砌体结构的抗震设防
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砌体结构的抗震设防
摘要:依据近几十年的研究和历次地震调查以及从震后修复来看,不少国家的抗震设计规范目标都采取了新的设计思想。总的趋势是:在建筑物使用寿命期间,对不同频度和强度的地震,要求在遭受到这种较小的多遇地震时不受损坏。
因此,在建筑设计时,充分利用现有科学技术,结合地质现状,选择抗震设防的措施,确保设计方案在技术上可行,经济上合理。关键词:地震危害产生原因预防措施
中图分类号:p315.1文献标识码: a 文章编号:
序言
地震时时刻刻都在微妙地进行着,只因剧烈程度不同,有时不被人感知罢了。大地震给人类造成的损失之惨重令人汗颜。痛定思痛,我们真的是时对其研究一番了。
一危害
并非所有的地震都会造成灾难性的危害。地震因剧烈程度、发生地地质环境及建筑物抗震等级等因素的不同,其所带来的损失也不尽相同。但综合起来有以下几点:
⑴房屋倒塌;
⑵墙体开裂,局部倒塌;
⑶墙角损坏;
⑷纵横墙连结破坏;
⑸楼梯间损坏;
⑹楼盖与屋盖损坏;
⑺附属构件损坏;
二震害原因
世间万物都处在普遍联系中,一种现象的出现必然有诱发其产生的原因。地震产生的客观原因是地壳板块的运动,但产生震害的根本原因是地震作用在结构中产生的效应(内力、应力)超过了结构材料的抗力或强度,从这一点出发原因有三:
建筑布置、结构布置不合理造成局部地震作用效应过大。
墙片抗震度不足。当墙片所受的地震力大于墙片的抗震强度时,墙片将开裂,甚至局部倒塌。
房屋构件(墙片、楼盖、屋盖)间的连接强度不足使各构件间的连接遭到破坏,各构件不能形成一个整体进行工作,当地震作用产生的变形较大时,相互连接遭到破坏的各构件丧失稳定,发生局部倒塌。
三预防措施
一、抗震的规范要求
抗震设防的目标
中国抗震规范确定的抗震设防措施:“小震不坏,设防强度可修,大震不倒”三水准设防。这一设防思想与世界各国公认的抗震设计标准是想一致的。
抗震设防目标的实现
我国抗震设防的目标事故根据不同水准用不同的抗震设计方法
和要求来实现的。
第一水准:建筑物在遭到频度较高,强度较低的多遭地震时,一般不损坏也需要修理。结构在弹性阶段要工作,可按线弹性理论进行分析,用强度反应谱求地震作用,按强度要求进行截面设计。第二水准:建筑物在遭受基本强度的地震影响时,允许结构部分达到或超过屈服极限,或者结构的部分构件发生裂缝。结构通过塑性变形消耗地震能量,结构的变形和破坏程度发生在可以修复使用范围之中。本水准的设防要求主要通过概念设计和构造措施来实现。
第三水准:建筑物在遭受预估的罕遇的强烈地震时,不至于发生结构倒塌或危及生命安全的严重破坏,真实应该按防止倒塌的要求进行抗震设计。对脆性,结构主要从抗震措施上来考虑加强;对延性结构,特别是地震时易倒塌的结构,要求进行弹性变形分析,使之不超过允许的变形限值。
建筑结构抗震设计的要求
砌体结构建筑由于施工方便、建筑造价低等原因,几十年以来一直是我国民用建筑的主要形式,并且在今后的几十年里,这类房屋仍将大量建造。但是由于砌体是一种脆性材料,其抗拉、剪、弯强度均很低,因而这类房屋的抗震性能较差,历次的地震也证实了这一点。同时通过调查发现:在6和7度区仅有少量砌体房屋发生不同程度的损坏,特别是采取过构造措施的砌体房屋,其抗震能力明显增强,近而对建筑结构进行以下要求:
⑴选择对抗震有利的建筑场地作为基础的抗震设计。同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上;同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用矿土基。
⑵建筑及其抗侧力结构的平面布置规则对称,并应具有良好的整体性,建筑的立面和竖向剖面规则,结构的侧面刚度宜均变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自上而下逐渐降低,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载里的突变,楼层不宜错层。
⑶抗震结构体系要综合考虑采用经济而又合理的类型。
⑷应充分考虑非结构构件的影响,避免不合理设置而导致主体结构构件的损坏。如:①附属结构构件:墙、高低跨封墙、雨蓬等;
②装饰物:贴面、顶棚、悬吊物!③围护墙和隔墙。
⑸充分考虑材料的脆性,避免形成新的薄弱部位以及加强结构的整体性。
砌体结构房屋抗震设计三要素:
⑴建筑布置和结构选型:包括合理的建筑和结构布置,房屋总高度、总层数的限制等,主要目的是使房屋在地震作用下各构件能均匀受力,不产生过大的或应力。
⑵抗震强度验算,包括墙片地震力及抗震强度的计算,确保房屋墙片杂地震作用下不发生破坏。
⑶抗震构造措施:主要包括加强房屋整体性和构件间连接强度措施,如:构造柱、圈拉结钢筋的布置,对墙体间咬砌及楼板搁置
长度的要求等。
二、震构造措施
多层砌体房屋的抗震构造措施
⑴加强房屋整体性的构造措施
钢筋混凝土构造柱及芯柱设置,其抗震作用在于和圈梁一起对砌体墙片乃至整幢房屋产生一种约束作用,使墙体在侧面变形下的具有良好的竖向及侧面承载力,提高墙片的往复变形能力,从而提高墙片及整幢房屋的抗倒塌能力。
钢筋混凝土构造柱必须先砌墙,后浇注。与墙连接处宜砌成马牙槎沿墙高每500放2φ6横筋。
钢筋混凝圈梁的设置
混凝土预制圈梁的抗震作用远比现浇圈梁差,因此,圈梁均需现浇;其次,为确保圈梁的约束作用,圈梁必须闭合,遇有调口应上下搭接,圈梁宜与预制板放在同一高处或紧靠板底;最后,在设计时,当房屋层数较多时可适当加密圈梁的布置,特别是对于抗弱地基,可在每层每道承重墙上设置现浇圈梁。
⑵加强构件间的连接
墙与墙:对多层砖房纵横墙之间的连接,一方面应在施工过程中注意纵横的咬槎,另一方面在构造设计时也应注意,对7度时层高超过了3.6m或大于7.2m的大房间及8度和9度外墙拐角及外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每500mm配置2φ6拉结钢筋,并每边伸入墙内不宜小于1m,对后砌的非承重砌体隔墙及每隔