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房屋抗震范文

来源:开心麻花作者:开心麻花2025-11-191

房屋抗震范文(精选12篇)

房屋抗震 第1篇

1 底层抗震墙设计中存在的主要问题

底层框架—抗震墙房屋的底层抗震墙设计中常存在着一些问题:1)抗震墙位置偏于一侧,造成底层刚度中心和质量中心存在明显的偏差,容易因扭转而引起结构的破坏;2)抗震横墙间距不满足规范要求;3)抗震墙墙肢的长度差别较大,部分墙肢的长度超过8 m,造成该墙肢受力过于集中,不符合设置多道抗震防线的概念设计要求[4];4)底层钢筋混凝土抗震墙设置数量不当,使过渡层与底层侧向刚度比不满足规范要求,形成明显的薄弱楼层。

2 底层抗震墙的布置

1)针对以上1)的问题,底部抗震墙宜沿纵横两个方向均匀对称布置,尽量使纵横抗震墙相连,如将钢筋混凝土抗震墙做成L型,T型或∏型等,以增强结构抗扭能力;宜在房屋的尽端、楼电梯间两侧及平面刚度有变化的转角附近布置一定数量的抗震墙并尽量避免在这些墙体上开洞,以加强建筑物各大转角的抗震能力;另外,抗震墙宜布置于上层砖房设有砖抗震墙轴线处,且最好布置在外围或靠近外墙处,以获得最大的抗扭刚度。应避免布置抗震墙于一端或一侧,以免造成地震扭转破坏。2)针对以上2)的问题,为保证底层的空间刚度和协调变形,GB 50011-2001建筑抗震设计规范对抗震横墙最大间距做了明确规定,即在设防烈度为7度,8度,9度时分别取21 m,18 m和15 m。3)针对以上3)的问题,底层抗震墙高度往往小于长度,其高宽比往往小于1.0,属低矮抗震墙,以受剪为主,由剪力引起的斜裂缝控制其受力性能,其破坏形态为剪切破坏。如果抗震墙墙肢较长,则很容易出现局部刚度过大、受力集中等现象。因此,规范规定:抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)组成的边框,较长的抗震墙可设竖缝处理,以提高底层的变形和耗能能力。文献[5]进行了带边框开竖缝钢筋混凝土低矮墙的试验研究,指出:采用带边框开竖缝钢筋混凝土墙,其弹性刚度较大,后期刚度较稳定,达到最大荷载后,其承载力没有明显降低,而变形能力和耗能能力有较大提高,竖缝两侧由暗柱和边框梁组成,钢筋混凝土墙的高宽比宜为1.5左右。即在一道低矮抗震墙中可仅开一道竖缝。4)在地震作用下,抗震墙作为主要抗侧力构件是第一道防线,当抗震墙遭受一定的破坏,吸收相当的地震能量后,其刚度降低或部分退出工作。此时,框架部分作为第二道防线开始作用。由此可见,底部框架层通过合理地设置钢筋混凝土抗震墙还可以达到设置多道抗震防线的目的,很大程度上提高了结构体系的抗震性能。

3 底层抗震墙的设置数量

在地震作用下,如果底层框架—抗震墙房屋的弹性层间位移反应均匀,且在强烈地震作用下的弹塑性变形集中较小,就能提高房屋的抗震能力。对于这类房屋,一般平、立面对称布置,各楼层质量分布基本均匀,故结构的弹性和弹塑性层间位移反应是否均匀,主要取决于结构层间侧向刚度沿楼层高度的分布[6]。

大量的试验和分析结果表明,由于底层钢筋混凝土框架的侧向刚度相对比较小,底部框剪层的侧向刚度主要由抗震墙的多少来决定。也就是说,过渡层与底层的侧向刚度比主要取决于底层抗震墙数量的多少,如抗震墙设置数量过少,致使过渡层与底层的侧向刚度比过大,则底层成为明显的薄弱楼层;相反,如底部剪力墙设置数量过多,使过渡层与底层的刚度比小于1.0,则造成薄弱层的向上转移到砌体层。可见,薄弱楼层位置是相对而言的。由于砖砌体层的变形耗散能力和延性性能远比框剪层差,这不仅使抗震设计不够经济,而且在罕遇地震作用下砖砌体层将会产生很严重的破坏集中现象。因此,上述两种情况设计中都应该避免出现。GB 50011-2001建筑抗震设计规范在总结历次震害经验的基础上,给出了不同设防烈度下过渡层与底层侧向刚度比的限值,6度,7度区时不应大于2.5,8度区不应大于2.0,且均不应小于1.0,宜控制在1.2~2.0之间[7]。该规定为抗震墙设置的数量提供了依据。

因此,合理地设置钢筋混凝土抗震墙数量,对于提高此类房屋的整体抗震能力具有重要意义。文献[3]指出,底层框架—抗震墙房屋底层抗震墙的设置数量由抗震横墙最大间距、砌体过渡层与底层的侧向刚度比限值及框剪层的弹塑性位移等限值来控制,并提出了抗震墙数量可采用两重或三重约束的简化方法确定。关于抗震墙数量的具体讨论可参考文献[8]。

4 抗震墙构造措施

1)抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)组成的边框,并现场浇筑,混凝土强度等级不应低于C30;边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚度的1.5倍,截面高度不宜小于墙板厚度的2.5倍;边框柱的截面高度不宜小于墙板厚度的2倍。2)抗震墙墙板的厚度不宜小于160 mm,且不应小于墙板净高的1/20;底层框剪砌体房屋的底层抗震墙宜开设洞口形成若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于2(通常按2中3)所述,取1.5左右)。3)抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.25%,钢筋直径均不应小于8 mm,并应采用双排布置;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600 mm,直径不应小于6 mm。4)抗震墙的约束边缘构件和构造边缘构件应按抗震规范抗震墙结构关于相关部位的规定设置。

5 结语

底层框架—抗震墙房屋抗震设计中应高度重视底层抗震墙的设计,应从抗震墙的合理布置、设置数量和构造措施等方面加以控制,既要注重抗震计算,又要强调概念设计,充分发挥抗震墙的抗震性能和作用,以使房屋具备良好的整体抗震能力。

摘要:结合工程设计中底层抗震墙存在的主要问题,从抗震墙的合理布置、设置数量和构造措施等方面提出了相应的解决措施和设计要点,以充分发挥抗震墙的抗震性能和作用,从而提高房屋的整体抗震能力。

关键词:抗震墙,侧向刚度比,薄弱楼层,构造措施

参考文献

[1]GB 50011-2001,建筑抗震墙设计规范[S].

[2]郭继武.建筑抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.16-17.

[3]郑山锁.底部框剪砌体房屋抗震分析与设计[M].北京:中国建材工业出版社,2002.21-22.

[4]李建宁.底部框架—抗震墙结构设计要点和常见问题[J].江苏建筑,2002(2):19-20.

[5]高小旺.带边框开竖缝钢筋混凝土低矮墙的试验研究[J].建筑科学,1995(4):33-34.

[6]高小旺.底层框架抗震墙砖房竖向均匀性探讨[J].建筑结构,1998(4):36-37.

[7]郑山锁.底部框架—抗震墙砖房的抗震设计[J].工业建筑,2002(6):8-9.

[8]郑山锁.底部框架—抗震墙砖房框剪层抗震墙数量的合理确定[J].工业建筑,2001(5):28-29.

砌体房屋抗震加固方案 第2篇

1、墙体的破坏

承受作用的主要抗侧力构件是与水平地震作用平行的墙体,其破坏主要是墙体的抗剪承载力不足,在地震作用下,若墙体的高宽比≈1,则墙体的破坏呈现X形交叉裂缝;若墙体的高宽比<1,则在墙体中部易出现水平剪切裂缝,对于钢筋混凝土楼板的砖砌体墙房屋,其底层的裂缝往往比上层严重。

2、窗间墙和墙垛的破坏

比较细高的窗间墙受剪弯双重作用,可能产生水平断裂。门窗洞口开得多且大的墙面,破坏也较严重,如窗间墙布置不合理、墙段长度过大或过小,宽墙垛因吸收过多的能量先破坏,窄墙垛则因稳定性差也将随后失效。竖向地震作用下,对于大洞口的上部过梁,有时在中部会发生断裂破坏。

3、纵横墙的连接破坏

由于在施工时纵横墙往往不能同时咬槎砌筑,纵横墙间留有马牙槎,使墙体间缺乏拉结,或虽同时砌筑但砌筑质量不好,同样导致拉结强度较低。墙体间连接薄弱,在地震作用下,表现为内外墙交接面产生竖向裂缝、拉脱、纵墙外闪,甚至是整片墙倒塌。另外由于地震导致的地基不均匀沉降,也会引起纵横墙间的竖向裂缝。

4、墙体刚度变化和应力集中的部位如楼梯间、墙角和烟囱

等削弱的墙体易破坏和倒塌

楼梯横墙间距小,水平剪切刚度大,因而承担的地震剪力也较大,但由于楼梯间没有楼板,其空间刚度相对较小,且楼梯踏步板嵌入墙体,削弱了墙体,因此楼梯间的墙体容易在水平地震作用下产生斜裂缝和交叉裂缝。墙角位于房屋端部,横纵两个方向的约束作用减弱,因此墙角处的抗震能力较低。由于墙角处有较大的刚度,地震作用下房屋的扭转效应使得墙角部位的地震作用效应加大。

5、楼板与屋盖的破坏

楼板和屋盖是地震时传递水平作用力的主要构件,其水平刚度对房屋的整体抗震性能影响很大。现浇钢筋混凝土板构成的结构整体性好,抗震性能较好;预制钢筋混凝土板的整体性较差,若板缝偏小,混凝土灌缝不易密实,或端部的搁置长度过短且无可靠的拉结措施,地震时板缝容易拉裂,甚至板体掉落,在历次地震中破坏最重,损失也最大。

6、整体稳定性不好的附属物

房屋附属物是指女儿墙、出屋面烟囱、突出屋面的屋顶间等。这类出屋面附属建筑物在地震时,受“鞭梢效应”的影响,地震反应强烈,破坏率极高。突出屋面的屋顶间墙体易出现交叉裂缝,女儿墙、屋顶烟囱等出现水平裂缝。

二、砌体建筑抗震加固方法

相对于钢筋混凝土结构和钢结构而言,砌体结构的抗震加固

多采用传统方法,在新材料及新技术方面的应用较少,且理论研究不深。

既有砌体抗震鉴定加固以 GB 50023-95 建筑抗震加固建设标准的设防标准为目标,即在遭遇相当于抗震设防烈度的地震影响时,一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备,经修理后仍可继续使用。既有砌体结构加固主要以直接加固与间接加固为主,设计时可根据实际工况和使用要求选择适宜的方法。

1、砌体房屋加固的总体要求(1)房屋高度和层数

一般而言,房屋越高,所受到的地震作用越大。由于砌体结构材料的脆性性质,历次地震的宏观调查资料表明,二、三层砖房在不同烈度区的震害比四、五层轻得多,六层及六层以上的砖房震害明显加重。即使通过抗震加固,也不能随意突破层数和高度限制。

(2)房屋抗震加固的基本要求

抗震加固应从提高房屋的整体抗震能力出发,并注意满足建筑物的使用功能和同相邻建筑相协调;由于承重墙直接承受楼层的垂直荷载,如地震时先破坏,将危及整个房屋的安全,因此,自承重墙体加固后的抗震能力不应超过同一楼层中承重墙体加固后的抗震能力;对非刚性结构体系的房屋,选用抗震加固方案时应特别慎重,当采用加固柱或墙垛,增设支撑或支架等非刚性结构体系的加固措施时,应提高其变形能力控制层间位移。

2、地基基础

对已有建筑抗震加固的首要任务是地基基础的加固,根据地基的竖向承载力、水平承载力及不利地基因素,分别采取加强上部结构刚度、加固处理地基(注浆加固法、锚钎静压桩)、加大基础底面积、加大或加钢筋、结合灌浆等措施,提高基础承载能力,延长基础的使用年限。

3、砖墙的加固方法

当砖墙裂缝过宽过深可能导致承载力或稳定性不足,常用的砖墙加固方法有扶壁柱法和钢筋网水泥砂浆法。

(1)扶壁柱法扶壁柱法是工程中常用的砖墙加固方法,根据使用材料不同,扶壁柱法有砖砌和钢筋混凝土两种。

①砖扶壁柱加固

常用的砖扶壁柱形式如(图1)所示,其中a、b表示单面增设的砖扶壁柱,c、d表示双面增设的砖扶壁柱。

1砖扶壁柱法加固砖墙

增设的扶壁柱与原砖墙的连接,可采用插筋法或挖镶法,以保证两者共同工作。

②混凝土扶壁柱加固

混凝土扶壁柱的形式如(图2)所示,与砖扶壁柱相比,它可以帮助原砖墙承担较多的荷载,而混凝土扶壁柱与原墙的连接显得尤为重要。

2混凝土扶壁柱法加固砖墙

(2)钢筋网水泥砂浆法

此法是在除去墙表面粉刷层后,两面附设由直径为4mm~8mm组成的钢筋网片,然后喷射砂浆(或细石混凝土)或分层抹上密缀的砂浆层。此法适合加固大面积的 墙 面,目 前 常 用 于下列情况的加固:因房屋加层或超载而引起砖墙承载力不足;因火灾或地震而使整 片 墙 承 载 力 或 刚 度 不足;因施工质量差而使砖墙承载力普遍达不到设计要求;窗间墙等局部墙体达不到设计要求等。

(3)砖柱的加固方法

外加钢筋混凝土加固,包括侧面外加混凝土层加固和四周外包混凝土加固两类。

①侧面外加混凝土加固

当砖柱承受较大的弯矩时,常常采用仅在受压面增设混凝土层或双面增设混凝土层的方法予以加固。采用侧面加固时,新旧柱的连接接合非常重要,应采取措施保证两者能可靠地共同工作。因此,两侧加固时应采用连通的箍筋;单侧加固时应在原砖柱上打入混凝土钉或膨胀螺栓等物,以加强两者的连接,并将原砖柱的角砖每隔300mm打去一块,使后浇混凝土嵌入砖柱内。

②四周外包混凝土加固

四周外包混凝土加固砖柱的效果较好,对于轴心受压砖柱及小偏心受压砖柱,其承载力的提高尤为显著。

三、抗震加固新技术

1、减震隔震

随着减震技术的发展,以及对历次强烈地震中建筑结构破坏形式的总结,我们可通过分析地震作用效应,采用减震隔震技术,减小既有砌体房屋在强震中所承受的地震作用。目前在既有建筑结构中常用的减震技术主要有基础隔震技术、消能减震技术以及调谐减震技术等被动减震方法。

2、抗震加固与节能改造一体化

探讨砖混结构房屋的抗震设计 第3篇

关键词:砖混结构房屋;抗震设计

中图分类号:TU2文献标识码:E文章编号:1006-0510(2008)12003-02

一、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。抗震设计中,建筑平面、立面宜尽可能简洁,规则。结构质量中心与刚度中心相一致。对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合,在地震作用下会产生扭转效应,大大加剧地震的破坏力度;对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。建筑立面应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,突出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭梢效应,同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。

建筑设计应符合抗震概念设计的要求。不应采用严重不规则的设计方案,即使不可避免时,也应尽量在适当部位设置防震缝,将体型复杂,平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。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。

二、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。在设计中房屋总高度及总层数应同日可满足上标的限值,在中、强地震作用下,因倾覆力矩过大,使得底部墙体产生过大的压力或剪刀而被破坏,故此减轻自重、减少层数、降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。

三、增强砌体房屋的刚度及整体性

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。其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点,是较理想的抗震构件,不但可消除滑移、散落问题,增加房屋的整体性,增大楼板的刚度,而且对平面上墙体对齐的要求也可予以适当放宽,因作为以剪切变形为主的砌体结构,层间变形是可控制的。较强的楼板及屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件,平面上,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,同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。因此,采现浇楼、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法,在适当的部位增设构造柱,并配置些构造钢筋,也能达到增强结构整体性的作用;另外,设置配筋圈梁可限制散落问题,增强空间刚度,提高结构整体稳定性,从而提高房屋的抗震性能。

四、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,进而使房屋造到破坏;所以合理置纵、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。房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗震能力的高低,多层砖混房屋一般采用纵墙或横墙承重,由于非承重方向的约束墙体少,间距大,因而房屋该方向刚度较弱,空间刚度和整体性均较差,拉震能力低;在高烈度地区,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋倒塌。而在两个方向适当布置纵横、墙混合承重的房屋。由于其限制了纵、横墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。墙体布置时,应尽量采用纵墙贯通的平面布置,当纵墙不能员通布置时,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构筋,以加强房屋整体性,防止纵、横墙交接处被拉开。

五、适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度

历次震害表明,多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比。提高墙体面积、砂浆强度等级能确效地提高房屋的抗震能力,是减轻震害的有效途径之一。在6层砖混房屋的抗震验算中,上面几层的地震作用较小,容易满足抗震承载力的要求,而底部一、二两特别是第一层的地震作用力较大,是薄弱层,往往不容易满足要求;但若改变部分墙体的承载面积或适当提高砂浆的强度等级,则在抗震结果中显示满足抗震要求。

六、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,使砖墙出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。圈粱作为边缘构件,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。圈粱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,且不沿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粱具有提高房屋的竖向刚度和抗御不均匀沉陷的能力。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。

七、其它措施

多层砖混结构房屋的楼梯间宜设置在每个单元中部,尽量避免将楼梯设在房屋尽端靠近山墙处;突出屋顶的楼梯问,构造柱应伸到顶部与顶部圈粱连接。为了避免个别墙段抗震强度不足首先破坏,导致逐个破坏,进而造成整栋楼破坏甚至倒塌,要求房屋的局部尺寸宜满足抗震规范的限值要求。

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。在抗震设计时体现以预防为主的设计思想达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。对于建设工程只有在抗震设防,抗震设计和施工质量这三方面都符合要求,才能确保建筑工程具备合理的抗御地震的能力。

多层砖混结构房屋的楼梯间宜设置在每个单元中部。尽量避免将楼梯设在房屋尽端靠近山墙处;突出屋顶的楼梯间,构造柱应伸到顶部与顶部圈梁连接。为了避免个别墙段抗震强度不足首先破坏,导致逐个破坏,进而造成整栋楼破坏甚至倒塌。要求房屋的局部尺寸宜满足抗震规范的限值要求。

房屋抗震加固常用方法 第4篇

结构抗震加固需兼顾结构的安全、美观、实用和耐久。近年来随着抗震加固新技术、新材料和新工艺的出现, 加固手段已发展成为多种方法并举的局面, 不仅如此, 常规加固手段的具体细部构造也较以往更为灵活和实用。

抗震加固按照加固的部位可分为整体房屋加固、区段加固、构件加固和与结构加固配套使用的相关技术, 工程人员可根据鉴定的结果结合建筑功能改造选择相应的加固措施或修补技术。下面仅就抗震加固中的一些技术和方法加以介绍。

2. 结构抗震加固新技术

(1) 减能技术 (隔震)

如果地震作用能减小, 结构反应就必然减小。假设某一结构在8度地震时, 只有抵抗7度地震作用的能力, 如果采用某种方法, 就能使地震作用减小到7度, 甚至更低地震作用的水平, 结构便能达到与采用其他抗震加固方法相同的加固效果。我国规范中, 地震作用与地震影响系数a成正比。地震影响系数a在我国新编抗震规范中按从地震影响系数曲线可看出, 当结构周期增大时, 地震作用减小。最有效地使结构周期增大的方法是隔震技术, 即使房屋上部结构与基础完全分开, 在分开处放置隔震材料。最常用的隔震材料为叠合橡胶隔震垫, 其作用是使地面水平地震加速度在隔震层处中断, 或使向上传递的地震加速度大大减小。在设计计算中, 其表现形式是上部结构周期加长, 因而地震作用减小, 结构反应亦减小, 从而达到抗震加固的目的。该方法的原理很简单, 然而用于加固时的技术难度却很大。首先必须将上部结构与基础完全切开, 并放入有一定阻尼的叠合橡胶垫。其必要条件是上部结构整体性好, 因此并非所有结构都能用此方法进行加固。目前国外已有采用此方法加固的建筑, 如美国盐湖城市政大楼 (100年前建成的12层砖石结构) 。

(2) 消能技术 (增大阻尼)

如果结构反应在相对变形较大的部位, 适当布置阻尼器, 使结构阻尼加大, 则地震作用必将会大幅度减少, 从而使结构反应较小, 达到抗震加固的目的。增设阻尼器后, 结构反应减小, 使结构满足抗震要求, 亦可达到抗震加固的目的。如果降低后的结构处于弹性工作状态, 结构将不会破坏;如果结构不在弹性阶段工作, 就可用时程分析法求得结构反应。实践证明, 其反应值也大大减小。

中国建筑科学研究院工程抗震研究所采用粘滞阻尼器加固了北京火车站中央大厅、北京饭店、北京展览馆、中国革命历史博物馆等大型公共建筑, 有些工程加固后在大震作用下, 层间位移值达1/390, 处于接近弹性阶段工作, 收到了非常好的加固效果。

(3) 增设剪力墙技术

结构刚度增大, 有两个可能:一是刚度增大, 结构周期缩短, 根据反应谱方法, 地震作用相应增大:二是刚度增大, 结构变形减小, 从而使内力减小。两者所起作用相反。因此, 只要刚度取得合理, 则地震作用虽然增加, 但结构变形仍然减小。实践证明, 大多数结构增设剪力墙后, 将使结构变形减小, 这时, 地震作用主要由剪力墙抵御, 框架结构中的内力与变形大大减小, 从而达到抗震加固的目的。增设剪力墙加固技术, 是常用抗震加固手段, 中国建筑科学研究院工程抗震研究所采用此方法加固了全国政协礼堂、北京火车站、中国革命历史博物馆、农展馆等数十个大型公共建筑。

3. 结构构件加固方法的改进

(1) 砖砌体的混凝土板墙加固

砌体结构的抗震加固主要是增强结构的整体性, 提高墙体的抗震承载能力和变形能力。唐山地震以后, 人们发现采用钢筋混凝土外加柱连同圈梁和钢拉杆一起加固砌体房屋是一种简便易行的方法, 并很快在全国推广。但近年来人们也意识到这一加固方法对建筑外观和城市风貌带来的负面影响, 因此逐渐采用混凝土板墙加固法取代传统的加固方法。混凝土板墙加固类似于钢筋网水泥面层加固, 具有较大的灵活性。首先, 可根据结构综合抗震能力指数提高程度的不等增设不同数量的混凝土板墙。板墙可设置为单面或双面, 甚至可在楼梯间部位设置封闭的板墙, 形成混凝土筒。其次, 采用混凝土板墙加固时, 可根据业主的意图采用“内加固”或“外加固”方案。当希望保持原有建筑风貌时, 可采用“内加固”方案;当需结合抗震加固进行外立面装修时, 则可采用以“外加固”为主的方案。采用混凝土板墙加固可更好地提高砖墙的承载能力, 控制墙体裂缝的开展。此外, 在板墙四周采用集中配筋形式取代外加柱、圈梁和钢拉杆, 提高墙体的延性性能和变形能力。这种处理方法对建筑外观和内部使用的影响很小。

(2) 框架结构的剪力墙加固

框架结构的加固方法很多, 但其中增设钢筋混凝土剪力墙仍是一种主流方法。利用新增的剪力墙承担主要的地震力, 减小结构的变形, 降低框架柱的配筋构造要求, 从而使加固工作量大大减少。采用增设剪力墙加固时, 需处理好新增墙体与原有结构构件的连接, 如墙柱连接、墙梁连接。既要保证连接的可靠性, 又要避免对原结构构件造成过多的损伤。新设剪力墙需有暗柱和暗梁, 设计时有两种处理方法。

第一种方法是利用原结构梁柱做其暗梁暗柱, 这种方法不会对原有构件造成损伤, 但外包部分的混凝土会影响室内观感和使用。近年来随着钻孔、植筋技术在结构加固领域中的应用, 这一矛盾逐步得到解决。

第二种方法是新增墙体采用相对独立的暗梁暗柱体系, 这种方法的特点是在新增剪力墙的两端设新暗柱 (或称端柱) , 暗柱配筋按计算和现行规范构造要求配置, 暗柱与原框架柱间用锚筋相连, 即似连非连的构造措施。抗震墙竖向分布筋穿原框架梁时, 其中一排筋从梁边穿楼板直接伸入上一楼层, 另一排竖向筋则在原框架梁位置按等强度原则等代, 减少穿筋数量, 从而减少对原框架梁的损伤。此外, 在原框架梁上下各做一道暗梁, 与原框架梁连接为一体, 既增强了新增抗震墙的稳定性, 又保证了抗震墙的上下连续性。

(3) 框架梁柱的加固

有时, 由于受建筑使用功能的限制, 无法采用剪力墙加固。消能减震技术也无法使用, 在这种情况下, 分别对原结构梁柱进行加固是最好的加固方法。

4. 构件的一些常规加固方法

(1) 增大截面加固法

(2) 置换混凝土加固法

(3) 外部粘贴加固法

(4) 绕丝加固法

(5) 高强钢丝绳网片复合砂浆外加层加固法

(6) 预应力加固法

(7) 增设支点加固法

5. 与结构加固方法配合使用的技术

(1) 裂缝修补技术

主要有两类:一是以保护钢筋不受侵蚀、混凝土不渗漏为目的的表面封闭法和填充密封法。二是在保护钢筋的同时, 还要求通过注入补强作用的胶粘剂以恢复混凝土强度的压力注浆法或注射法。

(2) 锚固技术

主要指植筋技术和锚栓技术。

(3) 阻锈技术

防治已有混凝土结构、构件的钢筋锈蚀, 宜采用能有效抑制或阻断有害离子。

6. 构件加固应注意的问题

对结构进行抗震加固涉及的因素很多, 根据现有的研究成果, 结合切身体会, 我对在构件加固中应注意的主要问题初步归纳如下。

(1) 深入调查, 全面掌握待加固结构的情况, 为抗震加固提供可靠的原始资料, 总体方案上要么侧重于提高承载力, 要么侧重于提高结构的变形能力, 或者两者兼备, 也可改变结构体系, 而不必进行梁、柱的普遍加固, 如增设抗震墙等。

(2) 抗震加固结构的受力特点与新建结构不同, 加固结构属于二次受力结构和二次组合结构, 新旧两部分存在应力、应变滞后的问题, 加固前因结构抗震承载力不够, 构件截面的应力水平相当高, 当卸载后原结构已经受力, 第二次加载, 新加部分才开始受力, 因此原结构的截面应力、应变值始终高于新加部分的应力、应变值, 当原结构部分已经达到截面承载力时, 新加部分的承载能力还没有完全发挥出来;新加部分和原结构整体工作时, 结合面受力特别复杂, 剪切破坏最易发生, 因此两部分共同受力是否良好取决于结合面的做法。抗震加固中考虑到以上两个因素是客观存在的, 采用折减系数0.85考虑其影响。有关试验发现, 卸载对加固结构承载力提高的影响与原结构在加固时的应力、应变水平关系很大, 原结构应力、应变水平越低, 加固部分的承载力就越能发挥出来。因此, 加固前应尽量对原结构卸载。

(3) 遵循结构抗震设计原则。钢筋混凝土框架结构的加固, 要从提高房屋整体抗震性能出发, 防止加固后形成楼层承载力、刚度分布不均匀, 遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强结点、强锚固”的原则, 保证加固后的结构具有较好的延性, 在地震作用下具有较大的内力重分布和耗散地震能量的能力。

7. 结语

综上所述, 结构抗震加固, 往往不是单一采用某一种方法, 而是多种方法相互配合使用, 但无论采用何种方法, 我们都要根据结构具体情况, 遵循抗震设计基本原则, 采用先进理论和技术, 利用结构抗震基本原理, 给予具体分析和处理。

摘要:本文主要介绍了结构抗震加固的先进技术和一些常用方法, 强调无论采用何种方法, 都要根据结构具体情况, 遵循抗震设计原则, 利用先进理论和技术, 强调整体性能, 给予具体分析和处理。

关键词:抗震加固,设计方法,设计原则,整体性,具体分析

参考文献

[1]谌润水, 胡钊芳, 帅长斌.公路旧桥加固技术与实例.人民交通出版社, 2002.

房屋抗震 第5篇

多层砌体房屋的墙体是脆性的,纵横墙体的联结比较弱,因此多层砌体房屋的抗震性能比较差,为了使多层砌体房屋做到“小震不坏,设防烈度可修,大震不倒”的抗震目标,特别要注意合理的建筑结构布置。

(一)平、立面布置要规则

大量震害表明,房屋为简单的长方体的各部位受力比较均匀,薄弱环节比较少,震害程度要轻一些。因此,房屋的平面最好为矩形。L形,п形等平面,由于扭转的影响和变形不协调。容易产生应力集中现象。

复杂的立面造成的附加震害更为严重。比如突出的小建筑,在6度区房屋的主体结构无明显破坏的情况下,有不少发生了相当严重的破坏。

(二)房屋总高度、层高及层数要限制,高度比要控制

多层砌体房屋的抗震能力,除依赖于横墙间距、砌体和砂浆强度等级等因素外,还与房屋层数和高度有直接联系,

大量震害表明,四、五层砖房在不同烈度区的震害比二、三层的震害严重得多,倒塌的百分比亦高得多,六层及六层以上砖房在地震时震害明显加重。

砖砌体房屋抗震施工方法及质量控制 第6篇

文献标识码:B文章编号:1008-925X(2012)07-0183-02

摘要:

文章介绍了砖砌体房屋抗震施工方法,并指出了施工常见的质量缺陷及质量控制措施。

关键词:砖砌体房屋;抗震;质量控制

砖砌体结构是我国的村镇房屋建筑的主要结构形式,目前工程界对高层混凝土结构建筑的抗震性能的研究较多,但在砖砌体房屋抗震方面的探讨并不多,下面笔者简要探讨砖砌体房屋抗震施工方法及质量控制。

1砖砌体房屋抗震施工方法

1.1原材料选择。

我国砖砌体房屋多使用烧结粘土砖较多,但现在已开始推广使用加气混凝土砌块和粉煤灰砖等环保节能砖,应选用质量合格外形规整的砖;水泥是砌筑砂浆和混凝土的主要组成材料,常用的是普通硅酸盐水泥,其MgO和SO3含量分别不得超过5%和3.5%,并根据用途来确定水泥强度;钢筋应选用热轧钢筋,其表面不得有弯曲、损伤、裂纹、油污和颗粒状的老锈;砂的含泥量不应超过5%,混凝土宜选用粗细级配良好的砂,砌筑砂浆宜选用中砂。混凝土的粗骨料应选用具有一定的级配坚硬耐久的碎石或卵石。

1.2配合比设计

1.2.1砂浆配合比设计。砂浆配合比的设计既要满足强度、和易性及密度要求,又要遵循经济合理的原则,在村镇砖砌体房屋施工中,常选用强度为m2.5和M5.0的砌筑砂浆,每立方砂浆用水量可取300~32Okg。

1.2.2混凝土配合比设计。混凝土的配合比设计关键是要确保结构设计的强度等级、和易性要求,混凝土的强度、耐久性、和易性和坍落度要满足设计需要。在村镇砖砌体房屋的混凝土构件中,混凝土强度多为C15、C2O和C25。

1.3墙体砌筑

1.3.1砌筑砂桨制备。砌筑砂浆制备的原材料配料要精确,严格按配合比进行,将石灰膏、水泥的误差控制在±5%以内。砌筑砂浆可用机械方式搅拌,搅拌时间不得少于2min;也可采用人工搅拌,且搅拌的时间不得少于5min。

1.3.2墙体砌筑要点。施工前应对砖进行浇水润湿,保证砖块在砌筑时的含水率在10%~15%之间;砖砌体的转角处和交接处应同时砌筑,若需要临时间断,应在间断处砌成斜搓,施工中不能留斜搓时,可留直搓,但应加设拉结钢筋;砌筑时,砖砌体应横平竖直,厚薄均匀,灰缝应饱满;墙体每天砌筑高度不得超过1.5m,以防砂浆受压过大而影响砌筑质量;砌筑完毕后,应及时养护,防止砌筑砂浆因失水过多而降低强度。

1.3.3墙体拉结筋设置。在墙体转角或交接部位设置拉结钢筋,以提高房屋的整体性和空间刚度,并且拉结钢筋每边伸入墙体不宜小于750mm。

1.4构造柱及圈梁施工

1.4.1马牙搓砌筑。为增强构造柱与墙体的连接,在构造柱部位的墙体,应砌成马牙搓,并从每层柱脚开始,按先退后进的原则砌筑,每个马牙搓的齿高约为3O0mm,齿深大于6Omm。

1.4.2模板支设。支设构造柱模板时,先将对拉螺栓预留在马牙搓的周边墙体灰缝中,并沿柱中心对称布置,其水平和垂直间距分别为480mm 和3O0mm,再将拼装好的模板定位后用螺栓固定。

1.4.3钢筋连接。构造柱钢筋要与纵横墙的圈梁钢筋绑扎连接,以增强其整体性,在搭接处箍筋应加密,并且交叉处圈梁钢筋宜放在构造柱受力钢筋内侧。砌筑马牙搓时,沿墙高每隔5OOmm埋设两根水平拉结筋,并绑扎连接在构造柱钢筋上。

1.4.4混凝土制备与浇捣。混凝土制备时,水泥、砂、卵石和水都要严格按照配合比进行精确配料,将水泥和掺合料的误差控制在±3%以内。混凝土的搅拌应优先采用机械拌制,并根据混凝土坍落度、搅拌机机型和容量来确定混凝土搅拌时间。浇捣混凝土宜采用插入式振捣棒,分层捣实,每层振捣厚度不超过6O0mm。浇捣圈梁的混凝土时,振捣棒与混凝土面应成斜角,斜向振捣。

2砖砌体房屋抗震施工常见的质量缺陷

2.1砂浆强度不稳定。砖砌体房屋施工中可能出现部分砂浆强度低于设计要求。砌筑砂漿强度波动大,匀质性差等问题。导致这种问题的原因有很多,可能是砂浆配合比设计不合理,石灰膏的掺量过大会降低砂浆的强度,还有原材料计量不准,拌和不均匀也会使砂浆强度波动性大;此外,水泥过期,砂含泥量大,施工人员责任心差、技术水平低,以及养护不充分等都可能影响砂浆强度。

2.2灰缝砂浆不饱满。水平灰缝中砂浆饱满度低于80%,或是竖向灰缝会出现瞎缝和通缝,造成这些问题的原因有:配合比设计不合理,砂率过高,水泥用量少,砂浆和易性和稠度达不到要求;砌筑前未对砖浇水湿润,石灰膏质量差,砌筑人员技术水平不高,或操作不熟练等等,都可能造成灰缝砂浆不饱满。

2.3钢筋漏放。拉结筋下料错误导致拉结筋长度过短,施工人员疏忽或故意偷工减料,都会造成钢筋漏放的问题,降低房屋的抗震性能。

2.4混凝土浇筑质量差。混凝土出现蜂窝、麻面,或构造柱出现烂根、断层现象,这些都是混凝土浇筑质量差导致的。其形成原因有:混凝土配合比不合理,施工人员操作水平差,模板不密实,未对模板进行湿润,模板内未清理干净,混凝土振捣不足,振捣棒工作性能不稳定等。

2.5构造柱断面尺寸不足或轴线位移超差。构造柱断面尺寸小于构造或设计要求,轴线偏移并将构造柱钢筋预埋部分弯曲,其原因主要有放线定位不准确和马牙搓砌筑质量差等。

3砖砌体房屋抗震施工质量控制

3.1人的方面。施工现场应具备一定数量的施工经验丰富、责任感强和有抗震设防意识的管理人员,以便对关键部位工序进行监督和管理。选择合适的施工队伍,提高熟练工人的比例,尤其是控制熟练的砌筑工、混凝土工、钢筋工的比例,定期对施工人员进行培训,并进行考核,以提高施工人员的技术水平。

3.2材料方面。砖、钢筋、水泥等主要材料一定要选择合适的生产厂家,进场时加强质量的检查,杜绝不合格材料进入施工现场。

3.3机具方面。现场应配置砂浆搅拌机、混凝土搅拌机、振捣棒等施工机具,并定期进行维护,依靠机具来提高房屋施工质量和构件强度。

3.4工艺方法方面。根据强度、和易性等方面的要求合理选择砂浆和混凝土的配合比,并提高材料计量的准确度;施工前做好各个工序的技术交底,设专人监督检查施工的质量,如检查拉结筋放置情况,避免漏放、少放,检查模板的支设情况,规范混凝土的浇筑施工过程,以减少施工过程中的人为因素造成的质量问题。

4结语

2008年的汶川大地震和2010年的玉树地震都给我国造成了巨大的人员伤亡和财产损失,而人员伤亡主要是由于房屋建筑倒塌所致,可见,提高建筑的抗震性能,对于保护人民的生命财产安全有着重要意义。广大建筑工程人员一定要掌握各种抗震施工方法,加强质量管理,提高建筑的抗震性能,为社会提供更多优质安全的建筑产品。

参考文献

[1]段树金,孟丽军.石家庄市村镇民房抗震性能调查分析[J].工程抗震.2004,26(29)

[2] 张熙光,王骏孙.建筑抗震鉴定加固手册[M].北京:中国建筑工业出版社.2001.

钢筋混凝土房屋抗震设计 第7篇

1 震害多发点

地震本身的危害性很大, 发生时能够引起的副作用和产生的危害都极端的复杂, 抗震结构主要是通过自身对于受力的延展程度以及利用弹性来缓冲地震的拉伸和震动导致的受力, 但是, 目前不可能有建筑在很强的晃动下而安然无恙。我们所说的抗震条件只能是保证在某一级别的地震时破坏但不倒塌, 某一级别时轻度破坏。提升弹性等级和缓冲结构的设计是这些能够达到要求的前提, 主要目标就是在大地震中房屋不会有毁灭性的倒塌, 为人员逃生赢得时间和空间。

1.1 结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层

一些结构的设计虽然单层结构能够达到防震等级, 但是总体性考虑得不够, 可能出现的情况是由于某一局部不够坚固的问题引起总体连环性的破坏。这是结构提升不够全面的一个标志。

1.2 柱端与节点的破坏较为突出

框架结构的构件震害一般是梁轻柱重, 柱顶重于柱底, 尤其是角杜和边柱易发生破坏。除剪跨比小的短柱易发生柱中剪切破坏外, 一般柱是柱端的弯曲破坏, 轻者发生水平或斜向断裂;重者混凝土压酥, 主筋外露、压屈和箍筋崩脱。当节点核芯区无箍筋约束时, 节点与柱端破坏合并加重。当柱侧有强度高的砌体填充墙紧密嵌砌时, 柱顶剪切破坏严重, 破坏部位还可能转移至窗洞上下处, 甚至出现短柱的剪切破坏。

1.3 砌体填充墙的破坏较为普遍

砌体填充强在硬度上是较强的。但是延展性和弹性方面却严重不足, 这种部分出现地震时会首先遭到破坏并且倒塌。震害规律一般是上轻下重, 空心砌体墙重于实心砌体墙, 砌块墙重于砖墙。

2 抗震结构设计

较为可靠的防震标准是节点不可有损坏, 因为横梁和柱子的受力关系和受力面积可能最先损坏。同一层中各柱两端的屈服历程越长越好, 底层柱底的塑性铰宜最晚形成。即:框架的抗震设计应使梁、柱端的塑性铰出现尽可能分散, 充分发挥整个结构的抗震能力。

2.1 抗震计算中的延性保证

从用楼层水平地震剪力与层间位移关系来描述楼层破坏的全过程可反映出, 在抗震设防的第二、三水准时, 框架结构构件已进入弹塑性阶段, 构件在保持一定承载力条件下主要以弹塑性变形来耗散地震能量, 所以框架结构需有足够的变形能力才不致抗震失效。试验研究表明, “强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的框架结构有较大的内力重分布和能量消耗能力, 极限层间位移大, 抗震性能较好。规范的调整能够体现为对于上述标准的规定, 并且较为人性化地将设计者的便捷程度考虑进来。对于公式的选用较为合理建议, 但是对于内部力的掌控应当进行适度规划。

综合大量实验研究成果, 影响不同受力特征节点延性性质的主要综合因素有:相对作用剪力、相对配筋率、贯穿节点的梁柱纵筋的粘结情况。

2.2 构造措施上的延性保证

四川大地震实践证明, 当建筑结构在大地震中要求保持足够的承载能力来吸收进入塑性阶段而产生的巨大能量, 因为此时的结构在震中进入到一个塑性阶段, 容易产生变形。所以, 根据这种特点和抗震的要求, 多发地震的国家钢筋混凝土结构抗震设计均要求按延性框架结构进行设计, 所以建筑结构的设计必须保证结构局部薄弱区的承载力与刚度, 保证了建筑构造的整体性, 延性的增加也就提高了变形能力, 这样可以减少地震的破坏性, 提高了建筑的抗震能力。

结构安排对于结构的变形和受力考虑进去, 初衷是将柱子的损害程度降到最低, 使得其刚性程度要超过梁体。不过实际由于各种原因造成相反的情况, 就是梁体的强度要大于柱子, 高振型使柱中反弯点的转移等综合因素影响, 要使柱中完全避免塑性铰是困难的, 同时为实现“强剪弱弯”的要求, 保证塑性铰区域的局部延性, 也必须通过一定的构造措施来保证结构的延性, 具体做法如下:

限制轴压比与纵筋最大配筋率合理的受力过程可明显提高构件延性, 为实现受拉钢筋的屈服先与受压区混凝土压碎的破坏形态, 以提高塑性铰区域的转动能力, 混凝土受压部位的水平高度也是规范中的一项。

限制约束配筋和配筋形式。加密塑性铰区内的箍筋间距是很重要的一点, 为保证“强节点”、“强柱弱梁”、“强底层柱底”和“强剪弱弯”的设计原则及塑性铰区域的局部延性, 有必要加密塑性铰区内的箍筋间距, 这不但可提高柱端抗剪能力, 还可约束核心区内混凝土, 对纵向钢筋提供侧向支承, 防止大变形下纵筋压曲, 从而改善塑性铰区域的局部延性。规范对约束区纵筋的最小直径、最大间距、塑性铰区域的最小长度等做出了详细的规定, 并对箍筋肢距及箍筋形式提出了相应要求。

限制材料。劣质的材料直接关系到能否经得起时间的推敲和强度的考验。这需要材料有足够的强度和弹性来支撑个体不会松散倒塌。所以文件上也有相应的规定。保证材料的组成成分。材料的眼神度, 和与其他材料的配合程度, 并且对于钢筋问题也提出了要求。

3 结语

钢筋混凝土框架是现在最通行使用的结构形式, 在抗震问题上也应当首先考虑这项结构的设计和加固问题。抗震设计应当遵循规定上关于柱子的强度要大于梁, 节点必须加固等要求, 实际上在施工时候由于人员的理解力和对于人的掌握方面可能把握得不是十分准确。并且对于某些问题还存在争议, 所以抗震问题的把握应当更加认真投入探讨研究。

参考文献

[1]李鸿晶, 宗德玲.关于工程结构抗震设防标准的几个问题的讨论[J].防灾减灾工程学报, 2003, (2) .[1]李鸿晶, 宗德玲.关于工程结构抗震设防标准的几个问题的讨论[J].防灾减灾工程学报, 2003, (2) .

浅析房屋建筑抗震设计 第8篇

1 建筑设计

建筑设计主要涉及到建筑的平面使用功能的要求, 空间使用空能的要求和相应的立面造型、外观效果。在建筑设计过程中在综合考虑以上因素的同时, 如果恩能够考虑到本建筑结构设计过程中的抗震各环节, 那么建筑设计能为下一步的结构抗震设计提供有力的基础条件。建筑设计考虑抗震设计要从以下几个方面着手。

1) 合理布置平面。平面布置体现出建筑的使用上的功能和要求。合理布置平面为结构抗侧力构件布置的合理提供条件, 把建筑平面功能和结构的抗震统筹考虑, 发挥建筑在结构的抗震设计过程中的积极作用。建筑物的平。

2) 采用简单规则的体型。体型包含了平面和空间的形状。体型上复杂、不规则的建筑结构上抵抗地震作用的能力差。为了实现好的整体效果, 防止地震时造成大的震害, 平面形状上尽量减少外伸、内凹, 立面体型上考虑结构的侧向刚度和承载力的连续均匀。

3) 合理的竖向布置。竖向布置主要是建筑沿高度结构的质量和刚度分布设计上。为了减少楼层刚度过少, 避免地震的扭转效应。要均匀布置剪力墙、混凝土柱等构件, 尽量使其沿竖向贯通到建筑物底部。

4) 合理的屋顶设计。目前屋顶建筑设计存在不少问题, 主要体现在高度控制和重量控制上, 有些屋顶的设计高度过高, 或者屋顶重量过大, 这些都对抗震设计不利。在屋顶建筑设计中, 降低其高度。运用强度高质量轻的材料, 尽可能使屋顶的重心和其下部重心相一致;如果真要求屋顶高度较大时, 需要采取相关的措施增加屋顶的抗震性, 控制屋顶的变形范围, 且不出现扭转地震作用

5) 严格控制设计限值。首先严格控制层数和建筑的总高度;其次是控制房屋抗震横墙问题和局部墙体尺寸。

2 结构设计

结构设计以建筑设计为基础, 既“受制”于建筑设计, 又可以“反制”建筑设计。建筑不能超出结构设计的能力范围, 结构要尽量避免破坏建筑。为了使建筑设计能够实现, 抗震结构设计中应该着重注意以下几个方面问题。

2.1 采用合理的结构体系

抗震结构体系的选择起着重要作用。采用什么样的结构体系要充分考虑到:抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料、经济条件、施工条件、等诸多因素影响, 需从以下几个方面进行考虑:

1) 结构体系应有合理的地震作用传递路线;2) 为了减少个别的部位或构件受到破坏而造成整个建筑强度破坏, 尽可能采用两道以上的抗震防线;3) 结构体系应具备充足的变形能力和相应的的抗震能力、消耗地震作用的能力;4) 采取相应的措施来提高薄弱部位的抗震能力, 从而使结构的刚度和抗震能力相对均衡;5) 为了避免质心和刚心不重合而产生薄弱层和造成扭转振动, 设计过程中要尽可能使平面功能布置对称、立面布置相对均匀。

2.2 增强结构的延性

结构的延性是指结构在其承载力不消减的情况下发生非弹性变形的能力。结构设计要尽可能实现构件的弯曲破坏, 不出现或者少出现构件的剪切破坏。尽可能的实现“强柱弱梁, 强剪弱弯、强节点、弱锚固”的原则。即使出现局部的构件强度的破坏, 也可以让整体从一种稳定体系转化到另外一种相对稳定的体系。以避免地震周期长时间持续的作用造成的共振破坏。

2.3 保证结构的整体性

结构的整体性在地震作用下在协同各结构部分之间共同工作方面起着重要的作用, 同时结构整体性设计也是提倡的抗震概念设计的一个重要方面。为了能够实现结构的整体性, 达到各部位各构件的抗震能力以及相互协调抗震的效果, 需要从以下几个方面来着手:1) 保证结构的连续性。只有保证了结构的连续性, 才能增加结构各部位各构件的整体联系性, 从而达到更好的抗震的效果, 实现结构的整体性。2) 各部位和构件相互联系的牢固性。只有实现了各构件之间可靠牢固的连接才能有效提高建筑物的抗震性能, 只有实现构件间连接的牢固性, 才能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。

3 房屋建筑抗震技术的应用

随着科学技术的迅速发展, 抗震设计中融入了各种新思想、新技术、新材料, 这增加了提高建筑抗震性能的方法, 大大改善了构件的极限承载能力, 减轻了结构的自身重量。在实际的工程实践应用中, 隔震和消能减震是减轻地震灾害的两种应用相对广泛的技术措施。

1) 隔震技术。隔震技术是通过把如橡胶隔震垫等隔震消能装置安放在结构物底部和基础 (或底部柱顶) 之间, 来隔开上部结构和基础, 从而改变结构的动力作用和动力特性, 有利于减轻结构物的地震反应。隔震技术是目前国际上使用相对广泛, 得到认可的一种技术, 适用于较重要低层和多层建筑的如学校、医院、商场等人员相对密集、要求相对较高的使用功能的建筑。

2) 消能减震技术。减震措施主要是借助建筑物之外的部件来增加建筑物的阻尼, 消耗地震传递给建筑物结构的能量, 避免建筑物受到地震作用的损害。减震技术不仅可用于新建结构的减震设计;也可用于已有建筑结构的抗震和加固。消能减振技术是用特别设置的机构和元件将地震动的能量加以吸收耗散, 以保护主体结构的安全。目前消能减震技术在行业范围内也得到了广泛的应用、实践, 并且得到了可靠的验证, 是一种有效的减轻地震灾害的一种技术措施。

4 结语

随着社会的发展, 人类的进步。人类对于居住条件的要求也越来越高, 不仅仅是使用舒适性方面, 对于居住的安全性能也有了更高的认识和要求。这就要求建筑设计师站在使用者的角度, 运用自身的专业知识, 满足相应规范要求的前提下, 通过建筑设计和结构设计相互配合协作共同考虑抗震设计以及抗震新技术的不断研发应用, 房屋建筑的抗震性能会得到大幅提升。从而可以有效的保证建筑的安全性, 减小地震造成的危害。

摘要:地震不仅会造成巨大的人员伤亡, 而且会造成严重的财产损失。我国各地地震频发给人们的生命和财产造成了巨大的损失, 也给我们国家的经济社会发展造成了重大影响。建筑的结构抗震设计要兼顾建筑设计和结构设计, 而且要采用相关的抗震技术。

关键词:建筑,结构,抗震,技术

参考文献

[1]建筑抗震设计规范.CB50011-2010.中国建筑工业出版社, 2010.

[2]混凝土结构设计规范.CB50010-2010.中国建筑工业出版社, 2010.

[3]魏涟.建筑结构抗震设计.万国学术出版社, 2001.

浅谈多层砌体房屋抗震设计 第9篇

关键词:多层砌体房屋,抗震设计,构造柱,圈梁

1 概述

2010年4月14日早晨7点49分左右,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,这是2008年汶川大地震后又一次大地震。中国地震台网中心称,这次地震的发生标示着我国有可能进入新的地震活跃时段。从这两次地震的经验告诉我们:抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。

目前,在我国城镇民用建筑中以砖砌体作为墙体材料的仍占90%以上;尤其乡镇一级的校舍多为多层砖混结构,所以,砌体结构房屋仍是我国乡镇房屋建筑的主体。从两次地震报道中看,砌体房屋在地震中的震害又是极为严重的。砌体房屋之所以地震破坏比例如此大,主要原因是砖砌体是一种脆性结构,其抗拉和抗剪能力均低,在强烈地震作用下,砖结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌。往往在多层砌体房屋的设计中,根据功能要求,又经常要求大开间、大门洞、大悬挑,甚至通窗效果等,这又大大削弱了房屋的抗震能力。

2 目前多层砖房抗震设计中存在的一些问题

1)随着城镇建设的发展,临街砖房为满足商业功能要求,底层往往为“商业店铺”,高度超限。

2)在多层砌体房屋中,底层或顶层为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋混凝土内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大当作框架结构。

3)砖混商品住宅中为追求较高的采光及通透性,往往布置大开间和大门洞,为增加客厅面积悬挑大阳台;纵、横墙沿平面布置无法对齐等。

3 多层砌体房屋抗震设计应注意的事项

1)加强多层砌体房屋的纵向抗震能力。

随着住宅商品化和住宅功能要求的提高,使得一些多层砌体住宅房屋的客厅增大,个别的设计方案和实际工程在客厅开间的外纵墙没有设置,形成构造柱、圈梁与阳台门相连,使得外纵墙的开洞率大于55%。多层砌体房屋的抗震性能主要依靠砌体墙,而地震作用在水平面是两个方向的,房屋的纵向相对于横向弱的多,在地震作用下一般会率先破坏,而纵墙又是横墙的支承体系,所以纵墙的破坏直接就会导致房屋的整体破坏;另外,在一个开间内缺少了外纵墙,则会使在该外纵墙的传力间断,导致传力二次分配,对该开间的其他纵墙也会形成增大地震作用等不利影响。

2)采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。由于横墙开洞少,又有纵墙作为侧向支承,所以横墙承重的多层砌体结构具有较好的传递地震作用的能力。而纵横墙共同承重的房屋既能比较直接的传递横向地震力,也能直接或通过纵横墙的连接传递纵向地震作用。所以,从合理的地震作用传递途径分析,宜优先采用纵横墙共同承重的结构体系,尽量避免采用纵墙承重的结构体系。

3)合理布置平、立面,适当设置防震缝。

在现实情况中,往往由于场地条件和功能要求的限制,合理的进行平面立面布置就显得尤为重要。建筑平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应具有良好的整体作用,楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处,建筑的立面和竖向剖面力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免抗侧力构件的承载力突变。8度和9度时,当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时,宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。当建筑形状复杂而又不设防震缝时,应选取符合实际的结构计算模型,认真进行抗震分析,对薄弱构件及部位采取加强措施。

4)在多层砌体屋抗震设计应严格进行抗震计算。

抗震计算是抗震设计的重要组成部分,是保证满足抗震承载力的基础。在多层砖房的抗震计算中,水平地震力作用计算可根据房屋的平、立面情况采用不同的方法。对于平、立面布置规则和结构抗侧力构件在平、立面布置均匀的可采用底部剪力法;对于立面布置不规则的宜采用振型分解反应谱法;对平面不规则和竖向不规则的多层砖房,宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。

4 多层砌体房屋设计应采取有效的抗震构造措施

1)钢筋混凝土构造柱的设置。

构造柱虽然对于提高砖墙的受剪承载力有限,据国内外的模型试验,大体提高10%~20%,但对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落能起到非常显著的作用,如果再和圈梁有效地结合起来,即通过构造柱和圈梁把墙体分片约束,有效的限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位,使砖墙能维持竖向承载力,并能继续吸收地震的能量,避免和延迟墙体的倒塌。构造柱的设置部位截面尺寸应按照烈度、高度以及结构类型不同,按《建筑抗震设计规范》(2008版)表7.3.1的要求设置。钢筋混凝土构造柱与墙体的连接处宜砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500mm设拉结钢筋,每边伸入墙内不宜小于1m。构造柱应与圈梁连接,构造柱的纵筋应穿过圈梁的主筋,保证构造柱纵筋上下贯通。构造柱可不设单独基础,但应伸入室外地面下500mm,或锚入浅于500mm的基础圈梁内。对于有个别情况基础圈梁与防潮层相结合,其圈梁标高已高出地面,在这种情况下构造柱应符合伸入地面下500mm的要求。

2)钢筋混凝土圈梁的功能与要求。

钢筋混凝土圈梁是多层砌体结构房屋有效的抗震措施之一尤其与构造柱结合配置,能起到相当的作用。第一,圈梁能够增强房屋的整体性,由于圈梁的约束,预制楼板以及砖墙平面倒塌的危险性大大减小了,而且通过圈梁,能够使纵横墙形成一个箱形结构,充分的发挥各面砖墙的支承作用,提高在平面内抗剪承载力;第二,圈梁作为楼屋盖的边缘构件,提高了楼板的水平刚度,使局部地震作用能够分配给较多的纵横墙承担,也减轻了大房间纵、横墙平面外破坏的危险性;第三,圈梁还能和构造柱一起限制墙体斜裂缝的开展和延伸,使砖墙裂缝仅在两道圈梁之间的墙段发生,斜裂缝的水平夹角减小,砖墙的抗剪承载力得以充分的发挥和提高。为了更好的发挥钢筋混凝土圈梁与构造柱共同作用的效果,应严格按照《建筑抗震设计规范》(2008版)的要求,按照不同的烈度采取相应的设置。另外,纵墙承重的多层砌体房屋中,圈梁沿抗震横墙上的间距应比横墙承重的多层砌体房屋中的圈梁间距要适当加密。

3)多层砌体房屋各构件间的抗震构造连接也是抗震的关键之一。

抗震构造连接的部位较多,重要部位的连接措施有下列几项。首先,当为装配式楼、屋盖时,构造柱应与每层圈梁连接(多层砖房宜每层设圈梁);当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mm×120mm拉梁(配4Υ10纵筋)与构造柱连接。7度时长度大于7.2m的大房间以及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每隔500mm设2 6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。凸出屋面的楼梯间等,构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部,并与顶部圈梁连接。屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接,可采取上述抗震措施。

4)多层砌体房屋。

悬臂构件的连接也是抗震的关键之一,6度~8度时,240mm厚无锚固女儿墙(非出入口处)的高度不宜超过0.5m,当超过时,女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶面算起,当屋面板周边与女儿墙有钢筋拉结时,计算高度可从板面算起。悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜大于1.8m,不应大于2m。不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。

5 结语

多层砌体房屋目前在我国城乡建设中仍占据很大部分,又是人类活动和生活的主要场所。因此,加强多层砌体房屋抗震设计,重视多层砌体房屋抗震设计中的各个环节,就能使多层砌体房屋在地震灾害来临时最大可能的减少生命和财产的损失

参考文献

[1]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范(2008版)[S].

[2]国振喜.混凝土结构构造手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[3]GB 50010-2002,混凝土结构设计规范[S].

村镇砌体房屋抗震问题与对策 第10篇

中国位于世界上环太平洋地震带和欧亚地震带交接处, 地震活动频繁。唐山地区位于中国地震活跃区的华北地震带, 地震发生频度高, 地震灾害威胁比较严重。特别是1976年7月28日发生的7.6级唐山大地震, 给震中区及周边地区带来了灾难性破坏。由于农村地区和乡镇地区面积广阔, 因此大多数致灾地震发生在广大农村和乡镇地区[1]。由于村镇建筑抗震能力差, 历来是我国房屋抗震防灾的薄弱环节, 近年来2008年5月12日发生的汶川地震、2013年4月20日发生的雅安地震等, 震害都表明, 我国地震造成的房屋破坏大多数都是发生在农村地区, 原因就是农村地区的房屋抗震能力差。

唐山地区村镇民居建筑包括两大类:一类为1976年唐山地震后重建房屋, 一般为砌体结构或钢筋混凝土框架结构;另一类为震前建设的旧建筑, 此类建筑以土、木、砖石类为主, 包括木构架承重房屋, 土墙体承重房屋, 砖、土、石等混合承重房屋[2]。在唐山所辖的丰南区、迁安市等经济发展比较迅速的地区, 房屋主要为现代结构类型房屋, 在一些经济发展比较缓慢的地区, 如迁西县、丰润区北部地区, 由于经济原因, 震前建造的房屋有些现在仍在使用, 这些房屋建筑为生土或石土结构类房屋, 是当地比较有经验的泥瓦工凭经验建造完成, 基本上没有抗震能力[3]。

1 唐山地区村镇在役旧房屋抗震能力分析

唐山所属各地区经济发展不均衡, 较发达地区村镇房屋抗震能力较好, 欠发达地区村镇房屋抗震能力弱。分析其原因主要有:

1) 房屋抗震知识缺乏, 抗震意识淡薄。由于欠发达地区教育水平落后, 人们文化水平低, 近三十年来没有经历大的地震影响, 因此对大震造成的危害意识淡薄;同时, 由于没有对房屋建筑抗震知识进行学习与掌握, 对建筑抗震措施更是缺乏, 因此, 在房屋建设时没有进行图纸设计的概念, 建设的随意性大。

2) 缺乏有技术力量的施工队伍。欠发达地区村镇房屋一般都是村民委托当地有些经验的泥瓦匠召集部分村民形成的施工队伍建造, 这些施工队伍中有技术有能力的技术工人缺乏, 施工机械、施工机具落后, 施工质量、技术要求和安全意识淡薄。而有资质的施工单位考虑经济效益不愿意承接村镇房屋的工程施工, 所以规范要求的抗震措施难以贯彻执行。

3) 不能按规范要求设置圈梁、构造柱。各类砌体结构由于其整体性差, 历来是抗震的薄弱环节, 从震害经验中可以找到解决方法。1976年唐山大地震后, 国内学者以中国建筑科学研究院为指导, 针对多层砌体结构房屋的抗震性能开展了大量的理论与试验研究, 提出了在砌体结构房屋中的墙体中连接处增设构造柱, 使房屋的墙体在水平方向受到约束, 提高砌体结构的抗剪强度;在楼板高度处增设圈梁, 提高了墙体的整体性, 这些措施提高了砌体房屋的抗震能力, 使砌体房屋在遭受大地震时能够做到裂而不倒, 达到“大震不倒”的规范要求。

然而, 在村镇砌体结构建筑中实行增设圈梁、构造柱的抗震措施, 不能得到很好的落实, 分析其主要原因有:

a.增设圈梁、构造柱的砌体房屋造价高。构造柱在制作过程中所需要的混凝土、钢筋使建筑费用增加;所需模板比较难以筹备, 用木材作模板, 房屋建造完成后, 模板重复利用率低;租赁钢模板, 租赁费用超过承受能力;施工人员技术水平低, 施工质量不能保证, 工作效率低。这些因素造成想提高房屋抗震能力的用户也基于造价过高而放弃增设圈梁、构造柱。

b.施工工期长。农村建筑房屋是在农闲时期, 先拆除老房, 场地清理平整后, 在原地建设新房屋, 即先拆后建。旧房屋的拆除要占用一定的工期, 所以新建房屋要求施工工期短, 而增设圈梁、构造柱的砌体结构施工过程中需要的工艺有:留马牙槎、钢筋绑扎、支护模板、浇筑混凝土、养护和拆板等工序, 许多村民为缩短工期, 减少施工工序而放弃增设圈梁、构造柱。

c.建筑材料不符合质量标准。为广大农村地区提供建筑材料的供应商供应的建筑材料存在不符合国家标准的情况, 村民同时考虑降低成本, 从而选择价低质次的建筑材料。

d.施工队伍的施工水平较低。圈梁、构造柱施工工艺要求比较严格, 砌筑要留马牙槎, 尺寸要符合规范要求;钢筋挷扎要牢固, 保证钢筋笼不发生偏差;模板支护要求严格, 避免发生漏浆现象, 造成材料浪费;模板要可靠, 防止跑模, 形成安全隐患;施工中混凝土必须严格按照设计规范进行配制, 达到设计强度;浇筑过程中, 需保证振捣质量, 防止出现圈梁、柱表面蜂窝麻面现象而影响圈梁、构造柱的工作性能。

e.偷工减料。在施工过程中, 比较常见偷工减料现象是混凝土中水泥用量不足, 砂中土颗粒含量过高, 砂、石含水率不能保证、钢筋性能达不到规范要求、钢筋数量及钢筋搭接、锚固长度不足等, 造成圈梁、构造柱不能达到预期的抗震性能。

综上所述, 按照规范在砌体结构中设置圈梁、构造柱, 能提高村镇房屋的抗震能力, 但在欠发达地区村镇房屋建设时不能广泛推广。

2 建议对策

针对上述村镇建筑中出现的问题, 我们应从多种渠道采取措施, 解决或避免上述问题的出现, 以期提高村镇建筑的抗震能力。

1) 建议把建筑规范的约束力扩大到广大的农村地区, 用建筑规范约束村镇的建筑市场。

目前, 我国现行各类建筑规范一般在市区、县城区有较强的约束力, 而在广大的农村地区约束力较弱。为强化村镇建设的规范化, 各县 (区) 级政府建设管理部门应加强农村建筑市场的监督与管理, 使现行建筑规范在村镇建设中发挥应有的作用, 把新建村镇建筑逐步纳入管理范围, 在村镇建筑的设计、施工、监理、建筑材料供应等各个环节严格执行规范要求。

2) 新建村镇建筑可以采取政府补贴的政策。为提高村镇建筑的抗震能力, 对经济发展欠发达地区的新建筑村镇砌体结构, 当采用圈梁、构造柱的增强措施时, 可以采取政府补贴政策, 如圈梁、构造柱按造价的一定比例, 或按整体建筑费用的一定比例, 或按建筑面积等方法进行补贴, 从政策上进行引导与鼓励, 最终达到村镇建筑抗震能力的提高。

3) 技术指导与管理。在农村地区特别是欠发达的农村地区, 村民的建筑抗震知识贫乏, 建筑技术人员缺乏, 县区建设管理部门对新建村镇建筑的建设要及时提供相应的技术指导与支持, 在农闲时开展建筑抗震知识的培训等, 逐步提高农村人员的建筑知识、建筑抗震认知水平, 对农村泥瓦工进行技术指导, 或经过考试等方式发放施工人员证书等, 进而提高村镇建筑的抗震能力与水平。

3 结语

我国广大的农村地区每年都有大量的村镇建筑的施工, 为逐渐提高其抗震能力, 各级建设管理部门应在提高与加强建筑规范约束力、政府政策引导、建筑技术的指导与管理方面采取相应的应对措施。相信, 随着应对措施的落实, 我国农村地区村镇房屋的抗震能力一定会有较大的提升。

摘要:主要分析了唐山地区村镇砌体房屋抗震能力经常出现的问题, 阐明了村镇房屋抗震能力差的原因, 提出了提高村镇砌体房屋抗震能力的应对措施, 以减少地震造成的房屋破坏和损失。

关键词:村镇建筑,砌体结构,抗震,应对措施

参考文献

[1]葛学礼, 申世元, 朱立新.村镇抗震存在问题与改进措施[J].中国建筑科学研究院工程抗震研究所, 2008 (6) :200-204.

[2]范迪璞, 张淑琴, 施海伦.村镇房屋抗震与设计[M].北京:科学出版社, 1991.

房屋抗震 第11篇

【关键词】多层砌体;房屋;抗震能力;设计方法

一、多层砌体结构房屋在地震中常见的问题分析

砌体结构,通常是指由混凝土砌块、黏土砖等砌成的结构,由于砌体是一种脆性材料,其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低,因而砌体房屋的抗震性能相对较差。在国内外历次强烈地震中,砌体结构的破坏率相当高,据多次的地震调查发现,在地震中,最容易损坏的就是墙体,因为墙体是砌体结构房屋的主要承重构件,它不仅承受竖直方向的荷载,也承受水平和竖直方向的地震作用,受力复杂,加之砌体本身的脆性性质,地震时在墙体上很容易产生裂缝。在反复地震作用下,裂缝将不断发展、增多、加宽,最后导致墙体崩塌,楼盖塌落,房屋破坏。其震害情况大致如下:

(1)房屋的倒塌:当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时或者个别部位构件间连接强度不足时,就会很容易造成房屋的局部倒塌;当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时,就会造成房屋的整体倒塌。

(2)墙体出现裂缝:墙体出现斜裂缝的主要原因是抗剪强度不足,高宽比较小的墙片易出现斜裂缝;当纵横墙交接处连接不好时,易出现竖向裂缝;当墙片平面外受弯时,易出现水平裂缝;高宽比较大的窗间墙易出现水平偏斜裂缝。

(3)墙角破坏:墙角为纵横墙的交汇点,地震作用下其应力状态复杂,因而其破坏形态多种多样,有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。

(4)纵横墙连接破坏:一般是因为施工时纵横墙没有很好的连接槎,加之地震时两个方向的地震作用使连接处受力复杂,应力集中,这种破坏将导致整片纵墙外闪甚至倒塌。

(5) 楼盖与屋盖破坏:主要是因为楼板支承长度不足,引起局部倒塌,或是因其下部的支承墙体破坏而倒塌。

(6) 楼梯间破坏:主要是因为墙体受到了破坏,而楼梯本身很少被破坏,这是因为楼梯在水平方向刚度大,不易破坏,而墙体在高度方向缺乏有力支撑,空间刚度小,且高厚比较大,稳定性差,容易造成破坏。

二、增强多层砌体结构房屋的抗震能力的方法及措施

对于多层砌体结构房屋而言,可以通过采取以下几个方法及措施来增强其抗震能力:

1、钢筋混凝土构造柱的设置与功能

经过多年来国内外的模型试验和大量的设置钢筋混凝土构造柱的砖墙墙片试验证明,钢筋混凝土构造柱虽然对于提高砖墙的受剪承载力作用有限,大体提高10%~20%,但是对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落能起到非常显著的作用。要形成这种约束作用,就需要钢筋混凝土构造柱与各层圈梁一起形成合力,就是说,通过钢筋混凝士构造柱与圈梁把墙体分片包围,就可以有效地限制墙体开裂后裂缝的延伸和砌体的错位,使得砖墙能够维持竖向承载能力,并且能继续吸收地震的能量,很大程度上避免了房屋墙体的倒塌。

钢筋混凝土构造柱的设置部位、截面尺寸和配筋,依地震的烈度、房屋的高度和结构类型的不同而异,从钢筋混凝土构造柱的设置部位来看,大致分为三种:

第一种:在容易损坏的部位,例如在房屋外墙四角、洞口宽度大于2.0m的较大洞口和大房间内外墙交接处、错层部位的横墙与外纵墙交接处,每隔15m左右的横墙与外纵墙交接处,六度区四、五层以下,7度区三、四层以下,8度区二、三层就要按此要求设置钢筋混凝土构造柱,还有楼、电梯间的横墙与内外墙交接处在7、8度时均要设计钢筋混凝土构造柱。

第二种是:隔开间的设置,这是根据烈度和层数不同区别对待设置钢筋混凝土构造柱的要求。例如六度六、七层,7度五层,8度四层,9度二层,其钢筋混凝土构造柱的设置除满足必须设置部位外,还要在房屋隔开间的横墙与外纵墙交接处,山墙与内纵墙的交接处设置钢筋混凝土构造柱。

第三种是:每开间设置,当房屋层数较多时,钢筋混凝土构造柱设置应适当增加,如6度八层,7度六、七层,8度五、六层,9度三、四层的内墙(轴线)与外墙交接处设置,还有内墙局部较小墙垛处设置,9度三、四层还有内纵墙与横墙交接处设置,具体规定见抗震设计规范GB50011—2001第7.3.1条。对于外廊式、单面走廊式的多层砖房,应根据房屋增加一层的层数,按抗震设计规范的要求设置钢筋混凝土构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均要按外墙的要求设置钢筋混凝土构造柱。

2、钢筋混凝土圈梁

设置钢筋混凝土圈梁是多层砖房有效的抗震措施之一,钢筋混凝土圈梁有如下功能:

①增强房屋的整体性,由于圈梁的约束,预制板散开以及砖墙出平面倒塌的可能性大大减小了,使纵横墙能够保持一个整体的箱形结构,充分地发挥各片砖墙在平面内抗剪承载力。

②作为楼(屋)盖的边缘构件,提高了楼盖的水平刚度,使局部地震作用能够分配给较多的砖墙来承担,也减轻了大房间纵、横墙平面外破坏的危险性。

③圈梁还能限制墙体斜裂缝的开展和延伸,使砖墙裂缝仅在两道圈梁之间的墙段内发生,斜裂缝的水平夹角减小,砖墙抗剪承载力得以充分的发挥和提高。

3、楼(屋)盖结构及其连接技术

楼(屋)盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接,梁与砖柱的连接不应削弱柱截面,各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。横墙较少的多层黏土砖、多孔砖住宅楼房屋的最大开间尺寸不宜大于6.6 m;房屋端部大房间的楼盖,8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼(屋)盖,当圈梁设在板底时,钢筋混凝土预制板应相互拉结,并应与梁、墙或圈梁拉结;现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度,不应小于120 mm。装配式钢筋混凝土楼板或屋面板,当圈梁未设在板的同一标高时,板端伸进外墙的长度不应小于120 mm,伸进内墙的长度不应小于100 mm,在梁上不应小于80 mm;当板的跨度大于4.8 m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结;一个结构单元内横墙错位数量不宜超过总墙数的三分之一,而且连续错位不宜多于两道;横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5 m外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1 m或开间尺寸的一半;错位的墙体交接处均应增设构造柱,且楼(屋)面板应采用现浇钢筋混凝土板;内外墙上洞口位置不应影响外纵墙和横墙的整体连接;所有纵横墙均应在楼(屋)盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁;所有纵横墙交接处及横墙的中部,均应增设满足下列要求的构造柱:圈梁的截面高度不宜小于150 mm,上下纵筋各不应少于3Ф10,箍筋不小于Ф6,间距不大于300 mm;在横墙内的柱距不宜大于层高,在纵墙内的柱距不宜大于4.2 m,最小截面尺寸不宜小于240 mm× 240 mm。

同一结构单元的楼(屋)面板应设置在同一标高处;房屋的底层和顶层在窗台板处宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带,其厚度不小于60 mm,宽度不小于240 mm,纵向钢筋不少于3Ф6,7度时或长度大于7.2 m的大房间及8度和9度时外墙转角及内外墙交接处,应沿墙高每隔500 mm配置2Ф6拉结钢筋,并每边伸入墙内不宜小于1 m。

4、对楼梯间的要求

楼梯间是发生地震时的疏散通道,同时,历次地震震害表明,由于楼梯间比较空旷常常破坏严重,在9度及9度以上地区曾多次发生楼梯间的局部倒塌,当楼梯间设置在房屋尽端时破坏尤为严重。因此,要求8度和9度时,顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500 mm设2Ф6通长钢筋,9度时其他各层楼梯间应在休息平台或楼层半高处设置60 mm厚的配筋混凝土带或配筋砖带,纵向钢筋不应少于2Ф10,其砂浆强度等级不应低于M7.5;8度和9度时,楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500 mm,并应与圈梁连接;装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接;突出屋顶的楼(电)梯间,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈梁连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500 mm设2Ф6拉结钢筋,且每边伸入墙内不应小于1 m,不能采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。

三、结束语

综上所述,多层砌体结构房屋的施工设计与结构布置的具体做法,以及结构构件的具体选择对建筑物的抗震性能关系重大,因此,在具体进行建筑平面、立面以及结构抗震体系的布置与选择方面,利用钢筋混凝土构造柱和钢筋混凝土圈梁的设置,严格按照楼(屋)盖连接技术和对楼梯间的要求来进行设计,才能更好地提高多层砌体结构房屋的抗震能力。

参考文献

[1] 陈艮田,在房屋抗震设计中对底部框架结构的研究,今日科苑,2008/04

[2] 唐群诗,砌体结构的主要震害特征及抗震设计,国外建材科技,2007/06

[3] 范小平,多層砌体房屋抗震概念设计的几点体会,福建建材,2007/05

[4]熊立红、杜修力、陆鸣等.5.12汶川地震中多层房屋典型震害规律研究[J].北京工业大学学报,2008年11期

[5]高小旺,王菁,肖伟等.底层框架抗震墙砖房第二层与底层侧移刚度比的合理取值[J].工程抗震,1998年03期

[6] 郑山锁、杨勇、底部两层框架-抗震墙砖房抗震能力的分析方法与设计控制[J].工业建筑,2002年03期

(作者单位:南宁市土木建筑工程公司)

浅谈砌体结构房屋抗震措施 第12篇

1 地震对砌体结构房屋的破坏分析。

地震对建筑物的破坏作用主要是由于地震波在土中传播引起强烈的地面运动而造成的。由地震引起的建筑物破坏情况主要有受震破坏, 地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。砌体结构房屋受震害破坏的情况是, 地震时, 在地震的作用下, 主要是水平地震作用影响下, 砌体结构房屋的破坏情况随着结构类型和抗震措施的不同而不同。对于多层砌体结构的房屋, 当水平地震作用沿着房屋的横向时, 水平地震作用主要通过楼盖传至横墙, 再传至基础和地基, 这时横墙主要受到剪切, 当地震作用在墙内产生的剪力超过砌体所能承担的抗剪承载力时, 墙体就会产生斜裂缝或交叉裂缝。当水平地震作用沿着房屋的纵向时, 它主要通过楼盖传至纵墙, 再传至基础和地基, 如果窗间墙很宽, 纵墙将以剪切破坏为主, 如果窗间墙很窄, 就可能产生压弯破坏。以上破坏属于第一类破坏, 又如内外墙之间以及楼板与墙体之间缺乏可靠的连接, 在地震时连接破坏房屋丧失了整体性, 墙体发生了“出平向”的倾倒, 楼板随之由墙上滑落等。这种现象在地震中也是常见的, 这种破坏属于第二类破坏。

2 砌体结构房屋抗震措施。

2.1 对地基和基础设计严格要求。

2.1.1 同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上。

2.1.2 同一结构单元宜采用同一类型的基

础, 基础底面宜埋置同一标高上, 不然因地面运动传递到基础不同标高处而造成害。如设置在同一标高困难时, 则应设置基础圈梁并应按1:2的台阶逐步放坡过渡, 高差不宜有过大的突变。

2.1.3 在软弱地基上的房屋应在外墙及所有

承重墙下增设圈梁以加强抵抗不均匀沉陷和增强房屋基础部分的整体性。

2.2 砌体房屋的高度, 宽度及横墙间距的限制。

多层砌体房屋的总高度和层数不宜超过规定的限制。为保证房屋的刚度, 多层砌体房屋的总高度与总宽度的最大比值应符合规定。多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担, 不仅要求横墙具有足够的承载力, 而且楼盖必须具有足够的水平刚度, 以便将地震力传给横墙。因此对横墙最大间距应加以限制。以使楼盖满足传递水平地震力所需的刚度要求。

2.3 对结构进行合理布置。

2.3.1 结构平、立面布置。

多层砌体房屋的平、立面布置力求简单、规整、对称, 最好为矩形, 尽量减少平、立面上的局部突出, 这样可避免水平地震作用下的扭转影响。在平面和立面上纵横墙布置要均匀对称, 尽量各自贯通、对齐, 同一轴线上窗间墙宜均匀。

2.3.2 墙体的布置。

承重墙布置要简单、规则纵墙有拉还, 避免断开和转折。砖墙沿平面内对齐、贯通能减少砖墙、楼板等受力构件的中间环节, 使可能的震害部位减少, 震害程度减轻, 同时, 由于地震作用传力路线简单, 中间不间断, 构件受力明确, 其简化的地震作用分析能较好地符合地震作用的实际。每隔一定距离位置设置一道横墙, 将内外纵墙拉结在一起, 形成空间受力体系, 增加房屋的空间刚度。承重墙所承受的荷载力求明确, 荷载传递的途径应简捷、直接。当墙体有门窗可各种管道的洞口时, 应使各层洞口上下对齐, 有助于各层荷载的直接传递。结合楼盖、屋盖的布置, 使墙体避免承受偏心距过大的荷载或过大的弯矩。房屋的纵向地震作用分至各纵轴后, 其外纵墙的地震作用还要按各窗间墙的侧移刚度再分配。由于宽窗间墙的刚度比窄窗间墙的刚度大很多, 往往承受较多的地震作用而遭破坏, 因高宽比大于4的墙垛其承载力更差, 已先遭破坏, 对于宽窄差异较大的外纵墙, 易使窗间墙被各个击破, 降低了外纵墙和房屋纵向的抗震能力。因此, 要求同一轴线的窗间墙宽度均匀, 尽量做到等宽度。在阳台和窗之间留一个240mm宽的墙垛等做法不利于抗震, 宜采取门连窗的做法。纵横墙竖向应上、下连续, 不宜采用上刚下柔的结构。房屋的纵横墙沿上下连续贯通, 可使地震作用的传递路线更为直接合理。如果使用功能不能满足上述要求时, 应将大房间布置在顶层。若大房间布置在下层, 则相邻上面横墙承担的地震剪力, 只有通过圈梁传递至下层两旁的横墙。这就要求楼板有较大的刚度。从房屋纵横墙的对称要求来看, 大房间宜布置在房屋的中部, 不宜布置在端头。

2.3.3 防震缝的设置。

当房屋平面或立面形状复杂时, 可用防震缝把房屋分成若干个规则简单的体系的组合。大量的震害表明, 由于地震作用的复杂性, 体形不对称的结构遭受的破坏较体形对称的结构要重一些。但是, 由于防震缝在不同程度上影响建筑立面的效果并影响工程造价, 应根据建筑的类型、结构体系以及不同的地震烈度等区别对待。规范的原则确定为, 当建筑物形状复杂而又不设防震缝时, 应选取符合实际的结构计算模型, 进行精细抗震分析, 估计局部应力和变形及扭转影响。判别易损部位并采用加强措施。当设置防震缝时, 应将建筑物分成规则的结构单元。对于多层砌体房屋, 当有下列情况之一时, 宜设置防震缝。房屋的立面高差在6m以上的, 房屋有错层, 且楼板高差较大, 各部分结构刚度质量截然不同。防震缝应沿房屋全高设置, 基础可不分开。

2.3.4 楼梯间的设置。

楼梯间空间刚度较差, 不宜设在房屋的尽端或平面转角处。由于水平地震作用为横向和纵向两个方向, 所以在多层砌体房屋转角处纵横两个墙面常出现斜裂缝。不仅房屋两端的两个外墙角容易发生破坏, 而且平面上的其他凸出部位的外墙阴角同样容易破坏。楼梯间比较空敞, 顶层外墙的无支承高度为一层半, 在地震中的破坏比较严重, 尤其是楼梯间设置在房屋尽端或房屋转角部位时其震害更为剧烈。

2.4 钢筋混凝土构造柱设置。

在多层砌体结构房屋中设置钢筋混凝土构造柱是一项非常有效的抗震措施。构造柱不但使砌体房屋承受变形的件大为改善, 而且使已开裂的墙体的位移受到限制, 从而提高房屋抗震性能。试验研究表明, 构造柱对墙体的开裂强度无明显的提高, 对墙体的抗剪强度约可提高10%-30%左右。提高幅度与墙高宽比, 竖向压力和开洞情况有关。但是直至破坏, 构造柱始终与墙体结合在一起共同工作。对加强结构的整体性效果良好;同时, 构造柱是在墙体破坏之后, 水平地震又将大为降低。因此构造柱也必使用大的截面, 或配置过多的钢筋来提高它本身的抗剪能力。根据多层砌体砖房抗震实践的经验, 构造柱一般应设置在害较生、连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位。

2.5 钢筋混凝土圈梁的设置。

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