增强多层砌体结构房屋的抗震能力的方法及措施
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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。
抗震构造措施
(1)多层砌体房屋的抗震构造措施
多层砌体房屋是我们目前的主要结构类型之一。
但是这种结构材料脆性大,抗拉、抗剪能力低,抵抗地震的能力差。
震害表明,在强烈地震作用下,多层砌体房层的破坏部位主要是墙身,楼盖本身的破坏较轻。
因此,采取如下措施:
1)设置钢筋混凝土构件柱,减少墙身的破坏,并改善其抗震性能,提高延性。
2)设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来,增强了房屋的整体性,改善了房屋的抗震性能,提高了抗震能力。
3)加强墙体的连接,楼板和梁应有足够的长度和可靠连接。
4)加强楼梯间的整体性等。
(2)框架结构构造措施
钢筋混凝土框架房屋是我国工业与民用建筑较常用的结构形式。
震害调查表明,框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处。
一般是柱的震害重于梁,柱顶的震害重于柱底、角柱的震害重于内柱、短柱的震害重于一般柱,为此采取了一系列措施。
把框架设计成延性框架,遵守强柱、强节点、强锚固,避免短柱、加强角柱,框架沿高度不宜突变,避免出现薄弱层,控制最小配筋率,限制配筋最小直径。
构造上采取受力筋锚固适当加长,节点处箍筋适当加密等
措施。
(3)设置必要的防震缝
不论什么结构形成,防震缝可以将不规则的建筑物分割成几个规则的结构单元,每个单元在地震作用下受力明确、合理,避免产生扭转或应力集中的薄弱部位,有利于抗震。
砌体结构房屋抗震鉴定与抗震加固技术要点分析摘要:上世纪后半叶,由于造价低、施工便捷、保温隔热好等优点,我国建造了大量的砌体结构房屋,但同时由于砌体结构整体性较差以及砌体墙抗剪强度较低等缺点,致使大量砌体结构房屋在经历地震往复荷载作用下产生损伤积累,最终导致墙体开裂甚至整体倒塌。
对未经历地震作用的砌体结构,很多已经接近其设计使用年限甚至超过其设计使用年限但仍在使用,因此,急需对这部分砌体结构进行抗震鉴定和抗震加固,以满足其抗震要求。
本文围绕砌体结构房屋抗震鉴定和抗震加固的技术要点进行简要梳理,最后探讨轻质混凝土在结构加固中的可行性。
关键词:砌体结构;抗震鉴定;抗震加固1、砌体结构抗震鉴定检测在砌体结构抗震鉴定前,需对结构构件的力学参数和几何参数进行检测,其中砌体的抗压强度是必需检测的力学参数,可采用原位轴压法等方法直接检测砌体的抗压强度,也可采用分别检测砌块强度(回弹法等)及砂浆强度(如回弹法等)来“推算”砌体的强度。
由于砌体结构在抗震鉴定时需要分别判断砂浆、砖或砌块是否满足各自的最低强度等级限值,因此,在实际检测鉴定工作中,常采用分别检测砖(砌块)强度和砂浆强度的方式。
1.1取样法检测砖、砌块强度对于既有砌体结构砖、砌块的强度检测,使用回弹法虽然具有简单便捷的优点,但对于一些特殊的砖、砌块的强度检测,回弹法的检测结果往往具有较大误差,此时,若使用取样法从砌体构件上取样,然后按照规定的程序进行抗压强度试验,就可得到直接准确的砖、砌块抗压强度。
值得注意的是,如果需要依据块材强度和砂浆强度来确定砌体构件抗压强度,块材的取样位置应与砌筑砂浆的检测位置相对应。
1.2砂浆抗压强度检测砌筑砂浆的抗压强度可采用取样的方法检测,如推出法、筒压法、砂浆片剪切法等;砌筑砂浆抗压强度的匀质性,可采用非破坏的方法检测,如回弹法、贯入法等,当这些方法用于检测砌筑砂浆抗压强度时,宜配合取样的检测方法进行对比校核。
1.3预制楼、屋面板承载力检测对于建造年代较久远的砌体结构房屋,很多时候由于缺少图纸,且楼板采用预制板的形式,预制板的规格难以确定,此时可采用静载试验的方法检验预制楼板的承载力。
砌体结构房屋在地震中的受力特点及加固要求文章根据作者近年来对多层砌体结构房屋的抗震加固设计体会,分析了砌体房屋在地震时的受力及破坏情况,在此基础上总结提出了加固的布置和要求。
标签:砌体房屋;受力分析;外加构造柱1 前言砌体结构是一种量大而面广的结构形式,但相对于框架结构形式而言,它又是一种抗震性能较差的结构形式,特别是早期大量的无筋砌体结构,实践表明,这种无筋砌体结构在大地震中无一例外不受损严重,如何改进砌体结构的抗震性能,提高它的安全等级,有非常重要的现实意义。
2 抗震加固的目标要求外加构造柱、外加圈梁及拉杆等抗震加固方法可以有效的改善砌体结构的脆性性质,提高建筑物的延性,在实现“裂而不倒”的抗震设防目标中发挥重要的作用。
3 砌体房屋地震时的破坏分析3.1 刚性多层砌体房屋的剪切破坏3.1.1 主拉应力的剪切破坏,或称为斜拉破坏。
一般先在墙体上出现主拉应力的斜向或交叉裂缝,进而裂缝上下端的墙体相互出现滑移、错位、破碎散落,直至丧失承受竖向荷载的能力而倒塌。
3.1.2 水平剪切破坏。
一般沿砌体的灰缝出现通缝截面的水平裂缝,或有水平滑移和错动破坏的位置。
3.1.3 弯剪破坏。
裂缝形式也为水平缝,发生在墙体的上下两端,并往往同时出现受压区的崩裂,刚性砌体房屋的墙体,这种在侧力作用下的弯剪破坏,一般只是当墙体由弯曲变形所产生的侧移大于剪切变形时才明显发生。
3.2 刚性砌房屋的倾覆破坏一般先是在纵墙和横墙之间拉裂,进而墙体在出平面外受弯破坏,墙面向外倾斜,最终失稳而倒塌。
3.3 非刚性砌体房屋的弯曲型破坏因墙体在地震力作用下出现出平面外的弯曲而造成通长的水平弯拉裂缝,裂缝的位置一般出现在楼板面至窗下口的墙体上;在受压面上也可有压崩现象;破坏严重者,墙体向一面倾斜,甚至倾倒。
4 砌体房屋外加构造柱的作用及设置要求4.1 砌体房屋所加的外加构造柱与框架柱不同,其最主要作用不是抗压、抗弯和抗倾覆,其主要作用就是提高墙体的变形能力、结构的延性和加强房屋的整体性,特别是对墙段的塑性变形后的约束作用。
一、外纵墙的抗震设计在地震区建造的大量的多层砌体结构房屋中像多层实验室、教学楼、办公楼、病房楼、一层设车库的住宅楼中,由于外纵墙开洞多,开洞率大,纵向抗震能力明显不足,而且由于存在较多小墙肢,地震作用高宽比小于4的小墙肢基本上呈弯曲型破坏,极易在地震作用下醉碎而被甩掉,造成外纵墙破坏。
增大了房屋的扭转效应,也难以有效地约束横墙边界。
以致引起整个房屋破坏甚至倒塌,因此这将成为抗震设计中一个不容忽视的问题。
为了加强砌体房屋外纵墙的抗变形能力,增加外纵墙的刚度,常对外纵墙的开洞率进行严格限制,并根据开洞情况对外纵墙采用一些加厚或加强措施。
这些措施,常会影响建筑物的平面布局及空间尺寸。
因此在选择方案时需加以对比。
通常的做法是外纵墙设计成370墙,在大洞口两侧加构造柱,加大外纵墙圈梁的截面及配筋,将外纵墙设计成配筋砖砌体等。
二、砌体结构房屋抗震设计的一般规定砌体结构房屋的平面、立面及结构抗震体系的选择与布置,属于结构抗震概念设计范畴,对整个结构的抗震性能具有全局性的影响。
1.对房屋结构体系的要求多层砌体房屋结构体系应优先运用横墙承重或纵横墙共同承重的方案,而纵墙承重方案因横向支撑少,纵墙易产生平面外弯曲破坏而导致倒塌,故应尽量避免采用。
结构体系中纵横墙的布置应均匀对称,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。
房屋的平立面布置应尽可能简单、规则,避免由于布置不规则(如:平面上墙体较大的局部突出和凹进,立面上局部的突出和错层)使结构各部分的质量和刚度分布不均匀,质量重心和刚度重心不重合而导致的震害加重。
房屋立面高差在6m以上或房屋有错层、且楼板高差较大,或各部分结构刚度质量截然不同时,宜设防震缝。
防震缝应沿房屋全高设置,两侧均应设置墙体,缝宽应根据地震烈度和房屋高度确定,一般取50~100mm。
楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体,当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施。
多层砖砌体房屋抗震构造措施首先,加强墙体的抗震性能。
多层砖砌体房屋的墙体是承受地震力的主要构件,因此要保证墙体的稳定性和强度。
可以采用加固墙脚、加粗墙体、增加墙体纵、横向抗震钢筋等措施,提高墙体的抗震能力。
其次,改善墙与结构的连接方式。
多层砖砌体房屋的墙体与结构之间的连接方式对于整个结构的抗震性能有重要影响。
可以采用延伸锚筋、分段配筋、梁柱骨架等措施,增加墙体与结构之间的接触面积和连接强度,提高抗震性能。
第三,设置抗震墙和剪力墙。
在多层砖砌体房屋中设置抗震墙和剪力墙可以有效地提高房屋的抗震性能。
抗震墙是指在建筑的纵向和横向方向设置的由墙体组成的结构单元,主要起到分散地震力和抵抗变形的作用。
剪力墙则是指在结构的特定位置设置的墙体,能够有效地承受水平地震力,提高了整个结构的刚度和稳定性。
第四,采用合适的结构形式。
多层砖砌体房屋可以采用框架结构、剪力墙结构、或框剪结构等形式来提高抗震能力。
框架结构通过设置预制混凝土柱和梁,使整个房屋形成一个稳定的框架,增加抗震能力。
剪力墙结构则通过设置剪力墙来分散地震力,提高房屋的抗震性能。
框剪结构是将框架结构和剪力墙结构相结合,既有较好的刚性,又有分散地震力的能力。
第五,加强地基处理和基础设施工程。
多层砖砌体房屋的地基条件对于抗震性能有着重要影响。
可以采用加固地基、增加基础面积等措施,提高地基的稳定性和承载能力。
此外,还要合理设计和施工地基设施工程,如引水系统、雨水排放系统等,确保房屋在地震发生后能够正常运行。
综上所述,多层砖砌体房屋的抗震构造措施包括加强墙体抗震性能、改善墙与结构连接方式、设置抗震墙和剪力墙、采用合适的结构形式以及加强地基处理和基础设施工程等。
在实际施工中,要根据具体情况采取相应的措施,确保多层砖砌体房屋具有良好的抗震性能。
探讨多层砌体结构建筑的抗震性能关键词:建筑结构抗震性能对建筑结构震性能一定来自于相对简单的体形,来自简单而直接的传力下结构的多道设防线,在地基和基础的设计中也的变形对建筑的安全影响。
另外也应高度重视由地震引发的次生灾害。
因此在今后的建筑设计中有必要增强建筑的防最大限度地减轻震害,建筑工程技术力在抗震设防、抗震设计和施工质量三方面都提高到一个新平,才能确保建筑工程具备合理的抗御的能力。
论文关键词:砌体结构;抗震;技术措施论文摘要:根据目前国家地震专家预测及分析,目前我国仍处于第五个地震活跃期,特别是在四川发生的汶川8度地震造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
使得人们对日常生活和居住的的安全性有了更高的关注。
对此国家也对建筑抗震规范进行了及时的修改,同时也要求我们工程技术人员对地震灾害的措施的研究应有更深的认识。
地震的危害性非常大,建筑物的抗震性能就显尤为重要。
目前我国抗震设计的目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理可继续使用,当遭受本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的早遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
目前房屋建筑的结构形式主要有:砌体结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构等。
其中砌体结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点。
多年来是我国多层住宅和多层小型公建使用最广泛的一种建筑形式。
一、多层砌体建筑抗震常用处理措施砌体结构是采用砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。
其是通过砌块和砂浆的互相作用及纵横墙的拉结而达到具有一定整体性和承重能力。
但砌体的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低,导致建筑变形能力小,抗震性能差等缺点,使砌体结构的应用受到一定限制。
因此改善砌体的延性,提高建筑物的整体稳定性和抗震性能具有重要意义。
常用的砌体建筑抗震处理措施,应注意以下几类。
提高多层砌体房屋抗震能力的设计以及措施分析摘要:近几年发生的汶川、玉树地震给我们多层砌体房屋的设计与施工敲响了警钟,本文对多层砌体房屋抗震设计中应注意的问题以及要求、加强房屋抗震能力的措施作出了进一步思索和探讨。
关键词:建筑形式、荷载形式、薄弱、目标、性能、效果、约束作用、可靠中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:多层砌体结构是我国中、小城市使用最广泛的一种建筑形式。
它具有选材方便、施工简单、造价低、工期短等优点。
目前我国砌体房屋普遍用于住宅、办公楼、医院、教学楼等民用建筑和公用建筑。
其所用材料的脆性、抗拉、抗剪和抗弯的能力很低,抗震能力差,特别是未经抗震设计的房屋破坏尤为严重。
多层砌体房屋在震害方面有着如下的规律:由于连接方式的原因,多层砌体房屋整体性能差,抗连续倒塌的能力也低。
2、多层砌体房屋由纵墙和横墙构成,由于承受荷载形式不同,可以分为纵墙承重以及横墙承重。
不同结构体系抗震性能不同, 房屋复杂体形比简单体型破坏重;关于房屋震害情况,横墙承重房屋最轻,纵横墙承房屋重次之,纵墙承重房屋最重。
3、不同烈度地区震害差异较大,特别是在高烈度区以严重破坏或倒塌为主。
4、由于老旧多层砌体房屋在结构设计时,抗震设计方面考虑不佳,故在地震危害中损害较为严重。
5、由砌体与钢筋混凝土所构成的混合体系房屋,砖砌体结构破坏最为严重。
一、多层砌体房屋抗震设防目标和内容抗震设计规范规定“小震不坏,中震可修,大震不倒”的三水准设防目标,由于地震的复杂性以及不确定性使得不同的设计者有不同的设计理念,抗震计算和抗震措施构成了抗震设防不可或缺的部分。
其中概念设计是指根据地震灾害和工程经验等形成的基本设计原则和思想,进行结构和建筑总体布置并确定细部构造的过程。
良好的概念设计是建筑结构抗震性能好坏的决定因素。
二、多层砌体房屋抗震设计应注意的问题根据多层砌体房屋的结构形式,我们在抗震设计时应注意高度和层数、抗震结构体系的选择、结构整体性、建筑形体规则等方面。
多层砌体房屋抗震设计中几点建议摘要:多层砌体房屋是我国居住、办公、学校和医院等建筑中最为普遍的结构形式。
由于墙体材料为脆性和整体性能差,使得砌体房屋的抗震能力相对比较低。
历次地震经验表明,砌体结构在地震中的震害是最严重的,造成人民生命财产损失。
因此抓好抗震设防地区砌体结构的抗震设计,是减轻地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。
关键词:砌体抗震设计引言砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,多年来砖混房屋是我国当前建筑中使用最广范的一种建筑形式。
砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑,通过内外砖墙的咬砌达到具有一定整体连接性的目的。
在地震设防地区,多层砖混砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,导致房屋的抗震性能较差;因此改善砌体结构延性,提高房屋的抗震性能具有极其重要意义。
1.地震震害情况房屋倒塌:当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时易造成房屋整体倒塌当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时或当个别部位构件间连接强度不足时易造成局部倒塌墙体开裂破坏,墙角破坏:墙体裂缝形式主要是水平裂缝,斜裂缝,交叉裂缝和竖向裂缝。
墙体出现斜裂缝主要是抗剪强度不足。
墙角为纵横墙的交汇点,地震作用下其应力状态复杂,因而其破坏形态多种多样。
纵横墙连接破坏:一般是因为施工时纵横墙没有很好地咬槎,加之地震时两个方向的地震作用造成破坏。
楼梯间破坏:主要是墙体破坏,而楼梯本身很少破坏楼盖与屋盖破坏:主要是由于楼板支承长度不足,引起局部倒塌或是其下部的支承墙体破坏倒塌引起楼屋盖倒塌附属构件的破坏:主要是由于这些构件与建筑物本身连接较差等原因在地震时造成大量破坏。
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抗御地震的能力。
现在就多层砖混房屋抗震设计方面,简要提出几点建议:科学布局建筑平面和立面及合理防震缝的设置建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。
浅谈提高砌体结构抗震能力的措施摘要:提高砌体结构的抗震能力,能够有效的保障砌体结构房屋的使用安全,减轻地震给国家及人民的生命财产带来的损害,对我国社会的发展有着良好的推动作用。
本文简要的介绍了砌体结构的特点和应用状况,并提出了提高砌体结构抗震能力的有效措施。
关键词:砌体结构;抗震能力;地震;措施采用砌体结构进行工程建设,有着方便、经济、快捷的特点,在建筑施工领域有着广泛的应用。
提高砌体结构的抗震能力,可以有效的减少地震对砌体结构建筑造成的损害,对促进我国的社会主义现代化建设有着重要的意义。
一、砌体结构的特点及其在建筑工程中的应用所谓的砌体结构是指使用砖石或混凝土小砌块等材料修建而成的建筑结构,具有取材方便、经济实用、施工简单等特点,因此在工业及民用建筑领域有着广泛的应用。
由于砌体结构是由众多小砌块结合而成,不同砌块的结合主要依靠砂浆的作用,故抗压强度、抗剪强度以及抗弯强度均远远低于其他类型的建筑结构。
采用砌体结构修建的房屋,往往具有较好的抗压性能,但是抗震能力却十分有限,如果在修建时未能采取有效的防震措施,便很容易在地震来临时产生开裂,而当地震强度较大时,砌体房屋甚至会出现倒塌现象,从而给国家及人民的生命财产带来巨大的损失。
纵观我国的历史,在地震时发生倒塌的房屋中,砌体结构房屋的数量占到了倒塌房屋总数的60%以上。
因此,采用科学的手段,提高砌体结构的抗震能力,对保障砌体结构房屋的使用安全,维护国家及人民的生命财产安全有着重要的意义。
通常情况下,地震对砌体房屋的损害主要集中在墙角、烟囱、楼梯间、墙体连接处、房屋裂缝及凹凸不平处、钢筋混凝土预制板的连接部位以及房屋的辅助结构等部分。
因此,在对砌体房屋进行设计时,应当重点针对上述结构进行抗震设计,并对砌体结构房屋的整体进行合理的规划,通过改变砌体结构房屋的设计理念、调整砌体结构房屋的施工方案,并在砌体结构房屋的建设中增加抗震结构等方式,来提高砌体结构房屋的抗震能力,使砌体房屋在面对地震时做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”,有效的降低地震对造成的损害,保护国家及人民的生命财产安全。
多层砌体结构房屋的抗震设计随着城市的发展和人口的增加,多层砌体结构房屋的需求也越来越大。
然而,由于砌体结构的特点,其在抗震设计方面存在一定的困难和挑战。
本文将从设计原则、材料选择、结构布置等方面探讨多层砌体结构房屋的抗震设计。
首先,多层砌体结构房屋的抗震设计应遵循以下原则:1.整体性设计原则:在设计中应注重整体性,将建筑结构、构造形式、材料选择等各方面因素进行综合考虑。
要确保结构的稳定性和整体性,减少房屋在地震中发生局部破坏的可能性。
2.强度设计原则:根据不同地区的地震分级,在设计中要确保房屋的强度满足要求。
可以采用增大房屋断面或加固结构的方法来增加强度。
3.刚度设计原则:在设计中要保证房屋具有足够的刚度,能够承受地震引起的水平位移。
可以采用增加墙体、柱子等构件的截面尺寸或加固节点的方法来增加刚度。
其次,材料的选择对多层砌体结构房屋的抗震性能有着重要影响。
常见的砌体材料有红砖、轻质砖、空心砖等。
在抗震设计中,需要选择质量好、强度高的砖,以保证房屋的整体强度和稳定性。
此外,还可以使用钢筋混凝土构件来加固砌体结构,使其具备更好的抗震性能。
最后,结构布置也是多层砌体结构房屋抗震设计的重要考虑因素。
在结构布置方面,应尽量避免长条形布置形式,应采用合理的布置方式,使结构力线合理分布,提高房屋的整体抗震能力。
此外,还要注意墙体与柱子、墙体与屋面的连接方式,保证连接牢固,防止在地震中发生脱离。
总之,多层砌体结构房屋的抗震设计需要注重整体性、强度和刚度的设计原则,选择合适的材料,合理布置结构。
通过以上措施,可以提高多层砌体结构房屋的抗震性能,保障人们的生命财产安全。
当然,针对具体的地区和工程项目,还需要根据实际情况进行详细的设计和计算分析。
1.3.7 多层砌体房屋结构抗震抗剪强度验算时,当某层或某些墙段不能满足截面强度要求时,未采取有效措施加强。
改进措施:多层砌体房屋中的部分墙段抗震抗剪强度不能满足要求时,一般可以有五种办法来加强:(1)增加墙厚。
抗震抗剪强度与截面大小有关,增加墙厚可以提高抗剪能力,同时,外墙可以提高保温隔热效果,有利于节能。
不利的是增加墙厚会增大结构自重,加大了地震作用,同时材料上当然也会增加。
所以不是一种最好的办法,只在某些情况下能适用。
(2)提高砌体强度。
砖和砂浆强度的提高,直接会增大截面抗震抗剪能力。
但是,目前砌体规范中对砂浆强度只给出M10砂浆时的抗剪强度设计值,而且明确大于M10的砂浆强度也只取到M10砂浆时的强度。
在目前一些砖或混凝土砌块的强度有明显提高的情况下,完全有条件采用与之配套的高标号砂浆,提高砌体的抗震抗剪强度,满足截面的强度验算要求。
但目前因无这方面的数据,规范又无规定,所以只有进行相关的试验来求得数据,用于强度验算。
(3)配置水平钢筋。
这也是《抗震规范》GB 50011第7.2.9条提出的一项措施。
在砌体水平灰缝中配置一定数量的钢筋,可以提高砌体墙段的抗剪能力,这是在大量试验研究基础上提出的办法。
规范规定,灰缝中的配筋率应不小于0.07%且不大于0.17%。
试验证明,当水平配筋的数量小于截面配筋率的 0.07%时,此时虽有水平筋,但对提高抗剪能力并不明显,因此不能考虑其作用。
同时,试验也证明,当在水平灰缝中配置的钢筋过多(过密或过粗),其间的水平钢筋也不能完全发挥提高抗剪能力的作用。
因此由试验确定的配筋率上限值为0.17%。
《抗震规范》第7.2.9条的说明还指出,采用水平配筋措施时,抗震能力的大小与墙体的高宽比有关,这也是使水平钢筋能够发挥作用大小的重要因素。
(4)增加设置构造柱或芯柱。
在墙段两端设置构造柱是一种抗御地震时突然倒塌的有效措施。
一般的构造柱都设置在墙段的边端或墙体和墙体的交接处,它与为了提高抗震抗剪能力而在墙段中部设构造柱的要求和目的不同。
【摘要】多层砌体结构房屋的施工设计与结构布置的具体做法,以及结构构件的具体选择对建筑物的抗震性能关系重大,文章主要对钢筋混凝土构造柱的设置与功能、钢筋混凝土圈梁、楼(屋)盖结构及其连接技术等方法及措施来增强其抗震能力进行讨论的。
【关键词】多层砌体;房屋;抗震能力;设计方法
一、多层砌体结构房屋在地震中常见的问题分析
砌体结构,通常是指由混凝土砌块、黏土砖等砌成的结构,由于砌体是一种脆性材料,其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低,因而砌体房屋的抗震性能相对较差。
在国内外历次强烈地震中,砌体结构的破坏率相当高,据多次的地震调查发现,在地震中,最容易损坏的就是墙体,因为墙体是砌体结构房屋的主要承重构件,它不仅承受竖直方向的荷载,也承受水平和竖直方向的地震作用,受力复杂,加之砌体本身的脆性性质,地震时在墙体上很容易产生裂缝。
在反复地震作用下,裂缝将不断发展、增多、加宽,最后导致墙体崩塌,楼盖塌落,房屋破坏。
其震害情况大致如下:
(1)房屋的倒塌:当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时或者个别部位构件间连接强度不足时,就会很容易造成房屋的局部倒塌;当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时,就会造成房屋的整体倒塌。
(2)墙体出现裂缝:墙体出现斜裂缝的主要原因是抗剪强度不足,高宽比较小的墙片易出现斜裂缝;当纵横墙交接处连接不好时,易出现竖向裂缝;当墙片平面外受弯时,易出现水平裂缝;高宽比较大的窗间墙易出现水平偏斜裂缝。
(3)墙角破坏:墙角为纵横墙的交汇点,地震作用下其应力状态复杂,因而其破坏形态多种多样,有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。
(4)纵横墙连接破坏:一般是因为施工时纵横墙没有很好的连接槎,加之地震时两个方向的地震作用使连接处受力复杂,应力集中,这种破坏将导致整片纵墙外闪甚至倒塌。
(5) 楼盖与屋盖破坏:主要是因为楼板支承长度不足,引起局部倒塌,或是因其下部的支承墙体破坏而倒塌。
(6) 楼梯间破坏:主要是因为墙体受到了破坏,而楼梯本身很少被破坏,这是因为楼梯在水平方向刚度大,不易破坏,而墙体在高度方向缺乏有力支撑,空间刚度小,且高厚比较大,稳定性差,容易造成破坏。
二、增强多层砌体结构房屋的抗震能力的方法及措施
对于多层砌体结构房屋而言,可以通过采取以下几个方法及措施来增强其抗震能力:
1、钢筋混凝土构造柱的设置与功能
经过多年来国内外的模型试验和大量的设置钢筋混凝土构造柱的砖墙墙片试验证明,钢筋混凝土构造柱虽然对于提高砖墙的受剪承载力作用有限,大体提高10%~20%,但是对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落能起到非常显著的作用。
要形成这种约束作用,就需要钢筋混凝土构造柱与各层圈梁一起形成合力,就是说,通过钢筋混凝士构造柱与圈梁把墙体分片包围,就可以有效地限制墙体开裂后裂缝的延伸和砌体的错位,使得砖墙能够维持竖向承载能力,并且能继续吸收地震的能量,很大程度上避免了房屋墙体的倒塌。
钢筋混凝土构造柱的设置部位、截面尺寸和配筋,依地震的烈度、房屋的高度和结构类型的不同而异,从钢筋混凝土构造柱的设置部位来看,大致分为三种:
第一种:在容易损坏的部位,例如在房屋外墙四角、洞口宽度大于2.0m的较大洞口和大房间内外墙交接处、错层部位的横墙与外纵墙交接处,每隔15m左右的横墙与外纵墙交接处,六度区四、五层以下,7度区三、四层以下,8度区二、三层就要按此要求设置钢筋混凝土构造柱,还有楼、电梯间的横墙与内外墙交接处在7、8度时均要设计钢筋混凝土构造柱。
第二种是:隔开间的设置,这是根据烈度和层数不同区别对待设置钢筋混凝土构造柱的
要求。
例如六度六、七层,7度五层,8度四层,9度二层,其钢筋混凝土构造柱的设置除满足必须设置部位外,还要在房屋隔开间的横墙与外纵墙交接处,山墙与内纵墙的交接处设置钢筋混凝土构造柱。
第三种是:每开间设置,当房屋层数较多时,钢筋混凝土构造柱设置应适当增加,如6度八层,7度六、七层,8度五、六层,9度三、四层的内墙(轴线)与外墙交接处设置,还有内墙局部较小墙垛处设置,9度三、四层还有内纵墙与横墙交接处设置,具体规定见抗震设计规范gb50011—2001第7.3.1条。
对于外廊式、单面走廊式的多层砖房,应根据房屋增加一层的层数,按抗震设计规范的要求设置钢筋混凝土构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均要按外墙的要求设置钢筋混凝土构造柱。
2、钢筋混凝土圈梁
设置钢筋混凝土圈梁是多层砖房有效的抗震措施之一,钢筋混凝土圈梁有如下功能:
①增强房屋的整体性,由于圈梁的约束,预制板散开以及砖墙出平面倒塌的可能性大大减小了,使纵横墙能够保持一个整体的箱形结构,充分地发挥各片砖墙在平面内抗剪承载力。
②作为楼(屋)盖的边缘构件,提高了楼盖的水平刚度,使局部地震作用能够分配给较多的砖墙来承担,也减轻了大房间纵、横墙平面外破坏的危险性。
③圈梁还能限制墙体斜裂缝的开展和延伸,使砖墙裂缝仅在两道圈梁之间的墙段内发生,斜裂缝的水平夹角减小,砖墙抗剪承载力得以充分的发挥和提高。
3、楼(屋)盖结构及其连接技术
楼(屋)盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接,梁与砖柱的连接不应削弱柱截面,各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。
横墙较少的多层黏土砖、多孔砖住宅楼房屋的最大开间尺寸不宜大于6.6 m;房屋端部大房间的楼盖,8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼(屋)盖,当圈梁设在板底时,钢筋混凝土预制板应相互拉结,并应与梁、墙或圈梁拉结;现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度,不应小于120 mm。
装配式钢筋混凝土楼板或屋面板,当圈梁未设在板的同一标高时,板端伸进外墙的长度不应小于120 mm,伸进内墙的长度不应小于100 mm,在梁上不应小于80 mm;当板的跨度大于4.8 m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结;一个结构单元内横墙错位数量不宜超过总墙数的三分之一,而且连续错位不宜多于两道;横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5 m外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1 m或开间尺寸的一半;错位的墙体交接处均应增设构造柱,且楼(屋)面板应采用现浇钢筋混凝土板;内外墙上洞口位置不应影响外纵墙和横墙的整体连接;所有纵横墙均应在楼(屋)盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁;所有纵横墙交接处及横墙的中部,均应增设满足下列要求的构造柱:圈梁的截面高度不宜小于150 mm,上下纵筋各不应少于3ф10,箍筋不小于ф6,间距不大于300 mm;在横墙内的柱距不宜大于层高,在纵墙内的柱距不宜大于4.2 m,最小截面尺寸不宜小于240 mm× 240 mm。
同一结构单元的楼(屋)面板应设置在同一标高处;房屋的底层和顶层在窗台板处宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带,其厚度不小于60 mm,宽度不小于240 mm,纵向钢筋不少于3ф6,7度时或长度大于7.2 m的大房间及8度和9度时外墙转角及内外墙交接处,应沿墙高每隔500 mm配置2ф6拉结钢筋,并每边伸入墙内不宜小于1 m。
4、对楼梯间的要求
楼梯间是发生地震时的疏散通道,同时,历次地震震害表明,由于楼梯间比较空旷常常破坏严重,在9度及9度以上地区曾多次发生楼梯间的局部倒塌,当楼梯间设置在房屋尽端时破坏尤为严重。
因此,要求8度和9度时,顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500 mm 设2ф6通长钢筋,9度时其他各层楼梯间应在休息平台或楼层半高处设置60 mm厚的配筋混凝土带或配筋砖带,纵向钢筋不应少于2ф10,其砂浆强度等级不应低于m7.5;8度和9度时,楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500 mm,并应与圈梁连接;装配式楼
梯段应与平台板的梁可靠连接;突出屋顶的楼(电)梯间,构造柱应伸到顶部,并与顶部圈梁连接,内外墙交接处应沿墙高每隔500 mm设2ф6拉结钢筋,且每边伸入墙内不应小于1 m,不能采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。
三、结束语
综上所述,多层砌体结构房屋的施工设计与结构布置的具体做法,以及结构构件的具体选择对建筑物的抗震性能关系重大,因此,在具体进行建筑平面、立面以及结构抗震体系的布置与选择方面,利用钢筋混凝土构造柱和钢筋混凝土圈梁的设置,严格按照楼(屋)盖连接技术和对楼梯间的要求来进行设计,才能更好地提高多层砌体结构房屋的抗震能力。