陕西关中地区典型村镇住宅抗震性能分析

刘彩玲

刘杰②

（①杨凌职业技术学院建筑工程学院，杨凌712100；②中国水电顾问集团西北勘测设计研究院光电（建筑）设计分院，西安710065）

0 引言[1]

陕西是历史强震活跃，地震灾害严重的省份之一，全省10个市均发生过5级以上破坏性地震。其中1556年华县8级特大地震造成83万人死亡，是有史记载的世界上人员死亡最多的一次大地震。同时，省内发生的中等地震也造成一定的经济损失和很大的社会影响，邻省发生的特大地震也经常在我省形成灾害。关中位于陕西省中部地区，是陕西经济、政治、文化中心，该地区村镇住宅在整个产业中所占比例较大。据专家分析，未来关中西北部和东部区域均存在发生中强震的可能，因此，对该地区村镇房屋的抗震性能分析研究有重要的现实意义。

1 陕西关中地区典型村镇房屋抗震性能分析

为了对该地区村镇房屋的抗震性能有一个较深入的了解，选择位于西安市附近某典型村镇住宅进行具体分析研究。

1.1 房屋设计概况 该房屋建于1995年，采用条形砖基础，基础埋深为0.80m，地基采用素土夯实；室内外高差为0.75m，首层层高为4.5m，二层层高为3.6m；屋顶设置钢筋混凝土圈梁；内、外墙体均采用240mm实心粘土砖墙砌筑。房屋四角设置钢筋混凝土构造柱，其截面尺寸为240mm×240mm；房屋设室外楼梯，楼盖选用预制楼板体：板厚130mm，板宽600mm。房屋平面布置如图1所示。

图1 典型村镇住宅平面图

图2 典型村镇住宅模型图

1.2 典型村镇房屋有限元模型建立 本文采用有限元软件PKPM（2010版）对该典型村镇住宅进行实体模型建立和计算分析，建立的整楼模型如图2所示。

1.3 典型房屋抗震性能分析 根据现行的《砌体结构设计规范》[2]（GB50003-2011），《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[3]确定设计参数，地震动参数按西安市抗震设防区划取用，具体所选参数为：关中地区抗震设防为8度区，地震影响系数最大值为0.16；设计基本地震加速度为0.2g；特征周期为0.35s；场地类别为Ⅱ类。抗震验算结果如图3所示。

图3 典型村镇房屋抗震验算结果

图3中垂直墙体的较大数据为整片墙的抗震验算结果，数值为抗力与荷载效应的比值。若比值小于1，则表明该片墙体整体不满足抗震强度要求。门窗间墙段的注写数据为该段墙体的验算结果，标注方向与该墙段平行。若不满足则用红色显示。从图3的计算结果可以得出以下结论：

①该结构横墙基本能够满足抗震要求，而纵墙却有多处墙体不满足抗震设计要求。

②从（a）图可以看出，B、D轴墙体整体不满足抗震要求（括号内效应/抗力小于1的数据），主要因为这些纵墙设有多处较大洞口，削弱了墙体的整体刚度。同时还有多处小墙段抗震能力不足，这主要是由于在该轴处设有多个洞口，且开洞较大，使该洞口两侧窗间墙宽度不满足设计要求，加之又未在洞口两侧设置构造柱加强，致使这些墙段的承载能力严重不足，无法满足抗震要求。从（b）图可以看出，二层的B轴线处，虽然墙体整体满足抗震要求，但门窗洞口之间的窗间墙段抗震能力不足，主要也是因为洞口的设置使该洞口两侧墙段的高度相对较小，又没有构造柱加强，所以不能满足抗震要求。

③从（c）图可以看出，在首层一些门洞口部位，墙体受压承载力不满足要求。

④从（d）图可以看出，在②-④/B-C轴部位，由于首层未设置墙体，又没有设置梁垫，致使一些部位局压承载力不够，而且高厚比也较大，安全储备较小。

2 结语[4]

通过对关中地区典型村镇住宅的抗震性能分析表明：该地区村镇房屋存在较多问题，仅在小震作用下房屋的承载力就有多处不满足规范要求。而房屋构造措施方面也有很大缺失，如墙体的端部和纵横墙连接处没有设置构造柱，房屋楼、屋盖处没有设置闭合圈梁进行加强，纵横墙之间没有设置拉结钢筋或网片进行咬槎，梁端集中荷载作用下没有设置梁垫加强，预制楼板间也没有进行相应的拉接措施等等，另外结构的平面布置也存在不足，墙体的设置上下不连续，层高尺寸过大，窗间墙体较窄等，再加上建筑材料的强度是否达标也无从考证。多个方面的问题致使该地区村镇房屋抗震能力较差。

[1]姚涛.陕西关中地区农村住宅抗震性能现状分析与对策研究[D].西安建筑科技大学工程硕士论文，2009，12.

[2]GB 50003-2001，砌体结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2001.

[3]中华人民共和国国家标准.GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[4]李国强，李杰等.建筑结构抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版，2001.