砖混结构房屋抗震设计
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多层砖混结构房屋抗震设计探究摘要:研究多层砖混结构房屋建筑的抗震设计对于指导我们工作的开展,进而保证人们的生命财产安全有着非常重要的作用。
笔者根据多年的实际工作经验,从多个方面深入探讨了多层砖混结构房屋抗震设计,旨在为有关设计人员的实际工作提供参考。
关键词:砖混结构;建筑;抗震设计;构造柱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泛的一种建筑形式;有关统计数据表明,在中小城镇民用建筑中采用砖混结构的比例占到70%以上,可见,砖混结构已经发展成为国内现阶段使用最为广泛的建筑形式。
砖混结构砌筑时主要是选择承重砖砌体以及混合砂浆,并通过内外砖墙咬砌方式,使墙体具备整体连接性。
由于多层砖混砌体房屋砌筑选用的材料及连接方式的限制,决定了该类型结构具有较差的抗震性能。
若砖混砌体房屋结构应用于地震多发地区,则需通过加设圈梁以及构造柱的方式,以改善砌体结构延性,这对于提升砖混结构房屋的整体抗震性能具有非常重要的作用。
笔者根据多年的领域内工作经验,就如何提升砌体房屋抗震性能进行了深入探讨。
1、选择适宜的建筑场地在选择建筑场地时,应当结合工程需要,深入了解工程所处区域的地震活动情况,详细分析工程地质以及地震地质的有关资料,综合评价建筑场地,并按照抗震有利、不利以及危险地段的划分,对建筑场地进行归类。
若发现工程建筑场地处于不利地段,则需向有关方面提出合理避开请求;若无法避开时,则可采取针对性的有效措施。
2、遵循平、立面布置规则在整个建筑结构设计中,需对建筑平、立面规整性进行深入分析。
有关地震灾害数据表明,地震发生时,简单、对称的建筑具有更好的抗震性能。
因此,对建筑进行抗震设计,应力求建筑结构布置简化,提倡平面和立面具备规整性。
采取规整性布局有利于抗震的原因其实较为简单,即对称、简单的结构更容易适应地震时的水平作用力,能迅速地针对地震作用进行抗震的细部处理。
建筑结构设计时,需遵循平、立面布置规则,尽量使建筑结构的各部位受力保持均匀,减少薄弱环节。
分析砖混结构抗震设计问题汶川地震及玉树地震的发生,使建筑抗震设防问题成为了人们必须要考虑的问题。
针对目前房屋建筑砖砌体结构在抗震设计中存在的一些问题,并提出了有效的解决办法,以增强建筑物的抗震性能。
标签砖砌体结构;抗震设计;局部尺寸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,建筑体形要求复杂.砖混结构是一种抗震不利的体系,它应在一定的控制条件下设计,才能保证抗震安全,当结构体形复杂时,采用砖混结构,会使结构的安全度大幅降低,在强烈地震作用下,砖混结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌。
因此改善砌体结构延性,提高房屋的抗展性能具有极其重要的意义。
结合设计的实践经验,在多层砖混房屋抗震设计上应注意以下几方面。
1 砖砌体结构在抗震设计中存在的一些共性问题在砖砌体房屋中,砖墙既是承重构件又是水平地震作用的构件。
而砌筑砖墙的砖和砂浆都是脆性材料,抗震性能差,在 6 度地震作用时少量墙体就会出现裂缝,随着地震作用的加大其房屋破坏的程度明显增强、房屋破坏的数量明显增多。
砌体结构在抗震设计中存在的一些共性问题主要表现在:1.1 平面不规则和楼板不连续。
由于居住者要求住宅建筑具有明卧、明厅、明卫和明厨,设计者和开发商为满足这种需求,使得建筑物平面凹凸部分尺寸较大,有的可能超过该方向总尺寸的30%,属于平面不规则建筑。
加之相邻楼梯间的影响(楼梯间处楼板不连续),使得楼板局部不连续,更加重了结构的不规则,增加了地震扭转附加效应,使整个楼盖的侧向刚度较弱,整体性差,不利于抗震。
1.2 总高度和总层数超限。
有的阁楼层不高且不住人可不作为一层考虑;有的阁楼层空间较高,且设计作为居室的一部分应作为一层考虑。
另外,当阁楼层的面积小于顶层面积的30%时阁楼层可不作为一层考虑。
砖砌体房屋的层数越多,高度越高,其地震破坏程度就越大。
1.3 错层砖砌体结构和纵墙墙体布置较弱。
在一些地方,设计者和开发商为了满足时尚消费群体的需要同时节省资金,将住宅楼设计成错层砖砌体结构。
砖混结构房屋建筑的抗震设计作者:王亚刚来源:《中国新技术新产品》2011年第17期摘要:根据地震灾害资料的分析发现,在经过高烈度地震后所保留下来的砖混结构房屋建筑,除了地基、结构布置及施工质量是符合抗震设防要求外,其建筑和结构的构造措施也是重要的原因之一。
因此,本文作者主要就砖混结构房屋建筑抗震设计中的强度验算与构造措施进行了分析。
关键词:砖混结构;房屋建筑;抗震设计;结构体系中图分类号:U452 文献标识码:B1.前言我国当前房屋建筑中,在房屋建筑中砖混结构一直使用最为广泛。
由于砖混结构的材料和连接方式变形能力小,因此,在地震力的作用下,砖混结构的抗震性能较差。
但是,在根据房屋的震害调查分析表明发现,只要在对建筑经过合理的抗震设防,构造措施得当,保证施工质量,砖砌体房屋仍具有一定的抗震能力。
抗震概念设计就是根据地震灾害和工作经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
2.砖混结构常用构造措施2.1.加強房屋的整体性砖混结构房屋抗震性能差的原因之一是房屋的整体性差。
为了加强墙体的强度、刚度和稳定性,砖混结构房屋的房间尺寸不宜过大;砖墙的开洞率要适当控制;开洞位置不影响纵横墙体的整体联结;注意墙体的砌筑质量;砂浆应有较好的和易性和保水性,其底层标号应≥M5.0;砌筑时干砖应浇水湿润, 以保证与砂浆的可靠粘结;不应在砖墙上任意留施工洞,必要时应在洞的周围加设钢筋混凝土框予以补强;墙体内应避免设置暗管暗线。
此外应注意下列几个方面:(1)加强墙体间的联结纵横墙体在交接处应同时咬槎砌筑, 否则应留坡槎, 而不应留直槎与马牙槎。
设计烈度为7 度时的高大房间以及设计烈度为8 度和9 度(不论房间大小) 时的房屋外墙转角及内外墙交接处, 均应沿墙高每50cm 在灰缝内配置2Ф6钢筋,每边伸入墙内不少于1m(图1)。
后砌的非承重墙在与承重墙或柱交接时, 在交接处沿墙高每50cm 预留2Ф6钢筋以便与后砌非承重隔墙拉结。
探究砖混结构房屋建筑的抗震设计多层砖混结构是当前多层住宅的主要结构形式,是人民生活居住的主要场所,其抗震性能好坏直接关系到广大人民在未来可能发生的地震灾害中的生命、财产安全。
本文对砖混结构抗震设计中存在的问题进行了分析,提出了相对应的砖混结构房屋建筑的抗震设计措施。
标签砖混结构;房屋建筑;抗震设计一、砖混结构建筑物抗震设计方面的存在问题1、平面不规则。
对于结构平面布置不规则的砖混结构,建筑物质心与刚度中心往往不易重合,在地震作用下会产生扭转效应,大大加剧地震的破坏力度;平面布局凹凸不齐,局部突出的尺寸太大,外墙拐角过多,地震时产生应力集中现象,结构易受破坏;平面刚度不均匀。
建筑设计要求虚实对比,使窗间墙宽窄不一,使窗间墙刚度分布不均,地震时变形不协调,宽墙段因刚度大而容易受剪破坏,窄墙段则易发生弯曲破坏,致使薄弱部位提前破坏引起结构整体破坏。
2、竖向刚度不均匀。
由于建筑使用功能的需要,局部设置大空间房屋,造成竖向墙体不连续,产生刚度突变和出现薄弱层。
转换承重梁过多,传力复杂,对抗震极为不利;建筑立面设计过分追求立面效果,出现“头重脚轻” 造成房屋重心过高。
有些建筑物采用错落的立面,突出屋面建筑部分的高度过高,地震时发生鞭梢效应而造成结构竖向强度和刚度的不均匀。
外墙窗尺寸越来越大,而窗间墙尺寸则越来越小,有的开间甚至取消整门外墙,在外墙上设带形通窗、玻璃幕墙,使外纵墙几乎完全丧失抗震能力。
地震时变形不协调,薄弱部门提前破坏引起结构整体破坏。
3、局部大悬挑。
砖混结构建筑物由于其结构特性使立面造型相对而言比较呆板或单一,因而设计人员喜欢用大悬挑结构来创造新颖的空间体量构图,超出规范规定,并且附属构件复杂且过多。
为突出立面效果,屋顶女儿墙设置过高,超出现行建筑抗震设计规范中相应的规定。
4、砖混结构建筑物设计中构造柱设置过多,抗震砖墙不足。
资料表明,砖墙增设构造柱后能提高砖混结构建筑物体侧向挤出塌落的约束作用,设置钢筋混凝土构造柱能使砌体的抗剪承载力显著提高,提高砌体的变形能力,是有效的抗倒塌措施。
多层砖混结构房屋抗震设计问题分析及预防我国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广,是一个地震多发国家,强烈地震造成人身和财产的巨大损失。
多层砖混结构房屋是现在最广泛应用的结构形式,进行合理的抗震设计,提出切实可靠的抗震结构措施,有利于减少地震造成的破坏,减少经济损失,保障人民生命财产的安全。
标签:地震;砖混结构;抗震设计;建筑结构1 引言我国是地震多发国家之一,强烈地震造成人身和财产的巨大损失。
地震的作用,主要是地震水平振动的影响,房屋的破坏程度与建筑结构类型和抗震构造措施有关。
其中,建筑破坏情况主要有两种:一是由于结构或构件承载力不足而引起的破坏;二是由于构件间连结不牢而引起的破坏。
多层砖混结构房屋是指用普通黏土砖、烧结多孔黏土砖和混凝土小型空心砌块等砌体做墙体,并采用装配的或整浇的钢筋混凝土楼盖及屋盖的房屋。
由于这种房屋具有构造简单、施工方便、可就地取材等优点,故是目前我国房屋建筑中一种应用最为广泛的结构形式。
但是,由于其所用材料的脆性性质,抗拉、抗剪和抗弯的能力很低。
因而,在地震中抵抗地震灾害的能力较差,特别是未经抗震设计的多层砖混房屋在地震中的破坏更为严重。
2 砖混结构房屋抗震设计问题分析1)结构布局问题a.结构平面形状不规则、不对称、凹凸变化大;b.在结构的竖向布置中,竖向体型存在着过大的外挑和内收,外挑或内收的尺寸与总尺寸的比值不能满足实际要求。
2)基础设计问题现行规范明确规定,在同一单元结构中不宜采用两种类型的基础。
由于地质情况的特殊性,某些建筑物一部分采用天然地基,另一部分采用人工地基,这样做是不合理的,会埋下重大安全隐患。
3)上部结构问题a.同一个结构单元内采用不同的结构体系。
如一半为底框,而另一半为砖墙落地承重,使平面刚度和竖向刚度两者产生突变,对房屋抗震十分不利;b.构造柱布置不当。
如外墙转角处、大厅四角未设构造柱,或构造柱不是成对设置;山墙与纵墙交接处未设构造柱。
4)其他结构问题a.防震缝的设置不合理。
浅谈砖混结构的房屋抗震设计
摘要:由于砌体这种材料本身具有的脆性性质决定了砖混结构的房屋在地震设防区域的变形能力较小,耗能较差,因此不利于抗震。
因此,为了提高其抗震性能,改善砖混结构房屋的延性和耗能性质具有十分重要及深远的意义。
本文主要从以下几个方面探讨砖混结构的房屋抗震设计,最大限度减少地震灾害带来的生命与财产损失。
关键词:砖混结构;房屋;抗震设计
中图分类号:tu973+.31文献标识码: a 文章编号:
1 引言
汶川大地震、青海玉树地震中破坏比较严重的就是砖混结构,每当想起这些巨大的灾害和人类遭受的损失,都会让人感到颤栗,不少的地震工作者也为此做了很多努力,总结了不少的抗震措施。
因此根据现行的抗震设计规范和砌体结构设计规范,我认为在砖混结构的房屋抗震设计上应该注意以下几个方面。
2 砖混结构简介
砖混结构有着工期短造价低、取材方便和施工简单等优点,因此在我国建筑行业中是比较常见的一种建筑结构形式。
砖混结构在连接方面主要利用混合水泥砂浆通过咬合内外砖墙达到整体性的
目的,砖墙主要采用空心砖。
虽然砖混结构具有一定的优点,但由于其脆性材料本身的性质决定了其抗震性能较差的缺点。
因此利用其优点、避免缺点是广大抗震工作者一直不断努力的方向,换言之,
改善砖混结构房屋的延性和耗能性质,提高其抗震性能具有十分重要及深远的意义。
下面着重介绍在砖混结构的房屋抗震设计中应该注意的几个方面。
3 控制砖混结构的房屋总高度和总层数
无论是哪种结构形式,都会有一定的层高限制,砖混结构也不例外。
历次震害表明砖混结构的房屋层数越多、高度越高,其破坏程度也就越大,因此在减少地震灾害时,控制砖混结构的房屋总高度和总层数具有很大的作用。
其具体做法应按照相关国家标准规范和行业规程,同时满足两者的上限值,如果只满足总高度的要求,多一层楼盖就意味着增加了房屋的重量,从而加大了作用在底部的倾覆力矩;而如果只满足总层数要求,房屋高度过高,结构就比较柔,导致位移比较大,而砖混结构的变形能力不好从而会导致一定的问题。
4 科学选择建筑平面、立面形状
随着社会经济和建筑行业的发展,建筑物的造型变化越来越多,这给结构设计带来一定的难度,但是结构师还是提倡简单、规则的建筑平面,立面不宜有较大的缩进、外挑和错层,比如说缩进不能超过房屋总长度或总宽度的一半,并且要具有良好的整体性能,这样的结构在地震作用下的损伤较轻。
选择这样的结构体型是因为规则简单的建筑结构传力途径比较清晰和明确,不容易造成应力集中和受力不合理的情况,细部构造措施也比较容易处理。
另外,中国自古以来比较讲究对称,从结构方面来讲,对称的结构的刚度和质
量分布比较均匀,这样带来的扭转振动就比较小,因此在结构建模时,要调整刚心和质心的位置,尽量使两者重合,最大限度减少扭转对结构带来的影响。
5 增大砖混结构房屋的刚度和提高其整体性
由楼盖和纵横向承重构件组成的具有空间刚度的结构体系,该房屋抗震能力主要取决于空间整体刚度和稳定性。
在砖混结构中,现浇的钢筋混凝土楼板和屋盖有利于抗震,因为刚性楼板及屋盖可以有效保证各抗侧力构件可以按各自的侧移刚度分配地震作用,而且楼板较好的水平刚度可以为荷载传递提供十分有利的条件。
从以上所述现浇楼盖的优点可知,只要楼板及屋盖是现浇的,就可以放宽立面墙体对齐要求,因为砖混结构主要以剪切变形为主,层间变形才是起控制作用的,层与层之间被楼板隔开后其联系并不那么紧密了。
而且现浇楼板还可以提高可靠的连接和约束,起到提高整体性和房屋刚度的作用。
因此为了提高砖混结构的抗震性能,应该尽量采用现浇楼板及屋盖。
6 设置房屋构造柱和圈梁
经过多次震害调查研究表明,构造柱和圈梁是砖混结构房屋中一种有效且经济的措施,因为可以有效提高砖混结构房屋的抗震能力,在地震中可以有效减轻震害。
二者共同工作,对竖向承重构件(墙体)在其平面内进行有效约束,从而有效限制裂缝开展,保证墙体的变形能力和整体稳定性,有效提高墙体的抗剪能力,裂缝与水平面的夹角可以有效减小,而且裂缝不超出两道圈梁之间的墙体
由楼盖和纵横向承重构件组成的具有空间刚度的结构体系,该房屋抗震能力主要取决于空间整体刚度和稳定性。
在实验研究中,砖混结构增设圈梁和构造柱,可以提高该结构的延性,是有效保证结构不倒塌的措施之一。
而且可以起到耗能的作用,大大削减地震作用,提高抗震能力。
因此通过设置房屋构造柱和圈梁可以有效提高抗震能力。
7 在合理位置设置水平钢筋
有时候通过设置圈梁和构造柱也不能满足抗震承载力要求,因此为了提高砖混结构墙体的抗震能力,可以在验算时抗震能力不够的承重墙体重配置水平钢筋,在合理位置设置水平钢筋不仅可以有效提高墙体的抗剪承载力,而且可以通过设置水平钢筋避免竖向通缝的形成,有效限制斜向裂缝的开展和延伸。
具体作用如下:首先进行抗震验算,对抗震验算不满足的地方增设水平钢筋,水平钢筋的直径、间距和锚固长度要求应该满足规范的相关规定,水平钢筋宜采用hrb335钢筋,配筋率不应小于0.07%,也不宜大于0.17%,问距不应大于400mm;钢筋锚固长度不宜小于180mm。
经过多次震害调查研究表明,在合理位置设置水平钢筋可有效提高抗震能力。
8 其他有效措施
结构施工质量问题也是实现抗震设防的关键之一,因此提高施工质量也是很重要的,比如砖墙的堆砌,砂浆的制备和涂抹都要达到施工规定的要求,在施工过程中,纵横向交接处的咬合和设置拉结钢筋是比较关键的工序之一,更要保证施工质量。
另外多次震害
表明,楼梯处的破坏是比较严重的,通过研究发现,楼梯设置在房屋的中部是比较合理的,应尽量避免设置在房屋的两端靠近山墙的地方。
当然除了以上几个方面的措施之外,还有很多细节的抗震措施,这里将不再赘述。
9 结语
在抗震设计中,我们应该要保证小震不坏、中震可修、大震不倒的设防目标,而这个目标的实现需要保证抗震设计与施工质量都符合相关要求。
砖混结构房屋中使用的材料具有脆性的缺点,更应做好这两个方面的要求,才能确保砖混结构房屋具有合理的抵抗地震能力。
参考文献(references):
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王彤方.浅谈抗震对多层砖混结构房屋的设计要求[j].华
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程丹琳.浅谈多层砖混结构房屋抗震设计中的关键技术[j].华章,2007,(9)
作者简介:温利霞,女,1982年4月28日,籍贯:内蒙古,工作单位:陕西达华电力工程咨询有限责任公司,研究方向是结构设计,学历:本科。