多层砌体结构房屋抗震设计论文

论多层砌体结构房屋抗震设计

摘要：砌体结构作为在我国应用最为广泛的结构形式，其抗震性能的好坏直接影响着人民的生命财产安全。通过对砌体结构抗震计算、构造中需注意的问题的阐述，根据对规范的理解，并结合多年的工程实践，提出解决方案，为砌体结构房屋的设计提供参考。

关键词：砌体结构；抗震设计；构造措施

中图分类号：tu973+.31 文献标识码：a 文章编号：

结合我国多次地震灾害结果来看，砌体结构房屋破坏非常严重，这主要由砌体材料的脆性特点所致。砌体结构不利于抗震人所共知，但由于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，砌体结构仍是近期或相当一段时期内被广泛使用的结构形式。因此，改善砌体结构的延性，提高房屋的抗震性能应该引起广泛重视。

一、砌体房屋抗震计算分析

确定多层砌体结构房屋的计算简图，应考虑以下几点：①将水平地震作用在建筑物两个主轴方向分别进行抗震验算。②地震作用下结构的变形为剪切型。③房屋各层楼盖水平刚度无限大，仅做平移运动,因此各抗侧力件在同一楼层标高处侧移相同。

在计算多层砌体房屋地震作用时，应以防震缝所划分的结构单元为计算单元，在计算单元中各楼层的集中质点设在楼、屋盖标高处，各楼层质点重力荷载应包括楼、屋盖上的重力荷载代表值，墙体上、下层各半的重力荷载。

二、砌体结构的布置

多层砌体结构在地震中与水平地震作用平行的墙体是承受地震作用的主要抗侧力构件，从以往的地震调查资料显示，承重横墙的破坏主要剪切破坏，且一般是底层比上层严重。纵墙的破坏往往是因为横墙间距过大或者楼（屋）盖刚度较差而使平面外受弯受剪，在窗口上下截面处出现水平裂缝。建筑物墙角的破坏也是很常见的，主要是因为应力集中和地震的扭转作用造成的。楼梯间的破坏一般比较严重，原因是楼梯间没有一般房间的楼盖形成空间的盒子结构，致使空间刚度较差。因此，多层砌体房屋的结构体系应符合以下几点：①应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

②纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。③依据《规范》合理的设置防震缝。④楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。⑤不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

三、房屋的高度

砌体房屋的总高度和层数限值不应超过表1规定。

表1多层砌体房屋的总高度和层数限值

《规范》规定，多层砌体房屋的总高度是指室外地面到主要屋面板顶或檐口的高度，半地下室从地下室地面算起，全地下室和嵌固条件较好的半地下室允许从室外地面算起。嵌固条件较好一般指下面两种情况：①半地下室顶板的板顶标高不高于室外地面约1.

5m，地面以下开窗洞处均设有窗井墙，且窗井墙又为内墙的延伸，如此形成加大的半地下室底盘有利于结构的总体稳定性，半地下室在土体中具有较有利的嵌固作用。②半地下室地面至室外地面的高度大于地下室高的1／2，无窗井，且地下室部分的纵横墙较密。在这两种嵌固条件较好的情况下，带地下室的多层砌体房屋的总高度允许从室外地面算起。若半地下室的层高较高，或有较大的窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵横墙连接，不能起到扩大基础底盘的作用，周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用，则此时半地下室应按一层考虑，并计入房屋总高度。

现今城市住宅设计很多顶层为坡屋顶，顶层为坡屋顶时层高的计算问题新规范未做具体规定，结构设计时应根据实际情况而定，取质点的计算高度仍不超过4m，当檐口标高处不设水平楼板时，按《规范》7.1.2 条的规定，总高度可以算至檐口（此处檐口指结构外墙体和屋面结构板顶）。檐口标高附近有水平楼板，且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时，上面三角形部分为阁楼，此阁楼在结构计算上应做为一层考虑，高度可取至山尖墙的一半处，即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一高度处。

四、对附属构件进行抗震设计及验算时应注意的事项

《规范》在第三章关于概念设计的规定中，明确要求结构体系的选型应防止刚度和强度的突变。突出屋面结构明显存在刚度突变的问题，其抗震设计应注意采取可靠措施。例如，在计算分析时候，第5.2.4 条规定采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、

烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，已考虑鞭梢效应。采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点进行计算。同时还要根据计算结果采取加强构造措施。

五、合理设置圈梁和构造柱

设置圈梁和构造柱，砌体结构的抗震性能可以大大改善。据研究，若配筋墙体两端设置构造交界处的屋面结构板顶。檐口标高附近有水平楼板，且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时，上面三角形部分为阁楼，此阁楼在结构计算上应作为一层考虑，高度可取至山尖墙的一半处，即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的1／2高度处。柱，由于水平钢筋锚固于柱中，使钢筋的效应发挥得更为充分，则可比无构造柱同样配筋率的墙体的承载能力提高13%左右。设置了构造柱和圈梁的砌体结构形成两道防御：第一道是砌体墙只出现宽度不大的裂缝，层间变形不大，构造柱尚未开裂；第二道是砌体裂缝大幅度地发展,靠构造柱及圈梁对砌体约束使墙体大变形消耗输入的地震能量。试验研究发现，砖墙增设构造柱后，位移延性系数增大很多，可达4～6。构造柱除了能够约束墙体的变形，提高砌体的抗剪强度之外，还能增强墙体之间的连接。这些对砌体的抗震都是十分有利的。

另外，圈梁应封闭连续，使其形成近似矩形或圆形的箍。《规范》7.3.2 条例第4 款规定：构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或锚入浅于500mm的基础圈梁内，满足其中的一条即可。但需注意此处的基础圈梁是指位于基础内的，不是一般位于

相对标高+ 0.00m的墙体圈梁。构造柱的钢筋伸入基础圈梁内应满足锚固长度的要求。表2 中较大洞口两侧要设置构造柱，一般说，内墙的较大洞口指2. 0m以上的洞口；外墙的较大洞口由设计人员根据开间和门窗洞口尺寸的具体情况确定。但要注意的是当较大洞口两侧轴线处均已设置构造柱，且轴线距洞口边墙长不大于1.0m 时，较大洞口两侧可不再设构造柱，但轴线处构造柱截面尺寸和纵向钢筋宜适当加强。

结语

我国是一个发展中国家，经济发展还很不平衡，在今后很长一段时间里，多层砌体结构房屋还会在中小城镇、广大农村，尤其是广大民居建筑中还将广泛采用。因此，设计人员必须严格执行规范和相应的构造要求，只有这样才能有效消除设计质量隐患，保护人民生命财产安全。另外，还要深入开展科学研究，充分挖掘技术潜力，努力克服材料弱点，进而提高多层砌体结构的抗震性能，为经济建设服务。

参考文献：

[1]建筑抗震设计规范(gb50011-2001)[s].中国建筑工业出版社, 2001

[2]砌体结构设计规范(gb50003-2001)[s].中国建筑工业出版社, 2001

[3]周锡元,吴育才. 工程抗震的新发展／.北京:清华大学出版