多层砖混结构房屋的抗震设计探讨

程 刚

1 概述

砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点，被广泛应用于住宅、办公楼、学校和医院等民用建筑，多年来砖混房屋是我国当前建筑中使用最广泛的一种建筑形式;其中民用住宅建筑中约占90%以上。砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑，通过内外砖墙的咬砌达到具有一定整体连接性的目的。在地震设防地区，多层砖混砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质，变形能力小，导致房屋的抗震性能较差，因此改善砌体结构延性，增设圈梁和构造柱，对提高房屋的抗震性能具有极其重要意义。如何增强砌体房屋的抗震能力，本文结合自身施工设计的实践经验，认为在多层砖混结构房屋抗震设计中应注意以下几个方面的问题。

2 建筑场地的选择

选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况，工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利，不利和危险地段作出综合评价(见表1)。对不利地段，应提出避开要求，当无法避开时，应采取有效的措施。

表1 有利，不利和危险地段的划分

建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。

3 科学布局建筑平面和立面

建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的，提倡平、立面简单对称。因为震害表明，简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏。而且道理也很清楚，简单、对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

平、立面布置规则，使各部位受力均匀，减少薄弱环节。由于地震作用的随机性和复杂性，从历次的震害分析，体型不规则结构震害较重。如果无法将改变建筑的布局，那么可以通过设置防震缝将复杂的建筑分成规则的单元，减轻震害。在实际工程设计中，应尽可能兼顾建筑造型，又满足使用功能要求的前提下，将平面布置、立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方;同时又能有效地提高工程的抗震性能。

4 砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值

历次震害证明，砌体房屋的层数越多，高度越高，它的地震破坏程度越大，所以控制砖砌体房屋的总高度及总层数对减少地震时带来的震害有很大的作用。现行GB 50011-2001建筑抗震设计规范对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定:多层砌体房屋的总高度及层数应满足表2中的限值。

表2 房屋的层数和总高度限值

对于医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表2的规定降低3 m，层数相应减少一层，各层横墙很少的多层砌体房屋，还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。多层砖混结构的房屋，层高不要超过3.6 m。

5 合理布置纵墙和横墙

多层砖混房屋的主要承重构件是纵、横墙体，在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝，严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象，进而使房屋遭到破坏;所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。多层砖混房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系，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，同时一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，当纵墙不能贯通布置时，可在纵横墙交接处采取加强措施，也可在纵、横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱，并适当加强构造配筋;必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结筋如2Φ6@500，以加强房屋整体性，防止纵、横墙交接处被拉开。

6 有效设置房屋圈梁和构造柱

多次震害调查表明，圈梁是多层砖房的一种经济有效的措施，可提高房屋的抗震能力，减轻震害。在多层砖混房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，可加强内外墙的连接，增强房屋的整体性。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构，能有效地约束预制板的散落，使砖墙处平面倒塌的可能性大大降低，以充分发挥各片墙体的抗震能力。圈梁作为边缘构件，对装配式楼、屋盖在水平面内进行约束，可提高楼盖，屋盖的水平刚度，同时能保证楼盖起一整体横隔板的作用。圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束，限制墙体裂缝的开展，且不延伸超出两道圈梁之间的墙体，并减小裂缝与水平面的夹角，保证墙体的整体性和变形能力，提高墙体的抗剪能力。设置圈梁还可以减轻地震时地基不均匀沉陷与地表裂缝对房屋的影响，特别是屋盖和基础顶面处的圈梁具有提高房屋的竖向刚度和抗御不均匀沉陷的能力。每层均宜设置圈梁，基础、外墙和屋面处圈梁截面和配筋宜加大，圈梁应拉通。

圈梁在表2要求的间距内无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。

现浇钢筋混凝土圈梁的设置应符合现行建筑抗震设计规范的要求。现浇钢筋混凝土圈梁应闭合，遇有洞口应上下搭接，圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。圈梁的截面高度不应小于120 mm。

圈梁的作用是箍住楼板，贯穿墙身，增加建筑物整体性，发挥各片砖墙在平面内的抗剪承载力，提高楼盖的水平刚度，限制墙体斜裂缝的开展和延伸，提高房屋的竖向刚度，防止建筑物不均匀沉降，抵抗地震和其他振动对建筑物的不良影响。

构造柱可提高砌体墙的极限变形能力，增强内外墙连接的整体性，使砌体墙在遭遇强烈地震作用时约束砌体的坍塌崩裂，阻止砌体突然倒塌，刚度退化慢。构造柱不是增加墙体的受剪承载力，主要起约束墙作用，所以其截面一般同墙厚，一般为240 mm×240 mm，配筋4Ф12，箍筋Ф6@100/200，角柱、边柱和楼梯间构造柱应适当加大配筋。构造柱与墙体的连接处墙砌成马牙槎，先砌墙后浇构造柱混凝土，沿墙高度每隔500 mm设2φ6拉结筋。每边伸入墙内不宜小于1 m，构造柱与圈梁连接处，构造柱纵筋应穿过圈梁，保证其上下连续性。构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500 mm，或与埋深小于500 mm的基础圈梁相连。

由圈梁和构造柱等延性构件组成的带钢筋混凝土边框的抗侧力体系，对砌体结构形成分割、包围，虽然整个砌体的承载力提高不多，但可增强砌体结构的整体性，其变形能力、耗能能力和防倒塌能力大幅度提升。

7 结语

多层砖混结构房屋可以通过建筑上的合理布局，结构上的构造措施等多种方法来弥补砌体房屋脆性材料在抗震方面的不足，从而满足抗震要求。多层砖混结构是当前多层住宅的主要结构形式，是人民生活居住的主要场所，加强和重视多层砖混结构房屋抗震设计，能够有效提高抗震设防地区建设工程抗震设计质量，是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施，对保障广大人民在未来发生的地震灾害中的生命、财产会有重要意义。

[1]徐正忠.建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)[M］.北京:中国建筑工业出版社，2001.

[2]王亚勇.建筑抗震设计规范—条文说明(GB 50011-2001)[M］.北京:中国建筑工业出版社，2001.

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