砌体结构房屋抗震概念设计

砌体结构房屋抗震概念设计
摘要：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抵御地震的能力。

关键词：砌体；房屋；抗震
一、概念设计的意义
概念设计的应用范围广泛，包含了极多的结构设计，从中可以知道概念设计的作用越来越重要。

概念设计的重要性主要有以下几点：
如今的计算理论及结构设计理论有待完善，存在着各种各样的缺陷以及不可计算性。

所以，概念设计的应用则不仅解决了计算理论的缺点，还解决了在结构设计中实际存在的那些大量无法计算的问题，更加合理的完成了建筑的结构设计。

结构设计过程需要进行大量的数学计算，需要借助计算机来完成。

而在方案的初级设计阶段不能使用计算机来辅助计算。

因此，需要熟练掌握结构概念的结构工程师根据自己的合理计算和准确的判断来筛选高效、低造价的结构设计方案。

对于结构设计的工程中存在的大量繁琐的计算，往往需要借助计算机完成。

而结构设计人员也过分依赖计算机，这样会降低工作人员对设计数据的敏感性，对于计算中存在的数据错误和运算方法不合理问题不能辨别和纠正，从而使结构设计存在诸多问题，并给建筑结构留下很多安全隐患。

由以上分析可知，概念结构设计对建筑结构设计有相当重要的影响，其地位是不可取代的。

二、砌体房屋抗震计算分析
确定多层砌体结构房屋的计算简图，应考虑以下几点：①将水平地震作用在建筑物两个主轴方向分别进行抗震验算。

②地震作用下结构的变形为剪切型。

③房屋各层楼盖水平刚度无限大，仅做平移运动，因此各抗侧力件在同一楼层标高处侧移相同。

计算多层砌体房屋地震作用时，应以防震缝所划分的结构单元为计算单元，在计算单元中各楼层的集中质点设在楼、屋盖标高处，各楼层质点重力荷载应包括楼、屋盖上的重力荷载代表值，墙体上、下层各半的重力荷载。

三、砌体结构的布置
多层砌体结构在地震中与水平地震作用平行的墙体是承受地震作用的主要抗侧力构件，从以往的地震调查资料显示，承重横墙的破坏主要剪切破坏，且一般是底层比上层严重。

纵墙的破坏往往是因为横墙间距过大或者楼（屋）盖刚度较差而使平面外受弯受剪，在窗口上下截面处出现水平裂缝。

建筑物墙角的破坏也是很常见的，主要是因为应力集中和地震的扭转作用造成的。

楼梯间的破坏一般比较严重，原因是楼梯间没有一般房间的楼盖形成空间的盒子结构，致使空间刚度较差。

因此，多层砌体房屋的结构体系应符合以下几点：①应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

②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，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。

③依据《规范》合理的设置防震缝。

④楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

⑤不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

四、抗震构造措施
（一）选择对建筑抗震有利的场地和地基，以减少地震的能力输入地震造成建筑物的破坏，除地震动直接引起的结构破坏外，场地条件也是一个重要的原因，“重灾区中有轻灾，轻灾区中有重灾”。

地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。

因此抗震设防区的建筑工程场地的选择应做到：（1）应选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。

（2）应避开对建筑抗震不到的地段，如软弱场地土，易液化土，条件突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀（如故河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填半挖地基等）等地段。

当无法避开时，应采取有效的抗震措施。

（3）不应在危险地段造建甲、乙类建筑，对建筑抗震危险地段，一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段，发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。

建筑场地为I类时，甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施：丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为Ⅵ度时，可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。

（二）科学布局建筑的平面与立面
房屋的平面最好为矩形，纵横墙的设置尽可能对称于房屋平面的两个主轴，且上下层墙体应对齐，这样遇地震时可使房屋能较好地保持协调一致，减少抗震不利环节，抗震效果较好。

如果房屋的质量中心和刚度中心不重合，地震时将生扭转作用，使房屋的震害加重。

震害调查表明，房屋转角处的破坏，往往比其他部位严重;平面上凸出或凹进的房屋，对抗震不利。

如因特殊需要，要求布置成较复杂平面时，则应设置防震缝，将房屋分隔成若干独立的单元，以减轻震害。

此外，对位于松软地基和不均匀多层土地基上的房屋，为提高其竖向刚度，减小地基在震前和震后累计产生的不均匀沉降，房屋的长宽比值应控制在3~4之内。

震害调查表明，建筑立面上的不规则要比平面上不规则带来的震害更严重。

立面上各部分高差过大，或有局部凸出的小建筑物，或刚度突变、质量悬殊，地震时都易造成严重震害，甚至引起房屋倒塌。

因此，当无特殊功能要求时，房屋应设计成质量和刚度沿高度对称、均匀分布的形式。

一般情况下，应将重设备、仓库、档案库、书库等房间，尽可能布置在房间的下部楼层，使结构重心降低，
以减轻震害。

在砖混结构设计中不应过度追求大开间、大门洞、大悬挑及阶梯形。

由于刚度突变和高振型的影响，其顶部因地震时的鞭梢效应所造成的震害比正常情况下大得多，因此应尽量避免。

（三）合理确定圈梁和构造柱的位置
设置圈梁和构造柱，砌体结构的抗震性能可以大大改善。

据研究，若配筋墙体两端设置构造柱，由于水平钢筋锚固于柱中，使钢筋的效应发挥得更为充分，则可比无构造柱同样配筋率的墙体的承载能力可提高13％左右。

而且设置了构造柱和圈梁的砌体结构形成两道防御：第一道时砌体墙只出现宽度不大的裂缝，层间变形不大，构造柱尚未开裂；第二道是砌体裂缝大幅度地发展，构造柱及圈梁对砌体约束使墙体大变形消耗输入的地震能量。

试验研究发现，砖墙增设构造柱后，位移延性系数增大很多，可达4～6。

构造柱除了能够约束墙体的变形，提高砌体的抗剪强度之外，还能增强墙体之间的连接。

这些对砌体的抗震都是十分有利的。

要确保构造柱和圈梁有效地发挥他们的作用，合理确定它们的位置是至关重要的。

建筑抗震规范对此已经作了比较具体的规定，我们一定要严格按规范执行。

另外，圈梁应封闭连续，尽可能形成一个个近似矩形或圆形的箍。

加强各构件间的连接
1)构造柱与砖墙。

构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2<6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m。

2)构造柱与圈梁。

构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。

3)屋架与圈梁。

楼屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙(柱)或圈梁可靠连接；6度时梁与砖柱连接不应削弱柱截面，独立砖柱顶部在两个方向均有可靠连接；7度以上不得采用独立砖柱。

4)墙与墙的连接。

7度时层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间，以及8度或9度时外墙转角或内外墙交接处，当未设构造柱时应沿墙高每隔500mm设2<6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m。

5)后砌墙体的连接。

后砌的非承重砌体隔墙，应沿墙高每隔500mm设2<6拉结钢筋与承重墙连接，每边伸入承重墙内不宜小于0.5m。

6)附属构件的连接。

栏板的连接：砖砌栏板应配水平钢筋，且压顶卧梁应与混凝土立柱相连，压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。

结语
地震是一种自然现象，为避免它给我们带来的巨大的灾难，要求在房屋的建筑设计中重视抗震概念设计，在确定房屋总体方案、材料使用和细部构造中，遵守抗震设计的有关要求和合理原则，进行必要的抗震验算，采取适当的抗震构造措施，保证施工质量，使多层砖砌体房屋的抗震能力有所提高。

参考文献：
[1]郭志勇. 多层砌体结构房屋抗震概念设计要点[J]. 甘肃科技,2009,14:129-130.
[2]郑娟. 探讨砌体结构的抗震概念设计[J]. 山西建筑,2009,33:80-81.。