增强多层砌体结构房屋的抗震能力的方法及措施

【摘要】多层砌体结构房屋的施工设计与结构布置的具体做法，以及结构构件的具体选择对建筑物的抗震性能关系重大，文章主要对钢筋混凝土构造柱的设置与功能、钢筋混凝土圈梁、楼(屋)盖结构及其连接技术等方法及措施来增强其抗震能力进行讨论的。

【关键词】多层砌体；房屋；抗震能力；设计方法

一、多层砌体结构房屋在地震中常见的问题分析

砌体结构，通常是指由混凝土砌块、黏土砖等砌成的结构，由于砌体是一种脆性材料，其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低，因而砌体房屋的抗震性能相对较差。在国内外历次强烈地震中，砌体结构的破坏率相当高，据多次的地震调查发现，在地震中，最容易损坏的就是墙体，因为墙体是砌体结构房屋的主要承重构件，它不仅承受竖直方向的荷载，也承受水平和竖直方向的地震作用，受力复杂，加之砌体本身的脆性性质，地震时在墙体上很容易产生裂缝。在反复地震作用下，裂缝将不断发展、增多、加宽，最后导致墙体崩塌，楼盖塌落，房屋破坏。其震害情况大致如下：

(1)房屋的倒塌：当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时或者个别部位构件间连接强度不足时，就会很容易造成房屋的局部倒塌；当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时，就会造成房屋的整体倒塌。

(2)墙体出现裂缝：墙体出现斜裂缝的主要原因是抗剪强度不足，高宽比较小的墙片易出现斜裂缝；当纵横墙交接处连接不好时，易出现竖向裂缝；当墙片平面外受弯时，易出现水平裂缝；高宽比较大的窗间墙易出现水平偏斜裂缝。

(3)墙角破坏：墙角为纵横墙的交汇点，地震作用下其应力状态复杂，因而其破坏形态多种多样，有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。

(4)纵横墙连接破坏：一般是因为施工时纵横墙没有很好的连接槎，加之地震时两个方向的地震作用使连接处受力复杂，应力集中，这种破坏将导致整片纵墙外闪甚至倒塌。

(5) 楼盖与屋盖破坏：主要是因为楼板支承长度不足，引起局部倒塌，或是因其下部的支承墙体破坏而倒塌。

(6) 楼梯间破坏：主要是因为墙体受到了破坏，而楼梯本身很少被破坏，这是因为楼梯在水平方向刚度大，不易破坏，而墙体在高度方向缺乏有力支撑，空间刚度小，且高厚比较大，稳定性差，容易造成破坏。

二、增强多层砌体结构房屋的抗震能力的方法及措施

对于多层砌体结构房屋而言，可以通过采取以下几个方法及措施来增强其抗震能力：

1、钢筋混凝土构造柱的设置与功能

经过多年来国内外的模型试验和大量的设置钢筋混凝土构造柱的砖墙墙片试验证明，钢筋混凝土构造柱虽然对于提高砖墙的受剪承载力作用有限，大体提高10％～20％，但是对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落能起到非常显著的作用。要形成这种约束作用，就需要钢筋混凝土构造柱与各层圈梁一起形成合力，就是说，通过钢筋混凝士构造柱与圈梁把墙体分片包围，就可以有效地限制墙体开裂后裂缝的延伸和砌体的错位，使得砖墙能够维持竖向承载能力，并且能继续吸收地震的能量，很大程度上避免了房屋墙体的倒塌。

钢筋混凝土构造柱的设置部位、截面尺寸和配筋，依地震的烈度、房屋的高度和结构类型的不同而异，从钢筋混凝土构造柱的设置部位来看，大致分为三种：

第一种：在容易损坏的部位，例如在房屋外墙四角、洞口宽度大于2.0m的较大洞口和大房间内外墙交接处、错层部位的横墙与外纵墙交接处，每隔15m左右的横墙与外纵墙交接处，六度区四、五层以下，7度区三、四层以下，8度区二、三层就要按此要求设置钢筋混凝土构造柱，还有楼、电梯间的横墙与内外墙交接处在7、8度时均要设计钢筋混凝土构造柱。

第二种是：隔开间的设置，这是根据烈度和层数不同区别对待设置钢筋混凝土构造柱的

要求。例如六度六、七层，7度五层，8度四层，9度二层，其钢筋混凝土构造柱的设置除满足必须设置部位外，还要在房屋隔开间的横墙与外纵墙交接处，山墙与内纵墙的交接处设置钢筋混凝土构造柱。

第三种是：每开间设置，当房屋层数较多时，钢筋混凝土构造柱设置应适当增加，如6度八层，7度六、七层，8度五、六层，9度三、四层的内墙(轴线)与外墙交接处设置，还有内墙局部较小墙垛处设置，9度三、四层还有内纵墙与横墙交接处设置，具体规定见抗震设计规范gb50011—2001第7.3.1条。对于外廊式、单面走廊式的多层砖房，应根据房屋增加一层的层数，按抗震设计规范的要求设置钢筋混凝土构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均要按外墙的要求设置钢筋混凝土构造柱。

2、钢筋混凝土圈梁

设置钢筋混凝土圈梁是多层砖房有效的抗震措施之一，钢筋混凝土圈梁有如下功能：

①增强房屋的整体性，由于圈梁的约束，预制板散开以及砖墙出平面倒塌的可能性大大减小了，使纵横墙能够保持一个整体的箱形结构，充分地发挥各片砖墙在平面内抗剪承载力。

②作为楼(屋)盖的边缘构件，提高了楼盖的水平刚度，使局部地震作用能够分配给较多的砖墙来承担，也减轻了大房间纵、横墙平面外破坏的危险性。

③圈梁还能限制墙体斜裂缝的开展和延伸，使砖墙裂缝仅在两道圈梁之间的墙段内发生，斜裂缝的水平夹角减小，砖墙抗剪承载力得以充分的发挥和提高。

3、楼(屋)盖结构及其连接技术

楼(屋)盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接，梁与砖柱的连接不应削弱柱截面，各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。横墙较少的多层黏土砖、多孔砖住宅楼房屋的最大开间尺寸不宜大于6．6 m；房屋端部大房间的楼盖，8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼(屋)盖，当圈梁设在板底时，钢筋混凝土预制板应相互拉结，并应与梁、墙或圈梁拉结；现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度，不应小于120 mm。装配式钢筋混凝土楼板或屋面板，当圈梁未设在板的同一标高时，板端伸进外墙的长度不应小于120 mm，伸进内墙的长度不应小于100 mm，在梁上不应小于80 mm；当板的跨度大于4．8 m并与外墙平行时，靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结；一个结构单元内横墙错位数量不宜超过总墙数的三分之一，而且连续错位不宜多于两道；横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5 m外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1 m或开间尺寸的一半；错位的墙体交接处均应增设构造柱，且楼(屋)面板应采用现浇钢筋混凝土板；内外墙上洞口位置不应影响外纵墙和横墙的整体连接；所有纵横墙均应在楼(屋)盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁；所有纵横墙交接处及横墙的中部，均应增设满足下列要求的构造柱：圈梁的截面高度不宜小于150 mm，上下纵筋各不应少于3ф10，箍筋不小于ф6，间距不大于300 mm；在横墙内的柱距不宜大于层高，在纵墙内的柱距不宜大于4.2 m，最小截面尺寸不宜小于240 mm× 240 mm。

同一结构单元的楼(屋)面板应设置在同一标高处；房屋的底层和顶层在窗台板处宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带，其厚度不小于60 mm，宽度不小于240 mm，纵向钢筋不少于3ф6，7度时或长度大于7．2 m的大房间及8度和9度时外墙转角及内外墙交接处，应沿墙高每隔500 mm配置2ф6拉结钢筋，并每边伸入墙内不宜小于1 m。

4、对楼梯间的要求

楼梯间是发生地震时的疏散通道，同时，历次地震震害表明，由于楼梯间比较空旷常常破坏严重，在9度及9度以上地区曾多次发生楼梯间的局部倒塌，当楼梯间设置在房屋尽端时破坏尤为严重。因此，要求8度和9度时，顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500 mm 设2ф6通长钢筋，9度时其他各层楼梯间应在休息平台或楼层半高处设置60 mm厚的配筋混凝土带或配筋砖带，纵向钢筋不应少于2ф10，其砂浆强度等级不应低于m7．5；8度和9度时，楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500 mm，并应与圈梁连接；装配式楼