多层砌体结构房屋抗震设计论文_张文勇

多层砌体结构房屋抗震设计论文_张文勇

山东华邦建设集团有限公司 山东青州 262500

摘要:作为传统的多层砌体结构,它的抗震性能明显要比框架结构和钢结构低,但是目前我国的城区留下老房子还比较多,特别是在二、三线城市和广大农村地区,由于经济等方面的因素,现在修建的房子仍然是以多层砌体结果为主。譬如在地震灾区重新修建的房屋,基本上都仍然是采用多层砌体结构。因此,笔者认为进行多层砌体结构房屋抗震加固技术分析是社会现实的需求,也是我们每一个建设者义不容辞的责任。本文对这种多层砌体结构房屋受大地震时容易倒塌的主要原因进行剖析,并结合现状提出了相应的对策和建议,期望取到抛砖引玉的作用。

关键词:多层砌体结构;加固;抗震

1震害及其分析

人们常说,地震来袭时地动山摇,房屋随之倒塌。确实,由于建筑物依附在地球表面,建筑物受地震破坏的方式主要受地震波的传播方式影响。地震波传播方式有纵波、横波、面波。

纵波使建筑物上下颠簸,力量非常大,建筑物来不及跟着运动,使底层柱子和墙突然增加很大的动荷载,叠加建筑物上部的自重压力,若超出底层柱、墙的承载能力,柱、墙就会垮掉。底层垮掉后,上面几层建筑的重量就像锤子砸下来一样,又使第二层压坏,发生连续倒塌,整个建筑直接“坐”下来,原来的第三层瞬间变为“第一层”。

横波使建筑物水平摇摆,相当于对建筑物沿水平方向施加了一个来回反复的作用力,若底部柱、墙的强度或变形能力不够,就会使整栋建筑物向同一方向歪斜或倾倒,在震区常常看到这种现象。

面波使建筑物扭转。引起扭转的原因是有的地震波本身就是打着“旋儿”过来的,也有的情况是因为面波到达建筑物两端早晚的时间差引起的。这种情况引起建筑物扭动。建筑物一般抗扭能力较差,很容易扭坏。震区有的房子角部坍塌,多属这种情况。

一旦碰到上下颠、左右摇、扭转,三种方式共同发生,破坏力就更加可怕。在离震中较近的范围,往往三种方式交织作用,所以破坏力很大。此外,每个建筑物都有自己特定的自振频率,如果这个频率与地震作用的频率接近,还会引起类似共振的效应,那样带来的破坏力就更可怕了。

2砌体结构建筑物抗震措施

2.1地基和基础的抗震措施

首先,要保证地基土的均一性,避免持力层受力不均,基础的底面标高应当一致,以避免地震波传递到基础时基础受力不均造成破坏,如受实际情况的制约无法保证基础设置在同一标高时应当在基础上设置圈梁,增强基础的整体性从而抵抗地震作用的能力增强。

2.2合理设计房屋几何尺寸

地震力一般是从房屋的楼盖向墙体传递,因此要求楼盖要有足够的水平刚度,墙体的尺寸也要有严格限制,以使横墙具备较大的承载力,因此多层砌体房屋的层数和总高度、横墙的最大间距不能超过质量技术规范的限制范围。

2.3合理设置砌体房屋结构

多层砌体房屋的结构应当尽量对称、简洁,呈规矩的几何形状,如矩形、正方形等,在结构的平面、立面上要减少结构的局部突出,防止地震力作用下墙体局部受扭转力影响破坏。承重墙要拉通,不可断开或转折,非承重砖墙应在平面内贯通,并每隔一定距离设置一道,非承重墙与承重墙相接的地方埋置一定数量的带弯钩的拉结筋,使相互垂直的墙体能够形成整体受力的结构体系,最大限度增强抵抗地震的能力。为使多层房屋的各层能够直接传递荷载,必须将各种洞口(如门窗、管道洞口等)在垂直方向对齐,纵横墙体施工要上下连续贯通,结构一致,以使地震作用力可以直接通过墙体直接传递给基础,同一轴线上的窗间墙宽度要均匀,阳台和窗之间采用门连窗的方式,面积较大房间要布置在建筑物的中间,以保证房屋纵横墙的对称性,并易形成筒状结构,更有利于抵抗水平荷载。

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2.4设置防震缝

由以上分析可知,地震力对结构复杂、非对称的砌体房屋破坏力较大,而防震缝是一种适用于平面或立面结构复杂房屋抗震的结构措施,在房屋建造时,利用防震缝将整体房屋分割成若干个结构简单、形状规则的建筑体系,使每个部分都能够独立承受地震荷载的作用,从而增强整个砌体房屋建筑的安全性。但防震缝的存在会导致房屋建筑立面效果较差,并在一定程度上增加整个建筑物的造价,因此在对房屋结构进行设计时要科学分析,充分考虑建设成本、结构安全性和房屋实际结构特点,科学合理的设置防震缝,如房屋的立面高差在6米以上、房屋有错层、并且楼板高差较大时可设置沉降缝,并贯通基础,将基础有效分开,而如果房屋结构各部分的刚度和重量不相同时,可沿着房屋垂直方向设置防震缝,但可不分开基础。

2.5合理设置钢筋混凝土构造柱

由于钢筋混凝土结构比砌体结构抵御地震作用的能力更加突出,因此在多层砌体结构房屋中设置钢筋混凝土构造柱可以有效提高房屋的抗剪强度,实践证明,构造柱应当设置在受地震危害较重、应力集中或结构连接较为薄弱的部位,如房屋四角、纵横墙交界处等,在砌体房屋施工时,基础施工完毕后即在欲设置构造柱的部位进行绑钢筋,要求构造柱的钢筋要贯通基础,以使构造柱与基础成为一个整体,绑钢筋后再进行砌筑墙体,在构造柱处,砌筑时应当把握、先退后进、的施工原则,在构造柱两侧砌筑马牙槎,为加强构造柱与砌体墙之间的结合力,应在构造柱和墙体之间设置带弯钩的拉结筋,拉结筋的一端埋入构造柱,另一端埋入墙体,砌筑结束后搭设模板,浇筑混凝土,并对混凝土结构进行充分的养护,事实证明这种带构造柱的砌体房屋建筑抗震能力可大幅提高。

2.6合理设置钢筋混凝土圈梁

钢筋混凝土圈梁是又一种砌体房屋抗震有效措施,通过圈梁可以有效连接砌体房屋各墙体,从而增强房屋的刚度和整体性。圈梁一般是与构造柱配合设置,使房屋结构形成基础、圈梁、构造柱构成的钢筋混凝土框架,圈梁应当设置在同一个水平面上,并根据房屋的受力情况、结构特征来计算圈梁的横截面积。

2.7墙体配筋

对墙体进行配筋,可以有效增强墙体的强度,要求钢筋要贯通整个墙体,并在两头弯钩,延伸埋入与此墙体垂直的墙体中,以增强横纵墙之间的结合力,对墙体进行配筋以提高砌体房屋抗震性的方法应用还不太多,而且在配筋的时候要通过科学的计算确定配筋率,防止造价过高。

2.8整体刚度提高。房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,其结构的整体稳定性和空间刚度决定了抗震性能的强弱。现浇钢筋混凝土楼板屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点,是较为理想的抗震构件,可以有效地增加房屋的整体性和楼板的刚度。较大的屋盖及楼板水平刚度有利于荷载传递,当上下墙体不对齐时,现浇钢筋混凝土楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。因此,采用现浇钢筋混凝土楼屋盖是一个较好的增加楼房整体稳定性和空间刚度的方法。

3结束语

多层砌体结构的抗震加固应根据房屋抗震承载力不足、房屋整体性不足、局部易损易倒部位和明显扭转效应等情况,分别选择不同的加固方法。加固前对于砌体结构震后出现裂缝应先进行处理。在实际工程中,水泥砂浆或钢筋网水泥砂浆面层加固无论在抗震性能方面、经济效益方面还是在保持建筑物原有风格和使用功能方面,都有着其他加固技术无法比拟的优越性。

参考文献

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[4] 骆光威.多层砌体结构房屋震后鉴定及加固研究[D]. 西南交通大学. 2008

论文作者:张文勇

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/23

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