民用建筑中多层砖混结构的抗震设计

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摘 要：多层砖混结构是我国当前民用建筑中最广泛的一种建筑结构形式,它具有选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点.抗震性是民用建筑设计时应该考虑的重要因素,本文主要探讨了多层砖混结构在抗震设计过程中应该注意的问题.

关 键 词：砖混结构；民用建筑；抗震；设计

目前,砖混结构的民用建筑在我国非常常见,主要是由于这种结构无论在选材上,还是施工的工艺上,抑或施工的成本上都有着非常大的优势.但是我们在关注其优点的时候,也应该注意到其不足之处,多层砖混砌体民用建筑大部分使用机制空心砖以及混合砂浆来完成其砌筑的过程,并利用其内外砖墙的咬砌来实现整体的连接性,这一方式就决定了其脆性性质,也就是说它的抗震性比较差,这一点在地震设防地区表现的尤为明显.因此,本文对于如何做好多层砖混结构民用建筑的抗震设计具有学术以及实践上的双重意义.

1层数要求以及高度

针对多层砖混民用建筑的层数要求以及高度要求,我们在设计中要确保其不超过相应的限值,可以通过以往的实例看出这一点,一般来说,多层砖混结构民用建筑的层数与高度和在地震中所受的破坏是成正比的,因此,做好对于其层数以及高度的控制可以有效地减少地震中所带来的伤害.

在我们的设计工作中,民用建筑的总高度以及总层数要同时符合上标的限值,这主要是因为建筑的总重量中楼盖的重量能够占到一半,如果总高度一样,那么我们每多一层楼盖就会增加半层楼的侧向地震作用,这也会增大对底部的倾覆力矩,进而使其抗震性能变差.

2民用建筑平面以及立面的布局

做好民用建筑平面以及立面的布局是抗震设计中一个非常基础也是非常重要的内容,它对于建筑的抗震性能有着直接的关系.针对多层砖混结构民用建筑的抗震设计要求,我们最好要做到平、立面简单对称.根据我们的经验,越是对称的民用建筑,其抗震的性能越好.

出现这种情况是因为如果我们做好对于平、立面的布置,那么可以使其每个部位所受到的力比较均匀,这可以有效地减少薄弱的环节.在我们的生活中,地震是具有随机性以及复杂性的,如果民用建筑的体型不规则,由于受力的影响,则其必然会更容易受到地震的影响,在我们的设计工作中,如果民用建筑的布局是一定的,则可以通过设置防震缝将复杂的建筑分成规则的单元,这对于减轻地震的危害也有着明显的效果.

3合理布置纵墙和横墙

纵、横墙体是多层砖混民用建筑的主要承重构件,合理布置纵、墙体能有效提高建筑抗震性能.多层砖混房屋的纵、横墙体布置应力求均匀,使得纵横墙共同承担建筑荷载.我们看到在农村地区的许多多层砖混建筑采用纵墙或横墙承重,非承重方向的约束墙体少,这样的建筑空间刚度和整体性较差,抗震能力大大降低低.墙体布置时,我们应在两个方向适当布置纵横墙混合承重,这样一来限制了纵、横墙的侧向变形,增强建筑整体性和空间刚度,对抗弯、抗剪都非常有利.我们通常采用纵墙贯通的平面布置方式,某些特殊情况下,纵墙不能贯通布置时,我们可以采用在纵、横墙交接的地方适当增设构造配筋,必要的时候还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋.另外应注意建筑纵横墙上不宜开设大洞口.

4增强砌体建筑的刚度及整体性

前面已经提到增强建筑整体性和空间刚度能够改善房屋抗震性能,多层砖混建筑结构的抗震性设计主要是加强空间刚度结构体系的整体刚度和整体稳定性.楼板要有较大的水平刚度,采用现浇钢筋混凝土楼板能够大大增加房屋水平刚度.现浇钢筋混凝土楼板及屋盖是目前应用最广泛的抗震构件,具有整体性好、水平刚度大的优点,而且可以消除滑移、散落等问题.采用现浇钢筋混凝土楼板及屋盖设计后,不仅建筑的整体性和刚度得到很大加强,而且对平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽.因为砌体结构是以剪切变形为主的,这种情况下,层间变形是我们可以控制的.较强的楼板及屋盖还是良好的荷载传递的良好构件,当上下墙体不对齐时,现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用.总之,现浇楼板及屋盖是一种较理想的抗震构件,而且在适当的部位增设构造柱,配置些构造钢筋,能够提高建筑结构整体的稳定性,从而提高建筑抗震能力.

5布置建筑圈梁和构造柱

通过对以往的震害调查可以发现,在多层砖混结构民用建筑中,圈梁是一种性价比很高的措施,它对于提高民用建筑的抗震能力十分有利.这主要是因为在地震过程中,圈梁可以与构造柱共同作用,这样就对墙体在竖向平面内进行了约束,对于墙体裂缝的扩大有着很好的遏制作用.此外,圈梁的设计对于减小裂缝与水平面之间的夹角也有着重要的作用,可以提升墙体的整体性.我们通过实验发现,在多层砖混结构民用建筑中,增设构造柱可以有效地提升其延性,其中钢筋混凝土构造柱可以使砌体的抗剪承载力提高10%-30%.

不过,需要注意的是,我们平时在验算中发现,即使通过在适当部位加设构造柱也不能完全满足我们的抗震承力验算.因此,为了进一步提升墙体的抗震能力,一般在设置构造柱的前提下,还可以在可在抗震性能较差的承重墙段内进行水平钢筋的设置,这可以使砌体及水平钢筋共同对震力进行承担.

6增加墙体面积与提高砂浆强度

震害调查表明,墙体面积越大,砂浆强度等级越高,多层砖混结构的抗震能力就越强,因此,提高墙体面积和砂浆强度能够减轻地震的破坏程度.实验证明,若是6层砖混房屋,上面几层的地震作用较小,底下一层、二层的地震影响比较大,抗震计算不满足要求,如果改变墙体的承载面积,如将部分的240mm宽的承重墙改为360mm,提高砂浆的强度等级,如将砂浆等级从M5体高到M10,则能够使抗震满足要求.同样的,高层建筑也可以通过增加底部墙体面积和提高砂浆强度提高房屋的抗震性能.

7墙段内设置水平钢筋

在抗震演算过程中,多层砖混民用建筑的底层往往不容易满足抗震要求,因此,我们要采取适当的措施增强底部的抗震能力.

我们常采用的方法是在抗震力不够的承重墙内配置水平钢筋,使得地震力由砌体和水平筋共同承担.而且在墙内设置水平筋可以减少墙体的脆性,增加延性,从而提高抗震能力.实验表明,水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋,配筋率不应小于0.07%,也不宜大于0.17%,间距不应大于400mm；钢筋锚固长度不宜小于180mm.

总之,由于多层砖混结构民用建筑是我国应用非常广的一种形式,因此,做好其抗震设计对于保护人民的生命以及财产安全有着不可忽视的重要性.但是,在这一过程中,由于其涉及的环节比较多,这就容易导致疏漏的情况,因此,在我们的设计工作中,应结合实际的情况,严格按照相关的标准进行设计,只有这样才能做好这一工作,进而为切切实实地对人们生命财产安全起到保护的作用.