多层砖混结构的抗震设计浅谈

来源 :科学时代·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tanyali528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
   [摘要]在建筑领域中多层砖混结构由于取材容易、施工方便、工期短、造价低等优势,成为我国房屋建设应用范围最为广泛的一种结构形式,特别是民用住宅建筑中,砖混结构所占比例一度达到90% 以上。砖混结构是由块体和砂浆通过砌筑而成,形成一个整体性,建筑材料的物理特性决定了砖混结构抗震的脆弱性,导致所建房屋的抗震性能较差。所以在设计过程中,要充分考虑到砌体结构延性的改变和加强,以便提高房屋的抗震性。
   [关键词]多层砖混结构抗震设计
   随着我国房屋建设技术的不断发展和提高,高层民用建筑已经比比皆是,一幢幢高楼拔地而起,美化市容的同时也改善了人们的居住环境。但是由于高层房屋造价高、公摊面积、电梯费用较高,检修不便,防火要求高等特点,所以砖混结构建筑在我国当前民用建筑中还占有很大的比例。建筑结构的防震设计是非常关键的,多层砖混砌体房屋的结构和建筑材料等特点,决定了其建筑抗震的脆弱性,导致房屋的抗震性能较差。所以在结构设计过程中,要充分考虑到砌体结构延性的改变和加强,以便提高房屋的抗震性。下面结合自己的工作经验,根据相关规范,谈谈多层建筑抗震设计的措施和技术问题。
   1.多层砖混结构抗震设计中存在的问题
   1.1 在建筑设计中,往往存在纵横墙面不对齐,墙体竖向不对齐,纵横强较少,房屋整体布置不规则,难以使结构整体形成较大的抗震能力和完整的抗震设防体系;同时建筑的里面往往设计太过复杂,有些设计人员仅从美观和增加房间使用面积出发,建筑物局部突出,大开间房间过多,大大的削弱了建筑的抗震能力。
   1.2 建筑高度超标
   大量的地震灾害实例和实验数据表明,砖混结构的建筑物抗震性能远远低于钢筋混凝土结构建筑。对于砖混结构来说,层数越高,就意味着抗震效果越差。唐山大地震的实例就已经表明,随着多层砖混房屋层数的增加,房屋严重破坏和倒塌的比例将显著增加。但是一些业主或者是开发商,普遍希望增加效益,往往增加建筑的层数,导致抗震能力削弱;与此同时又没有按照建筑抗震设计规范的相关规定考虑地基承载能力的要求,造成大量的安全隐患
   1.3大开间和大门洞设计较多
   建筑结构设计的原则是在满足安全适用、经济合理、确保质量的基础上尽量使业主感到使用方便和舒适,当是建筑设计人员往往遵从开发商的意图进行建筑设计,房屋采用大开间、大门洞的设计方案很多,这样往往使窗间墙的设计尺寸逼近规范下限值,甚至不符合规范要求。为了追求建筑的采光效果,增大房屋开间,门窗洞口两侧的墙垛尽量缩小,甚至把阳台和房间设计成一体;同时又要求结构设计上不能进行分隔,导致整体结构上外纵向墙的连续性难以保证,削弱了结构的抗震性。
   1.4上下结构不一致
   一些开发商为了尽量利用空间,建筑的顶层或者底层局部采用钢筋混凝土内框架结构,使得房屋上下的刚度差别很大,导致地震时房屋上下变形不一致,致使这种形式的结构在历次地震中都存在较大的破坏。
   1.5 施工水平不足
   由于经济原因,偏远城市的施工人员多数没有做过相应的施工技术培训,没有抗震设防知识和意识,施工水平很差,不能保证所建建筑达到国家规范要求的施工质量水平。这就给建筑埋下了安全隐患。
   2.多层砖混结构建筑设计的抗震措施
   2.1科学确定设计方案
   合理布局建筑平面和立面,可以在很大程度上保证建筑的抗震性能,因此选择科学的设计方案是非常重要的。建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响,宜择优选用规则的形体,墙体的平面布置宜规则对称、竖向宜均匀变化、截面尺寸宜自下而上逐渐减小、避免构件承载力突变;同时控制错层、外挑、缩进等超规范的形式存在,保证建筑具有完整的整体性和结构墙体的连续性。保证建筑结构具有简单、规则的特点,使传力途径变得简洁,简单的结构设计,易于进行细部处理。结构的刚度宜分布均匀,抗震性能就强。否则容易造成应力集中现象,造成房屋局部破坏。
   2.2控制结构层数不超限制
   与钢筋混凝土结构相比较,砖混结构的建筑材料脆性很大,所以砖混结构的建筑层数要有效控制,不能超限制。砌体房屋的层数越多,其抗震性能越差;高度越高,震裂可能性越大,这是由其结构特点所决定的。因此结构设计人员必须要对结构的层高和层数进行控制,这样是减少地震危害的重要措施,有效减少地震时带来的震害。鉴于此,国家对多层砖混结构的抗震设计设置了强制性条文,颁布了具体的要求,详细规定了层数和总高度的限定值。在建筑结构的总体荷载中,楼盖的重量所占比重很大,几乎等于房屋重量的一半,所以当高度相同时,楼层增加一层,房屋的总荷载就增加许多,側向地震作用加强,楼层增高的同时加大对底部的倾覆力矩。一旦发生中、强地震,就会导致倾覆力矩过大引起的底部墙体压力增加,同时还使剪力遭到破坏。所以加强建筑地震灾害的预防,就要从减少和控制结构高度和楼层高度开始,减少结构的自重,增强整体结构的抗震性能。
   2.3增强砌体房屋的整体刚度
   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。
   2.4合理设置房屋圈梁和构造柱
   通过深入总结唐山大地震砌体结构的震害和一系列的试验与分析研究,我们提出了通过设置圈梁和构造柱对脆性砌体进行约束,虽然砌体墙的受剪承载力提高仅10%左右,但是能够有效地提高墙体和结构的整体抗震能力、防止砌体结构在大地震中突然倒塌。尽管它不能防止裂缝在砌体中的出现,但却大大地减少砌体房屋在大地震中的倒塌比例,为此《建筑抗震设计规范》GBJ11-89及以后版本的抗震设计规范都明确规定了把构造柱和圈梁一起作为约束脆性砌体的抗震构造措施。
   结构设计中,在多层砖混结构设计中设置沿楼板标高的水平圈梁,起到加强内外墙连接的作用,增强了建筑结构的整体性。整体性的楼板由于圈梁的约束作用可以进一步使纵、横墙维成一个完整的空间结构,制约了砖墙出平面倒塌;通过构造柱的设计,设置为边缘构件,发挥各片墙体的抗震能力。圈梁与构造柱一起发挥对墙体的约束,极大地增强了砌体结构的整体性,在极大提高了结构延性的同时,加强了房屋的抗震性能。
   2.5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,进而使房屋造到破坏,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。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构筋,以加强房屋整体性,防止纵、横墙交接处被拉开。
   结束语
   建筑市场是事关百姓的安居乐业问题,事关经济的发展和繁荣问题,还影响着市容和市貌。建筑设计是建筑结构成型的重要环节。多层砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等优势,成为我国房屋建设中应用最为广泛的一种形式,特别是民用住宅建筑中,多层砖混结构约占90% 以上。砖混结构是由块体和砂浆通过砌筑而成,形成一个整体性,建筑材料的物理特性决定了砖混结构抗震的脆弱性,导致所建房屋的抗震性能较差。所以设计人员在设计过程中,要充分考虑到砌体结构延性的改变和加强,以便提高房屋的抗震性。
   参考文献:
   [1]《砌体结构设计规范》.GB50003-2011.
   [2]《建筑抗震设计规范》.GB50011-2010.
   [3]《砌体结构设计手册》.ISBN7-112-05473-7.
   [4]《建筑抗震设计规范理解与应用》(第二版).易方民 高小旺 苏经宇 编著
其他文献
结合学生对数学课程的反应来说,普遍存在的情况是学生对于这门课程的兴趣不高.这是因为数学知识内容相对来说是比较枯燥的,小学生的性格又是十分活泼好动的,且容易分神,所以
期刊
在土地财政模式难以改变的情况下,风暴式的调控措施并不能从根本上解决问题1月10日,国务院发布《通知》,提出了包括加大保障性住房供应、抑制投资投机性购房等十一条具体的举
  目的:探讨1次离心运动后大鼠骨骼肌超微结构的改变及其蛋白质的降解机制.方法:雄性SD大鼠30只随机分为对照组、一次离心运动后即刻组、24h组和7天组.运动组大鼠进行1次下坡
会议
摘要:本文采用文献资料法针对0-6岁学龄前儿童的家庭环境与肥胖的关系进行综述,以期发现学龄前儿童肥胖的家庭风险因素,从而为肥胖干预奠定理论基础。  关键词:肥胖;学龄前儿童;家庭  中图分类号:C913文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0215-02  在很多发达国家超重和肥胖儿童在近十年内以2到3倍的速度增长。儿童肥胖增长趋势可能是由于多种因素的相互作用,包括基因、代谢
会议
  目的:测定并分析不同运动能力受试者动力和静力性运动时肌肉运动疲劳过程中肌电和脑电信号变化特征.方法:受试者20名,其中田径专业大学生10名(A组,经常运动组),非体育专业
会议