏加重，丧失承受竖向荷载的能力，将导致楼(屋)盖坍落。

墙体抗震受剪承载力不足时，可以通过增加墙体水平截面配筋提高受剪承载力。为增加墙体的整体性，提高砌体的延性，配筋砌体两端应设置构造柱：根据试验测定，在体积配筋率为0.07％～0.17％范围内，配筋砌体可提高砌体的抗剪强度30％左右，其变形能力也随之得到显著提高。一些试验结果表明其变形能力比无筋砌体墙提高一倍以上，带构造柱的水平配筋砌体墙比带构造柱的无筋砌体墙的变形能力提高50％左右。

实际设计中，应避免采用整段的混凝土墙体替代砖砌体墙段，这样就会使砌体结构改变了其结构体系，对房屋抗震是不利的。

在用pkpm计算时，程序给出的配筋为墙段在层间竖向截面中所需水平钢筋的总截面积，单位为mm2，钢筋规格为hpb235。当然配置过多的钢筋是无效的，而太少的钢筋也无作用。配置钢筋时，直径不宜太大，以不超过φ6mm为宜，以免灰缝过大，也可采用φ4mm

配筋及其的冷扎带肋钢筋网片，强度高，成品使用方便。

2 构造上需注意的问题

唐山地震后，我国的工程师和科研人员创造性的提出并推广了在砌体结构中设置构造柱和圈梁的构造措施。只要严格地按规范进行设计、施工和使用的建筑，在遭遇比当地设防烈度高一度的地震作用下，没有出现倒塌破坏，有效地保护了人民的生命安全。由于砌体材料本身是脆性材料，而且是靠砂浆砌起来的，整体性差，如果抗震构造没有做好，砌体结构是非常危险的。

2.1 构造柱的设置

在多层砌体房屋中设置钢筋混凝土构造柱的主要作用是加强砌体结构的抗震性能，提高砌体结构延性和变形能力，防止房屋在大震时的突然倒塌。确切的说它是墙体的一种约束构件，目的在于对开裂以后的墙体进行约束，不使之进一步坍落倒塌。约束型的构造柱主要设置在墙体两端、墙与墙的交接处。

因为它不是柱，因此不必设置单独的基础。同时，也不主要是为了抗剪要求，因此柱截面及配筋均不宜过大；根据《建筑抗震设计规范》7.3.2条，不论用直径12mm或14mm的钢筋，一般均可用hrb335钢筋，但须与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接，才能发挥约束作用。

构造柱的设置部位因地震烈度、房屋高度的不同而异，具体可见《建筑抗震设计规范》7.3.1条之规定。该规范的2008修订版中，要求楼梯段上下端对应墙体处增加四根构造柱，与在楼梯间四角设

置的构造柱合计有八根构造柱(见图1)，再与7.3.8条规定楼层半高的钢筋混凝土带等可构成应急疏散安全岛。

图1 构造柱设置示意

构造柱沿房屋高度方向应连续贯通布置，使房屋的竖向刚度变化均匀，当然构造柱在沿高度方向也可以逐层减少，但应避免刚度突变。构造柱的箍筋直径没有特别要求，一般取φ6mm，间距不大于250mm，在柱上下端箍筋宜适当加密，可采用φ6mm、φloomm，具体加密长度、构造做法等见图2。

图2 构造柱立面示意

2.2 圈梁的构造

多层砌体房屋中的抗震圈梁也是重要的抗震构造措施之一，尤其是它与构造柱的结合，对各层构造柱起到支撑点的作用，共同作为多层砌块房屋的约束边缘构件，限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位，使砖墙有较大的变形和延性，能维持竖向承载能力，并能继续吸收地震的能量，避免墙体倒塌，在抗御大地震中起到重要的作用；另外还起到加强楼盖的水平刚度、增强房屋整体性、减轻地震时地基不均匀沉陷等作用。

圈梁截面，宽度一般同墙厚，遇有较厚外墙时，亦可薄于墙厚，如360mm外墙，圈梁可以做到240mm宽，一般圈梁同墙里皮齐，圈梁高度不应小于120mm，须符合选用砌块的模数(见图3)。圈梁一般应封闭、交圈，尽量设置在同一标高上，遇有不同标高的圈梁时，应使圈梁交错搭接。圈梁截面及配筋构造见表1所示。