浅谈砌体结构抗震的发展
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浅谈砌体结构抗震加固改造技术【摘要】砌体结构在地震中容易受到影响,因此抗震加固技术显得尤为重要。
本文通过分析砌体结构的特点和易受地震影响的特性,探讨了常见的砌体结构抗震加固方法及其优缺点。
还介绍了抗震加固设计时需要注意的事项,并通过案例分析展示了砌体结构抗震改造的实际效果。
对砌体结构抗震加固改造技术的必要性和未来发展方向进行了总结和展望,强调了加固改造的重要意义。
通过本文的详细介绍和分析,可以更好地了解砌体结构抗震加固改造技术的重要性及其未来发展的方向。
【关键词】砌体结构、抗震加固、改造技术、特点、重要性、地震影响、常见方法、优缺点、设计注意事项、案例分析、发展趋势、必要性、重要意义、未来发展方向。
1. 引言1.1 砌体结构的特点砌体是一种常见的建筑结构材料,其特点包括:砌体结构通常由砖块或砌块组成,通过砂浆粘合在一起。
这种结构的优点是施工简单、成本较低、可塑性高,能够适应各种建筑形态和风格的需要。
砌体结构具有一定的耐久性和承载能力,能够承受一定程度的外部荷载。
砌体结构也存在一些缺点,比如密实性较差、抗震性能较弱,容易受到地震等外部力的影响而产生破坏。
对于砌体结构建筑,特别是古老建筑,抗震加固是非常重要的。
通过加固措施,可以提高砌体结构的抗震性能,增强其安全性和可靠性,延长建筑寿命,保护人员生命财产安全。
正是决定了抗震加固改造技术的必要性和重要性。
1.2 抗震加固的重要性砌体结构的抗震加固是一项至关重要的工作,它的重要性体现在以下几个方面:抗震加固可以有效提高建筑物的整体抗震能力,减轻地震造成的损失。
在地震发生时,砌体结构因为其自身的特点,如脆性、薄弱性和易破坏性,往往会受到较大影响。
而通过采取科学有效的加固措施,可以使建筑物整体更加坚固牢固,提高其抗震能力,降低损坏程度,保护人们生命财产安全。
抗震加固可以延长建筑物的使用寿命,提高其在地震环境下的适用性。
随着科技的进步和建筑技术的不断革新,抗震加固技术不断完善,可以使原本脆弱易损的砌体结构得以强化,延长使用寿命,保障建筑物的长期稳定运行。
砌体结构抗震的新发展砌体结构在我国不仅有悠久的应用历史,而且至今仍在我国墙体材料中占有绝对优势。
据不久前的统计,全国墙体材料中以砌体为承重和非承重(填充、围护)材料约占85%左右,因此,砌体材料可以说是我国的主要墙体材料,也是我国的传统材料。
砌体结构材料有极强的地方性,以往就地取材最方便,最简单的就是挖地烧砖,这也是我国千百年来的传统做法。
但是,随着人口的增加,耕地资源日趋紧张,为了保护环境节约能源,也不允许挖地烧砖。
因此,量大面广的粘土实心砖就将逐步被禁用而退出历史舞台。
目前全国已公布有170个大城市被禁用实心粘土砖,部分大城市对粘土多孔砖也已禁用,这样就促使我们面临一场墙体材料革新的历史机遇。
以下就砌体结构在地震设防地区的应用及其抗震措施方面的新发展作一简要介绍。
一、砌体结构材料的特点首先,我们要了解一下砌体结构材料在近十余年来有那些发展。
砌体材料作为一种地方性材料,具有取材容易、加工简单、砌筑工艺易于掌握,因而被广泛采用。
并且经过长时间的改进和发展,形成了具有各地特色的传统制作方式和砌筑方法,是一种生命力极强、应用最广泛的建筑材料。
砌体材料在我国大体可分为粘土类制品、蒸压类制品、混凝土类制品和以各类工业废料制成的墙体材料等。
当前各地除沿用传统材料粘土制品以外,也相继制成以页岩、煤矸石和粉煤灰为主要原料的烧结砖;以白灰砂、粉煤灰为主要原料的蒸压砖;以及以细石混凝土(或轻质骨料)为材料的混凝土小型空心砌块等墙体材料。
大部分地区有逐步替代粘土制品的趋势。
新型墙体材料中,用页岩或煤矸石或粉煤灰为原材料,或按一定比例混合使用的经烧结而成的实心砖、多孔砖,较好地利用工业废料为原料,制成墙体材料。
它们具有类似于烧结粘土砖的性质,亦具有新的原材料的特点。
新型烧结砖一般抗压强度均较高,以北京地区为例,普通的煤矸石加页岩混合烧结砖的抗压强度均在MU15以上,少量的可达MU20以上,多孔砖的孔洞率在25%-30%左右。
浅谈砌体结构的抗震与加固摘要我国幅员辽阔,有些地区粘土和石材资源丰富,工业废料也有待处理,随着社会的的发展,各类建筑的工程量日益增多,因此砌体结构在很多领域的继续使用,仍有现实意义。
本文叙述了笔者对于砌体结构的受力及破坏形式和抗震设计及加固的一些认识。
关键词砌体结构结构设计抗震加固1、概述砌体结构由于取材方便,具有良好的耐火性、化学稳定性及大气稳定性,相较于钢筋混凝土结构可节约水泥、钢材和模板,可以连续施工等优点,得到广泛的应用。
然而,砌体结构自重大,砌筑工作繁重,无筋砖砌体抗震性能较差,且砖石结构粘土用量大,破坏和污染环境等因素,也限制了它在某些场合下的应用。
2、砌体的力学性能2.1砌体的受压破坏砌体是由单块砌体和砂浆垫平粘结而成,因而它的受压性能和匀质结构是不同的。
在压力作用下,由于灰缝厚度和密实的不均匀性,单块砌体并不是均匀受压的,而是存在弯应力和剪应力的;在砌体横向变形时,由于两种材料的弹性模量及横向变形系数不同,会在砌块内部会出现拉应力;砌体竖向灰缝的饱满度不同,同时砂浆和砌块的粘结力不能保证砌体的整体性,在块体内就会产生拉应力和剪应力的集中,加速砌体的开裂,最终破坏。
2.2 砌体的抗拉、抗弯和抗剪砌体的抗拉强度和抗剪强度远低于其抗压强度,抗压强度主要取决于块体的强度,抗拉、抗弯和抗剪强度取决于砂浆的强度和砂浆和块体的粘结强度。
砂浆和块体在水平灰缝和在竖向灰缝的粘结强度是不同的,在竖向灰缝内由于砂浆的饱满度和硬化时的收缩,削弱以至完全破坏二者的粘结力;在水平灰缝中,砂浆在其硬化过程中收缩时,砌体发生不断沉降,粘结也随之增强。
3、砌体结构的抗震设计3.1地震对建筑的破坏情况地震对建筑的破坏情况主要有三种:受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。
对于砌体结构的受震破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而不同,主要有两种,一种是由于结构或构件的承载力不足而引起的破坏,另外一种是构件连接不牢而引起的破坏。
浅谈我国现代砌体结构的抗震设计摘要:随着建筑业的蓬勃发展,新的建筑墙体材料不断出现,如从欧美引进的空心混凝土砌块就是其中之一,还有与当地材料结合生产的各种各样的砌体材料,如热压处理过的烧结粘土多孔砖和实心砖,这都为砌体结构提供了广大的应用空间。
本文阐述砌体结构的一般构造,以及砌体结构下的抗震设计。
关键词:砌体结构;抗震设计;抗震计算砌体结构设计在我国有着悠久的应用历史,而且在我国的建筑设计中占82.5%以上的比例,目前这种设计在抗震设计中广泛应用,对我国的建筑物抗震起着很大的作用。
一、砌体结构的发展及规范(一)砌体结构发展现状砌体结构的发展与我国的政策密切相关,随着房地产产业的快速发展,砖的年产量超过世界上各种砖的年产量的总和,超过91.2%的墙体都使用砌体材料。
我国在过去用砖石建造低矮房,从过去到现在建立大量的多层住宅、写字楼、其它民用建筑、单层厂房、多层厂房以及影剧院、食堂等建筑。
自从60年代以来,小型空心砌块、多孔砖生产在中国有很大的发展和应用,近10年砌块与砌块建筑的年递增量均在15.5%以上,2O世纪60年代末我国已提出墙体材料改革,2008年至今我国墙体材料改革已迈人第三个重要阶段。
2013年我国新型墙体材料占墙体材料总量的39.5%,超过计划30.5%的目标。
新型墙体材料达到2120亿块标准砖,共完成新型墙体材料建筑面积4.5亿平方米。
(二)砌体结构的规范砌体结构的脆性性质一般可以通过配筋边缘约束来改善其效果。
我国曾经发生唐山大地震总结了八个建筑裂缝失败的经验,提出了设置在承载墙边缘约束构件。
通过20多年的实践经验证明,设计中有构造柱的砌体房屋,在经受地震后发现未倒塌的实例,说明了这种建筑设计比较安全。
墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂,并逐步延伸,形成对角的“X”形裂缝;如果墙段部分高度和宽度较大,则在墙体中段会出现水平裂缝段。
因此减少间距不能太多,否则会削弱对墙体的约束效果,基本上是纵墙内每间均设,横墙内间距不大于层高的2.1倍。
建筑砌体结构的抗震性能研究一、引言近年来,我国地震频发,给人们的生命财产带来了极大的损失。
随着现代建筑技术的不断发展和进步,建筑砌体结构的抗震性能也逐渐得到了加强,但在强震面前,依然存在着一定的风险。
因此,对于建筑砌体结构的抗震性能进行深入的研究,具有十分重要的现实意义。
二、砌体结构的特点砖石砌体结构是指以砖、石、砌块等为基础,利用砌筑技术而建成的建筑体系。
砌体结构有着重量轻、硬度强、防火阻燃、隔音效果好等特点,同时也具有施工周期短、施工工艺简单等优点。
然而,在地震中,由于其刚度较大,容易造成破坏。
三、砌体结构的抗震能力研究(一)受力特性研究砌体结构在地震作用下,受到水平向惯性力的作用,容易引起翻覆、倒塌等破坏。
因此,建筑砌体结构在设计时应该考虑到这一方面的问题,采用相应的结构措施,提高抗震能力。
(二)材料的质量控制研究建筑砌体结构的抗震能力与材料的质量密切相关。
采用优质的砖块和砂浆,可以增加建筑物的整体抗震能力。
而砖块、砂浆等材料质量不良,则存在着易破裂、易脱落等问题,影响建筑砌体结构的整体抗震能力。
(三)结构加强与改造研究对于已经存在的建筑砌体结构,在进行抗震能力的提升时,可以采用结构加强与改造的方法。
在这一过程中,应该考虑加固墙体、加牢门头石、构建较多的桁架系统等方法,提高建筑砌体结构的抗震能力。
(四)抗震验算模型研究对于建筑砌体结构的抗震验算,可以通过仿真模型的方法进行研究。
通过计算机对建筑砌体结构进行模拟,可以更全面地了解其受力情况,并进一步验证设计方案的合理性。
四、建筑砌体结构的强化技术目前,强度提高和加固砌体结构的方法主要包括粘结加固技术、加筋加固技术、板条加固技术、钢筋混凝土灌注技术以及加建结构技术等。
其中,粘结加固技术是一种相对有效的技术,它的原理是通过增强砌体结构体系的抗震能力,达到提升其整体抗震性能的目的。
五、结论综上所述,建筑砌体结构的抗震性能研究对于我国地震安全事业具有重要的作用。
浅谈建筑砌体墙的抗震和隔震分析摘要:伴随经济快速的发展,人们生活水平的提高,不同类型的建筑、高楼拔地而起,建筑内的分隔常用砌体结构,与此同时砌体结构得到十分广泛的应用,随着人们对建筑居住舒适度的需求提高,对建筑的品质和舒适度也随之提升,砌体结构的抗震和隔振性能的分析和应用得到快速推广。
本文概括地总结了近年来砌体结构的抗震、隔震方面的研究成果,分别论述了在地震区采用抗震、隔震等思想进行砌体房屋设计分析。
关键词:建筑工程;砌体结构;抗震和隔振分析;注意事项一、概述砌体结构应用历史较长,取材方便,工艺成熟,简单经济,应用广泛。
在我国的各类建筑中仍占有相当的比例。
从世界范围地震灾害统计来看,传统民建砌体结构遭受较大地震后破坏严重,而过精心设计,采用合理抗震措施,施工质量良好的砌体建筑即使在中、强地震区也可不同程度抵御地震破坏。
近些年来,征对砌体结构性能的研究逐渐深人,新型墙体材料和新的结构方法不断涌现,尤其征对传统砌体结构房屋抗震性能较差进行的抗震、隔震研究倍受关注。
我国砌体抗震研究已经取得了较多有价值的成果,为了防止房屋遭遇地震后破坏与倒塌,采用较高的地区设防烈度,增强房屋结构刚度、强度以增强房屋抗震能力是一条途径;另一条途径是采用隔震、减振措施,减少地震对结构内能的输入,从而减轻对结构刚度强度要求做到安全经济。
下文将分析抗震砌体和隔震砌体分别论述其发展现状。
二、抗震砌体分析根据砌体中不同的配筋率可分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体。
其中砌体含筋量<0.07%称为无筋砌体[1];配筋量为0.07%~0.17m%左右称为约束砌体[2],其特点是砌体周边均有构造柱约束,该砌体可在地震设防地区设计,如在墙段边缘设置钢筋混凝土构造柱,墙体上下设圈梁;配筋砌体是一种砌筑成型的剪力墙结构,其通过增强砌体抗拉、弯、剪能力和结构整体性,属于刚性“抗震”,配筋率在0.2%左右接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构[3],适用于10层以上的中高层建筑,如配筋混凝土空心砌块。
论建筑砌体结构中的抗震性能研究
建筑砌体结构的抗震性能研究是建筑工程领域中非常重要的一个研究方向。
随着我国城市化进程的不断加快,地震风险日益凸显,建筑结构的抗震性能成为保障人民生命财产安全的关键所在。
对建筑砌体结构的抗震性能进行深入研究,具有重要的工程意义。
建筑砌体结构的抗震性能研究可以为地震灾害防治措施提供理论依据。
通过对建筑砌体结构在地震作用下的响应特性进行研究,可以预测其抗震能力,为合理设计和构建抗震性能较好的建筑提供指导。
这对于提高地震抗灾能力,减少地震灾害的损失具有重要意义。
建筑砌体结构的抗震性能研究可以为工程实践提供参考。
研究表明,砌体结构的抗震能力与多种因素有关,如墙体布置、墙体厚度、墙体间的连接等。
通过对这些因素进行研究,可以为建筑实践提供科学的设计指导,提高工程质量和抗震能力。
建筑砌体结构的抗震性能研究还有助于推动建筑材料和结构的创新发展。
在传统的建筑构造中,砌体结构已经得到了广泛应用,但其抗震性能存在一定的局限。
通过研究,不仅可以改进传统的砌体结构,提高其抗震能力,还可以探索新型材料和结构,为工程实践提供更多选择,推动建筑材料和结构的创新发展。
浅谈砌体结构抗震的发展
发表时间:2016-11-30T17:06:08.313Z 来源:《基层建设》2016年17期作者:孟令梁1 李玉进2
[导读] 摘要:砌体的结构是一种传统的墙体材料,用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构,又称砖石结构。
由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低,因此,砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力,而很少受拉或受弯。
砌体结构在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。
山东志合建筑设计院有限公司山东济南 250101
摘要:砌体的结构是一种传统的墙体材料,用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构,又称砖石结构。
由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低,因此,砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力,而很少受拉或受弯。
砌体结构在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。
近些年来,随着建筑业的蓬勃发展,新型墙体材料也不断涌现。
另外,结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料,如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖.这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围.
关键词:砌体抗震构造柱约束砌体
一、引言
现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。
按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类,它们的界限定义为:仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07%以下时为无筋砌体;约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构,如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱),同时墙段上下设置有圈梁,此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件,砌体配筋量在0.07%-0.17%左右;配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑,如配筋混凝土空心砌块,其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构,其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构,即在0.2%左右。
砌体结构的抗震性能如此之差,然而在城镇建设中,由于我国人口集中,土地有限,所以我们不可能把砌体结构限制过严,而是要适应发展的需要,在研究和总结震害的基础上,改进砌体的抗震性能,提高它的建造层数和高度,满足需要。
二、约束砌体
砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。
唐山地震之后,研究者们开始关注如何改善砌体结构的抗震性能,寻找提高砌体结构整体性及变形能力的方法,进行了的大量试验研究,最终提出了通过设置构造柱和圈梁以约束砌体墙从而将无筋砌体转变为约束砌体以提高砌体结构整体性及变形性能的方法。
此种方法贯彻在随后的历次规范修订中。
因此,构造柱在砌体结构抗震中的作用就是将无筋砌体结构转变为约束砌体结构,即通过构造柱和圈梁形成构造性钢筋混凝土框架,从而实现对无筋砌体墙的约束,使其在地震中不易发生倒塌等脆性破坏。
设置构造柱和圈梁约束砌体墙此种做法是安全的。
但应注意以下几点:
1、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,墙中留马牙槎,使柱与墙体能够紧密结合,共同工作。
此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小,刚度也不大。
但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。
此时的墙体已破碎,构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到“裂而不到”的目标。
如果构造柱截面和配筋过大,由于混凝土刚度远大于砌体墙体,所以构造柱会吸收大多数的地震力,结果构造柱先于墙体破坏,起不到约束墙体的作用。
2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。
墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂,并逐步延伸,形成对角的“x”形裂缝;如果墙段的高宽比较大,则在墙体中段会出现水平裂缝段。
因此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。
3、构造柱必须依靠楼层上下楼盖圈梁的拉结。
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。
4、楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算,它的作用是多方面的,如增强拉接,提高结构的整体性,抵御地基的不均匀沉降,加强楼板与墙体的连接等。
而构造柱的作用也是如此,它在加强墙体之间的连接方面是明显的,但它的约束作用一般要在墙体开裂以后才能发挥,这是构造柱的特点之一。
5、设置构造柱之后,墙体的抗剪能力一般提高20%左右,因此应当认为提高砌体抗剪强度不是在墙两端设置构造柱的主要目的,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。
6、构造柱间距应该分两种情况区别对待。
一种是单一作为约束边缘构件的构造柱,此类构造柱的设置主要考虑约束墙段的长度需要,以往抗震规范中尚不明确,无论在砌体横墙或纵墙中均为提出间距的要求。
事实证明构造柱的约束作用是有限的。
例如在以往的纵墙中设置构造柱时只要求在两端设构造柱,数十米长的构造柱难以约束墙段的破坏此时构造柱的数量是远远不够的。
即使横墙中的构造柱间距一般可能达到11~12米,构造柱作用也难以完全发挥。
根据工程实践经验和有关试验研究资料分析结果,新规范对此做了补充和完善:当层数和房屋高度接近或者达到砌体结构限定高度时横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍;下部1/3楼层的构造间距适当减小;当外纵墙开间大于3.9m时,应另设加强措施。
一般不超过3.9m(外纵墙)和4.2m(内纵墙),即大致每开间均应设置一根构造柱。
如此要求是十分必要的,实验证明墙段的宽高比超过2时,构造柱的约束作用降低。
通过上面规定可以看出构造柱作为一种约束边缘构件限定其最大间距是十分必要的,否则将难以发挥其应有的作用,新规范完善了对多层砌体结构构造柱设置的规定,在一定程度上也提高了砌体结构的抗震安全性,有效的保证了大震不倒的抗震设防的总目标的实现。
7、构造柱的计算
按照提高墙段的抗剪强度要求,设置构造柱是对构造柱作用的一种新发展。
设置构造柱的目的不同因此设置部位也不同,此类构造柱一般均布置在墙段中段。
当房屋的设防烈度要求较高或横墙较少,墙段不能承受所承担的地震作用时可采用增设构造柱的做法来提高墙段的抗剪强度,满足抗震设防地区对多层砌体结构的抗剪要求,因此中段构造柱的作用不同与设置在墙段边缘的约束构造柱,两者从概念上不能混为一谈。
三、对于配筋砌体,主要是对于当房屋层数比较高时应用,对于大量的民用建筑中,应用还不是很广泛,在此我们就不谈了。
四、结束语
由于我国现在正处在墙体材料改革的时期,不同的地区都会有一些适合本地材料,但我们的总体思想“小震无碍,中震可修,大震不倒”是不变的,无论哪种材料,都要采取相应的抗震构造措施来保证工程的安全性。
参考文献
[1]国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2011 北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]国家标准《砌体结构设计规范》GB50003-2012北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3] 全国民用建筑工程设计技术措施-结构,2009.。