关于砌体结构的抗震研究

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摘要：建国以来，我国经济社会的不断发展的同时，各地区不断地修建了大量的居民住宅及其他建筑，并且这些建筑大多属于砌体结构。然而随着世界范围内各震级地震的发生，砌体结构遭到严重的破坏。本文针对当前砌体结构的地震灾害进行了探究，并研究了砌体结构抗震设计的措施。同时也简述了隔震设计等抗震的新理念，为尽量避免或降低砌体结构的地震破坏提供一些可以借鉴的方法。

关键词：砌体结构；地震破坏；抗震设计；抗震新理念

中图分类号：P315 文献标识码：A 文章编号：

1 前言

砌体结构作为主要的建筑结构类型，大量应用于居民楼、办公楼及学校医院等建筑中。虽然近些年钢筋混凝土结构由于其较优良的性能而受到广泛的使用，但是现在大部分建成及在建的房屋建筑，尤其在乡村及城镇中，仍然以砌体结构作为主要的房屋结构。同时，我国所处的位置，板块运动比较活跃，经常发生地震灾害。在我国每年都会发生由于砌体结构抗震不足造成的人员及财产损失的事故。因此，本文重点讨论了增强砌体结构的抗震性能的措施和方法。在发生地震时，尽量避免出现人员伤亡，并努力降低财产的损失。

2 影响砌体结构抗震性能的因素

2.1 设计因素

（1）设计房屋建筑时，没有考虑结构将来的抗震要求。有些建筑的平面设计的不规则，只是盲目地追求立面的美观，外墙的窗户非常的大，而这使得建筑物的外墙不能承受地震的作用而常常出现破坏现象[1]。

（2）具有过多的悬挑结构，严重影响了抗震的性能。建筑设计中采用悬挑结构能达到一些立体的效果。但过于追求这种效果使得悬挑时受弯的构件产生较大的挠度，从而极易在地震中遭到破坏。

（3）仅仅依赖构造柱抵抗地震灾害。构造柱确实能显著地提高砌体结构的抗震性能。但若缺少足够的抗震墙体，只是单纯的依赖构造柱抗震往往效果不佳。

（4）房屋建筑的高度超过了规范的要求。现实施工中，总有些设计人员违反规定，房屋的层数或者总高度超出规定的值。房屋高度逐渐增加时，房屋的弯曲变形增加。但是砌体结构本身抵抗弯曲变形等方面的能力是很差的，房屋高度过高，在发生地震时极容易发生破坏。

（5）选择了不合理的基础方案。在抗震设防区内修建砌体结构时，若地基软弱，要首先考虑桩基或箱基等具有较好的抗震性能的基础形式。而有些单位贪图私利，使用廉价的基础形式。而这常会造成极其恶劣的后果。

2.2 施工因素

（1）砌筑时使用了不饱满的砂浆。水平灰缝或垂直灰缝所用的砂浆具有较低的饱满度，因而降低了砂浆与砌体之间的粘结力，影响了砌筑墙的强度，从而也影响到了砌体结构整体的抗震强度。

（2）纵墙与横墙交接的地方没有留牙槎。某些施工单位偷懒，砌筑时常常不留错槎。这严重地降低了房屋建筑的整体性能，并同样影响了砌体结构的抗震性能[2]。

（3）构造柱中的插筋位置移动。从基础圈梁或基础中伸出的预留的构造柱插筋发生了移位；在楼与屋盖的节点处的构造柱的箍筋没有加密；砌体内的水平向的拉结钢筋的位置没有满足要求或其深入到纵墙的长度不足等问题都会影响砌体结构的抗震性能。

（4）空心板底部坐浆未满足要求。铺好预制板后，提前铺好的坐浆厚薄变得不均匀，使得空心板变得不稳定，从而显著地影响了砌体结构的抗震能力。

（5）未按照施工图纸进行施工。个别施工单位没有取得设计单位的许可，擅自更改原设计的内容，极有可能为结构的抗震埋下隐患。

3 砌体结构的抗震设计

3.1 抗震概念设计

3.1.1 房屋高度与层数

通过研究历史上的多次地震，发现在正常的地基条件下，如果砌体结构房屋的层数愈多，高度愈大，则震害愈大。因此适当的限制砌体结构的层数及高度，能够既有效又经济的抵抗地震灾害。现在我国有关部门专门制订了相关的法律来控制砌体结构房屋的层数及高度。另外对于房屋的高宽比，即房屋建筑的总高度与总宽度的最大比值，也需要做出相关的规定。高宽比能表征结构的抗侧刚度、抗倾覆性能、整体稳定及承载能力等性能。若高宽比较大，结构在地震时容易产生整体性的弯曲破坏，因此对于房屋的高宽比要按照规范的要求选择合适的比值。

3.1.2 结构体系

如果房屋的结构采用砌体结构，则其主要采用横墙承重或者纵墙与横墙共同承重等房屋结构体系。纵墙与横墙尽量均匀对齐布置，在竖向要上下连续。相同的结构单元要选择相同的结构体系，不要混杂体系。砌体结构中墙体的布置要尽量使地震作用具有合适的传播途径，防止因为局部的突变而产生薄弱环节，从而造成应力集中或者塑性变形的集中。对于可能产生的薄弱环节，要及时采取措施增强其抗震性能。

3.1.3 平立面的布置

对于采用砌体结构的建筑，其平面布置要规则和对称。平面的形状应该有较好的整体性能。楼梯间尽量不要设置在建筑物的尽端及转角处。房屋建筑的立面以及竖直方向的剖面要求尽量规则，并尽量使结构的侧向刚度变化得均匀。墙体沿着竖向布置时，上下应该连续，防止刚度发生突变。

3.2 抗震构造措施

3.2.1 设置圈梁及构造柱

对于砌体结构，其构造柱及圈梁的设置要符合规范的要求。如果房屋建筑的层数或者高度毗邻砌体结构所要求的限定高度时，横墙中的构造柱之间的距离不应当超出两倍的层高。若多层住宅的开间较大或者横墙较少，则要更严格的设置构造柱的间距。沿着墙体的方向，构造柱的截面及配筋一般不发生变化，故各个楼层构造柱的高处应该有圈梁当作锚固点，从而形成左右及上下墙段的固结约束作用[3]。构造柱要与楼层上下处楼盖圈梁相拉结，使得圈梁对房屋进行水平约束。

3.2.2 构造件间的连接

构造柱与屋盖以及楼板之间要连接合适。圈梁与构造柱相连接的地方，构造柱内部的纵筋应该穿过圈梁，从而使得上下贯通。构造柱与房屋的墙体要进行恰当的连接。构造柱与墙体相连接的地方要砌筑成马牙槎，并设置一些拉结筋。屋顶之间同样要进行合理的连接。构造柱要一直伸到屋顶间顶部，并应该连接到顶部的圈梁。

3.2.3 楼梯间设计

作为灾害发生时主要的逃生疏散通道，一定要保证楼梯间不受过大的破坏并能及时使用。因此要重视楼梯间的抗震设计。当地震烈度为8度及9度时，顶层楼梯间的横墙与外墙要沿着墙高每0.5米设置2Φ6的钢筋。楼梯间和门厅阳角等处的大梁的支撑长度不得小于0.5米，并连接圈梁

4 砌体结构抗震新理念简介

4.1 隔震设计

砌体结构的隔震设计在最近得到了提倡。这种设计方法指将预先准备好的阻尼器及隔震器等隔震设施设置在房屋建筑物的上部结构及其基础之间。从而阻隔了地震产生的能量传播到建筑物的上部结构，同时降低了传入上部结构的能量。并且能够减弱房屋上部结构所产生的地震反应，所以能够满足期望的抗震性能的要求。在我国，“橡胶式隔震支座”技术目前较为成熟，并在一些实际工程中收到了良好的效果。

4.2 消能减震设计

砌体结构的消能减震设计是一种新颖的抗震设计。它将由阻尼器及连接支撑等器件组成的消能部件设置在房屋建筑的抗侧向力的结构中。并利用阻尼器产生的局部变形来施加附加阻尼，以便能够吸收及消耗地震所产生的能量[4]。这种设计中，阻尼器能消耗一部分地震能量，剩余的地震能转变为变形能及结构中的动能，因而能够降低地震对上部结构的影响。目前的理论及研究已经证实，消能减震设计能够有效的降低结构在水平及竖向方向的地震作用。

5 总结

砌体结构的房屋在我国应用非常广泛，是人类生活工作及从事其他活动的场所。因此在地震烈度较高的地区，要特别注意砌体房屋的抗震性能。本论文简要地分析了对房屋的抗震性能有影响的一部分因素，并特别研究了砌体房屋的主要抗震措施。另外简述了隔震设计及消能减震设计等抗震新理念，以保证人民群众能安心及安全的使用砌体建筑，尽可能降低地震引起的各种灾害。

参考文献

[1] 刘善国.影响砌体结构抗震性能的原因分析及应对措施[J].兰州工业高等专科学校学报.2002(01)

[2] 韩冬欢.砌体结构抗震设计的几点意见[J].山西建筑.2005(11)

[3] 郭健,刘伟庆,王曙光,洪俊青.隔震技术在砌体结构抗震加固中的应用研究[J]. 工程抗震与加固改造.2008(01)

[4] 陈鑫.砌体结构抗震的新动向[J].中国新技术新产品.2011(19)