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多层砌体结构抗震设计分析的论文
摘 要：多层砌体结构是建筑结构中常见的一种结构形式，文章概述了砌体结构建筑抗震设计的一般规定，对多层砌体结构建筑抗震构造的措施进行了重点分析，这对于结构设计有着重要的指导意义。
关键词：砌体结构；抗震设计；构造措施
在我国，砌体结构因材料来源容易，构造简单，因此被广泛应用都建筑结构中，但砌体结构材料一般属于脆性材料，砌筑而成的结构也属脆性，因而砌体结构的抗震性能较差。与地震作用走向垂直的墙体，会因出平面的弯曲破坏造成大面积的墙体甩落，垂直地震力作用，墙体会出现受拉水平裂缝，在扭转地震力作用下，墙体角部易产生破坏；纵横墙连接处地震时易出现竖向裂缝、拉脱，甚至整片墙倒塌，砌体结构的楼梯间、预制钢筋混凝土楼屋盖、女儿墙、突出顶面的屋顶间，在地震中的破坏屡见不鲜。为了减轻震害，保障人民生命财产安全，应因地制宜地进行砌体结构房屋抗震设计。
1 砌体结构房屋抗震设计一般规定
1.1 合理选址，正确选用基础形式
地基不均匀或地基承载力过低，会产生不均匀沉降，造成上部墙体开裂，影响正常使用；高填方地区，在土壤尚未固结时进行基础施工，会造成新建房屋地面沉陷；新建房屋应选在场地稳定、土壤完成固结、土质均匀的场地建房；基础埋置深度应在本地区冻土层以下，对于不满足上述要求的，可采用地基处理，比如对基底以下土层采用三七灰土局部换填，以满足上部荷载的要求，其次，宜增加上部结构刚度，增设地圈梁。
1.2 总高度与总层数限制
随着层数增加，砌体结构房屋在地震作用下的破坏程度也随之加重，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。不同的抗震设防地区房屋的总高度与总层数是有区别的。另外，针对不同抗震设防类别的砌体房屋，层数和高度限值也应根据规定做相应调整。
1.3 多层砌体承重房屋的层高限制
规范还要求多层砌体承重房屋的层高不应超过3.6m，为数不少的砌体房屋单层层高超限，不利于墙体稳定。
1.4 多层砌体房屋高宽比限制
多层砌体房屋一般可不做整体弯曲验算，但是为了保证房屋的稳定性，应限制其高宽比，砌体房屋总高度与总宽度的最大比值宜符合《建筑抗震设计规范》要求。
1.5 限定房屋抗震横墙间距
多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担，地震中横墙间距大小对房屋倒塌影响很大，横墙不仅需要有足够的承载力，并且还与楼盖传递水平地震剪力的需求相联系。为了保证结构的空间刚度，满足楼盖对传递水平地震剪力的刚度要求，应规定横墙最大间距。
1.6 合理确定建筑布置和结构体系
根据历次震害调查统计，纵墙承重的结构布置方案，因横向支承较少，纵墙较易受平面外弯曲而导致倒塌。因此，多层砌体结构，应优先采用横墙承重的结构布置方案，其次采用纵横墙承重方案，避免采用纵墙承重方案。房屋立面高差在6m以上，或房屋有错层，且楼板高差大于层高的1/4，或各部分结构刚度、质量截然不同，宜设置防震缝，将复杂体型房屋划分为若干简单、刚度均匀的单元。
2 多层砌体结构房屋抗震构造措施
2.1 合理设置圈梁和构造柱
圈梁作为楼屋盖的边缘构件，将装配式楼屋盖箍住，提高楼屋盖的整体性和水平刚度。钢筋混凝土圈梁应设在屋盖处及每层楼盖处，并应闭合，遇到洞口应上下搭接。圈梁标高设置宜与预制板相同或紧贴板低，圈梁高度不应小于120mm，基础圈梁高度不应小于180mm，配筋不应少于4根直径14的I级钢筋。构造柱应设置在外墙四角，错层部位横墙与外纵墙交接处、大房间内外墙交接处、较大洞口两侧，构造柱最小截面尺寸可采用240mm×180mm，纵筋宜采用4根直径为12mm的I级钢筋，箍筋间距不宜大于250mm，6、7度区超过六层、8度区超过五层和9度区，宜采4根直径14mm的I级钢筋，箍筋间距不应大于200mm。圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束，限制墙体的开裂，保证墙体的整体性和变形能力，尤其是设置在屋盖和基础顶面的圈梁能够提高房屋的竖向刚度、抵抗地基不均匀沉降对房屋带来的不利影响。
2.2 加强楼、屋盖与墙体的连接构造
经过对历次震害中多层砌体房屋楼屋盖破坏情况的分析，可以看出预制与现浇式楼盖均出现过倒塌破坏，因楼屋盖板作为水平构件作用主要是传递水平地震作用，所以加强其整体连接性能，即使墙体和板间具有可靠的连接措施才是关键，如要求楼板的搁置长度、楼板与圈梁的连接要求、墙体间的连接要求、屋架与墙柱的锚固拉结等，通过这些措施来保证多层砌体房屋的整体性能。
2.3 强化楼、电梯间抗震构造
历次震害表明，楼、电梯间由于比较空旷且缺乏楼盖的侧向支承，因而容易遭到破坏成为房屋的薄弱环节，如楼梯梯板折断、楼梯间墙倒塌等，所以要对楼、电梯间四角，楼梯斜梯段上下端对应的墙体处增设构造柱，及对楼梯间墙体提出增加水平配筋的要求，以此提高楼、电梯间墙体的抗震性能。
2.4 重视非结构构件的设计
多层砌体结构中，非承重墙体、女儿墙，雨蓬等非结构构件在地震中的破坏屡有发生，应给予足够重视。后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500～600mm配置2根直径6mm的I级钢拉结筋与承重墙或柱拉结，每边深入墙内不应少于500mm，8度和9度时，长度大于5m的后砌隔墙，墙顶尚应与楼板拉结，独立墙肢端部及门洞边宜设钢筋混凝土构造柱；烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，否则应对墙体加强措施，不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱或出屋面的烟囱；不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
3 结语
根据调查统计，在2008年5月12日的汶川地震中，经过抗震设计的砌体结构房屋发生严重破坏和倒塌的比例约为20%～30%，由此不难看出，虽然砌体结构的抗震性能较差，但是经过抗震设防，可大大地减轻地震对砌体结构带来的破坏。在我国，划定抗震设防烈度为6度及6度以上地区占到国土面积的2/3以上，所以各类砌体结构材料在各地震区均有应用的可能性，因此，必须重视砌体结构房屋的抗震设计，应严格按照《建筑抗震设计规范》要求进行合理的结构体系布置与抗震验算和采取可靠地抗震措施，提高砌体结构房屋的抗震能力，降低震害。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.砌体结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[3] 李国强，李杰，苏小卒.建筑结构抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
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