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摘要：砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点，多年来一直是我国房屋建筑中使用最广泛的一种建筑形式。但砖混结构的材料整体性差，易发生脆性破坏，抗震性能低，未经合理抗震设计和正常施工的砖混结构在地震中破坏严重。本文针对砖混结构房屋抗震设计中存在的主要问题，提出了砖混房屋抗震设计的策略。
关键词：砖混结构抗震设计策略
砖混结构中的“砖”，是指一种统一尺寸的建筑材料，也包括其他尺寸的异型黏土砖、空心砖等。“混”是指由钢筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料，包括楼板、过梁、楼梯、阳台。这些配件与砖做的承重墙相结合，所以称为砖混结构。砖混结构一般应用在多层或者跨度不大的建筑。但由于砖混结构是脆性结构，抗震性能差，因此，加强结构的抗震设计具有重要意义。
一、砖混结构房屋抗震设计中存在的主要问题
（一）建筑结构体系不规则
纵、横沿平面布置多数不能对齐，或墙体在竖向上下不对齐，不能形成规则完整的抗震体系。建筑物立面造型过于复杂，有的在顶层有局部突出，易产生鞭梢效应，这样对抗震是极为不利的。
（二）建筑物超高
砖混结构的建筑物的抗震性能远远低于钢筋混凝土结构建筑物。砖混结构层数越低，震害的破坏程度越轻，五六层的建筑在相同设防烈度的条件下要比二三层建筑的震害程度严重的多，倒塌的比例也较高。因此，在设计中适当限制建筑物的高度是减轻震害的一种比较有利的方法。
（三）砖混结构抗震构造措施设置不合理
在多数设防烈度较低的设计中，设计者在构造措施上考虑抗震，设置了圈梁和构造柱，但表达不清晰，不完整，与整个结构不协调。
1.圈梁的设置不遵守规范规定的要求，任意设置。圈梁兼过梁时，圈梁顶标高低于板底标高；圈梁在转角处连接方式不规范，搭接方式错误；圈梁兼作过梁时，未按过梁要求配筋；楼梯间顶部和屋面应相应增加圈梁的密度，而设计中未做任何交待等。
2.设计人员未按规范要求的位置设置构造柱，将构造柱作为受力构造进行设置，而纵向钢筋数量仍按构造要求配置；对较大空间房屋无横墙的纵墙上未设构造柱；在纵横墙门窗局部尺寸不满足要求时，未设置构造柱。
（四）材料强度的设计要求不当
一般砖混结构，砖砌体是主承重构件，砌体强度要满足静载和地震动载的作用。一般六层砖混结构，按延米荷载六层约在200kN/m左右，正确的材料强度设计应为：基础及一、二层采用MU10机制砖M5水泥砂浆或混合砂浆砌筑，三、四层采用MU7.5砖M5混合砂浆砌筑，顶部两层采用MU7.5砖M2.5混合砂浆砌筑。经核算其承载能力均符合设计规范要求，这样处理比较合理经济。但有些设计要求结构全部采用MU10砖，砂浆全部采用M10，这样将导致该标号砖货源紧张，供应不足。砂浆标号过高，也将造成水泥用量过多，浪费严重。
二、砖混房屋抗震设计的对策
（一）采用简单规整的平面立面布局
结构的总体布置是影响建筑抗震性能的关键问题。建筑抗震计算本来就是复杂而且不是非常成熟的科学，只有结构布局简单规整，才能尽量准确地确定结构的计算简图并计算和分配地震作用。尽量采用横墙承重体系或者纵横墙共同承重体系。纵横墙的布置宜均匀、对称，最好为矩形，这样可避免水平地震作用下的扭转影响，然而对于避免水平地震作用下的扭转仅房屋平面布置规则还是不够的，还应做到纵横墙的布置均匀对称。纵横墙在各自的平面内宜对齐，沿竖向应上下连续。
（二）控制砌体房屋的总层数及總高度
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》（GB50011—2001，以下简称《抗震规范》）对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定：多层砌体房屋的总高度及层数应满足表1中的限值。
（注：室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于1.0m）
在设计中房屋总高度及总层数应同时满足上标的限值，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）设置圈梁
圈梁的作用是箍住楼板，贯穿墙身，增加建筑物整体性，发挥各片砖墙在平面内的抗剪承载力，提高楼盖的水平刚度，限制墙体斜裂缝的开展和延伸，提高房屋的竖向刚度，防止建筑物不均匀沉降，抵抗地震和其他振动对建筑物的不良影响。由圈梁和构造柱等延性构件组成的带钢筋混凝土边框的抗侧力体系，对砌体结构形成分割、包围，虽然整个砌体的承载力提高不多但可增强砌体结构的整体性，其变形能力、耗能能力和防倒塌能力大幅度提升。因此，每层均宜设置圈梁，基础、外墙和屋面处圈梁截面和配筋宜加大，圈梁应拉通。若在墙体中部增设60㎜高的钢筋混凝土带使构造柱、圈梁、钢筋混凝土带包围墙体的面积更小，可明显改善其抗震性能。
（四）设置构造柱
构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力，特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现，也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力，但它使墙段和房屋取得了较大的延性，从而减小了突然发生倒塌的危险性。设置构造柱之后，墙体的抗剪能力一般提高20%左右。约束墙体的构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土，使柱与墙体能够紧密结合，共同工作。构造柱的间距不能过大，否则将会消弱对墙段砌体的约束作用，基本上是纵墙内每开间均设，横墙内间距不大于层高的两倍。构造柱作为一种竖向构件，一般沿墙截面不变，配筋也少有变化。因此，在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点，以形成上下和左右墙段的约束作用。必要时砖混结构里面是可以设置单独的受力柱的，但此柱的截面和配筋应符合砼规范的要求，有抗震设防要求时并应满足抗震规范的要求。
（五）过梁布置
在设置过梁时，要核算圈梁下的高度是否足够放预制过梁，如果不够，则应圈梁兼过梁或圈梁局部加高。尽量采用过梁与圈梁整浇方式，此法方便施工并对抗震有利。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。过梁配筋不得过小，以考虑地震时过梁上墙体出现裂缝不能形成拱的作用。当有大梁压在过梁上时，过梁一般用较大截面，兼梁垫用。过梁支承长度改360，并应验算过梁下砌体的局部承压。360墙可用一120矩形过粱加一120带挑沿过粱。
（六）设置抗震缝
当建筑或使用要求必须将平面或立面设计成较复杂的体型时，可将房屋自下而上用抗震缝分开（基础可以不分），抗震缝两边应设置墙体，将房屋分成若干个体形简单、结构刚度均匀的独立单元，以免在地震时各部位发生不同振动而造成严重灾害。实践证明，抗震缝是减轻地震对房屋破坏的有效措施。《抗震规范》对多层砖混房屋规定，设防烈度为8度和9度且有下列情况之一时宜设防震缝：房屋立面高差在6m以上；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。防震缝的宽度应根据房屋的高度和设防烈度确定，一般为50～100nlm。
三、结语
近年来，砖混结构朝着轻质、高强、大型化、多功能的材料和预制砌体方面发展，设计人员则希望研究出更合理的结构设计和构造类型，以适应多层、高层建筑和地震区的要求。其实，无论是哪种结构的房屋，在设计时都已经考虑到了抗震因素。只要施工时严格遵照标准、规范操作，预制板和砖混结构建筑等都可达到防震要求。
参考文献：
1. 孙丽、马全明：《砖混结构抗震设计中的几个问题》，《建筑科学》，1998年第6期。
2. 田志勇：《砖混结构房屋的抗震概念设计》，《山西建筑》，2006年第13期。
3. 孙丽、马全明：《砖混结构中构造柱与女儿墙的抗震设计》，《住宅科技》，1998年第6期。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：砖混结构抗震设计策略
砖混结构中的“砖”，是指一种统一尺寸的建筑材料，也包括其他尺寸的异型黏土砖、空心砖等。“混”是指由钢筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的钢筋混凝土配料，包括楼板、过梁、楼梯、阳台。这些配件与砖做的承重墙相结合，所以称为砖混结构。砖混结构一般应用在多层或者跨度不大的建筑。但由于砖混结构是脆性结构，抗震性能差，因此，加强结构的抗震设计具有重要意义。
一、砖混结构房屋抗震设计中存在的主要问题
（一）建筑结构体系不规则
纵、横沿平面布置多数不能对齐，或墙体在竖向上下不对齐，不能形成规则完整的抗震体系。建筑物立面造型过于复杂，有的在顶层有局部突出，易产生鞭梢效应，这样对抗震是极为不利的。
（二）建筑物超高
砖混结构的建筑物的抗震性能远远低于钢筋混凝土结构建筑物。砖混结构层数越低，震害的破坏程度越轻，五六层的建筑在相同设防烈度的条件下要比二三层建筑的震害程度严重的多，倒塌的比例也较高。因此，在设计中适当限制建筑物的高度是减轻震害的一种比较有利的方法。
（三）砖混结构抗震构造措施设置不合理
在多数设防烈度较低的设计中，设计者在构造措施上考虑抗震，设置了圈梁和构造柱，但表达不清晰，不完整，与整个结构不协调。
1.圈梁的设置不遵守规范规定的要求，任意设置。圈梁兼过梁时，圈梁顶标高低于板底标高；圈梁在转角处连接方式不规范，搭接方式错误；圈梁兼作过梁时，未按过梁要求配筋；楼梯间顶部和屋面应相应增加圈梁的密度，而设计中未做任何交待等。
2.设计人员未按规范要求的位置设置构造柱，将构造柱作为受力构造进行设置，而纵向钢筋数量仍按构造要求配置；对较大空间房屋无横墙的纵墙上未设构造柱；在纵横墙门窗局部尺寸不满足要求时，未设置构造柱。
（四）材料强度的设计要求不当
一般砖混结构，砖砌体是主承重构件，砌体强度要满足静载和地震动载的作用。一般六层砖混结构，按延米荷载六层约在200kN/m左右，正确的材料强度设计应为：基础及一、二层采用MU10机制砖M5水泥砂浆或混合砂浆砌筑，三、四层采用MU7.5砖M5混合砂浆砌筑，顶部两层采用MU7.5砖M2.5混合砂浆砌筑。经核算其承载能力均符合设计规范要求，这样处理比较合理经济。但有些设计要求结构全部采用MU10砖，砂浆全部采用M10，这样将导致该标号砖货源紧张，供应不足。砂浆标号过高，也将造成水泥用量过多，浪费严重。
二、砖混房屋抗震设计的对策
（一）采用简单规整的平面立面布局
结构的总体布置是影响建筑抗震性能的关键问题。建筑抗震计算本来就是复杂而且不是非常成熟的科学，只有结构布局简单规整，才能尽量准确地确定结构的计算简图并计算和分配地震作用。尽量采用横墙承重体系或者纵横墙共同承重体系。纵横墙的布置宜均匀、对称，最好为矩形，这样可避免水平地震作用下的扭转影响，然而对于避免水平地震作用下的扭转仅房屋平面布置规则还是不够的，还应做到纵横墙的布置均匀对称。纵横墙在各自的平面内宜对齐，沿竖向应上下连续。
（二）控制砌体房屋的总层数及總高度
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》（GB50011—2001，以下简称《抗震规范》）对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定：多层砌体房屋的总高度及层数应满足表1中的限值。
（注：室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于1.0m）
在设计中房屋总高度及总层数应同时满足上标的限值，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）设置圈梁
圈梁的作用是箍住楼板，贯穿墙身，增加建筑物整体性，发挥各片砖墙在平面内的抗剪承载力，提高楼盖的水平刚度，限制墙体斜裂缝的开展和延伸，提高房屋的竖向刚度，防止建筑物不均匀沉降，抵抗地震和其他振动对建筑物的不良影响。由圈梁和构造柱等延性构件组成的带钢筋混凝土边框的抗侧力体系，对砌体结构形成分割、包围，虽然整个砌体的承载力提高不多但可增强砌体结构的整体性，其变形能力、耗能能力和防倒塌能力大幅度提升。因此，每层均宜设置圈梁，基础、外墙和屋面处圈梁截面和配筋宜加大，圈梁应拉通。若在墙体中部增设60㎜高的钢筋混凝土带使构造柱、圈梁、钢筋混凝土带包围墙体的面积更小，可明显改善其抗震性能。
（四）设置构造柱
构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力，特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现，也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力，但它使墙段和房屋取得了较大的延性，从而减小了突然发生倒塌的危险性。设置构造柱之后，墙体的抗剪能力一般提高20%左右。约束墙体的构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土，使柱与墙体能够紧密结合，共同工作。构造柱的间距不能过大，否则将会消弱对墙段砌体的约束作用，基本上是纵墙内每开间均设，横墙内间距不大于层高的两倍。构造柱作为一种竖向构件，一般沿墙截面不变，配筋也少有变化。因此，在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点，以形成上下和左右墙段的约束作用。必要时砖混结构里面是可以设置单独的受力柱的，但此柱的截面和配筋应符合砼规范的要求，有抗震设防要求时并应满足抗震规范的要求。
（五）过梁布置
在设置过梁时，要核算圈梁下的高度是否足够放预制过梁，如果不够，则应圈梁兼过梁或圈梁局部加高。尽量采用过梁与圈梁整浇方式，此法方便施工并对抗震有利。当过梁与柱或构造柱相接时，柱应甩筋，过梁现浇。过梁配筋不得过小，以考虑地震时过梁上墙体出现裂缝不能形成拱的作用。当有大梁压在过梁上时，过梁一般用较大截面，兼梁垫用。过梁支承长度改360，并应验算过梁下砌体的局部承压。360墙可用一120矩形过粱加一120带挑沿过粱。
（六）设置抗震缝
当建筑或使用要求必须将平面或立面设计成较复杂的体型时，可将房屋自下而上用抗震缝分开（基础可以不分），抗震缝两边应设置墙体，将房屋分成若干个体形简单、结构刚度均匀的独立单元，以免在地震时各部位发生不同振动而造成严重灾害。实践证明，抗震缝是减轻地震对房屋破坏的有效措施。《抗震规范》对多层砖混房屋规定，设防烈度为8度和9度且有下列情况之一时宜设防震缝：房屋立面高差在6m以上；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。防震缝的宽度应根据房屋的高度和设防烈度确定，一般为50～100nlm。
三、结语
近年来，砖混结构朝着轻质、高强、大型化、多功能的材料和预制砌体方面发展，设计人员则希望研究出更合理的结构设计和构造类型，以适应多层、高层建筑和地震区的要求。其实，无论是哪种结构的房屋，在设计时都已经考虑到了抗震因素。只要施工时严格遵照标准、规范操作，预制板和砖混结构建筑等都可达到防震要求。
参考文献：
1. 孙丽、马全明：《砖混结构抗震设计中的几个问题》，《建筑科学》，1998年第6期。
2. 田志勇：《砖混结构房屋的抗震概念设计》，《山西建筑》，2006年第13期。
3. 孙丽、马全明：《砖混结构中构造柱与女儿墙的抗震设计》，《住宅科技》，1998年第6期。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。