多层砖混结构房屋的震害分析

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多层砖混结构房屋的震害分析

【摘 要】砖混结构是一种在我国城镇与乡村中使用较为广泛的结构形式。砖混结构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,因此砖混房屋在历次地震中的震害比较严重。文章主要分析了多层砖混结构房屋的震害以及加固方法。

【关键词】多层建筑;砖混结构;地震;加固

1.多层砖混结构房屋的震害

1.1墙体的破坏

墙体的破坏,主要表现为墙体出现水平裂缝、垂直裂缝、斜裂缝、“X”形裂缝,严重的还会出现歪斜以致倒塌等现象。分析表明,墙体在水平地震作用下主要受到弯剪破坏,当地震作用在墙体内产生的剪力超过墙体的抗剪承载力时,墙体就会产生水平裂缝、垂直裂缝或斜裂缝,当地震反复作用时,即形成交叉裂缝。墙体的水平裂缝常发生在纵向窗间墙的上下截面处以及楼盖与墙面连接处。墙体的斜裂缝或交叉裂缝则通常在建筑物的横墙、山墙及纵墙的窗间墙中出现。墙体的竖向裂缝常发生在纵横墙交接处。

1.2墙角的破坏

地震对墙角的破坏较常见。由于墙角位于房屋的尽端,房屋对其约束作用相对较弱,而地震对房屋产生扭转效应,在墙角处的受力比较复杂,容易产生应力集中现象,因而破坏形式多样,通常有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。

1.3楼梯间的破坏

楼梯间的破坏主要是墙体的破坏,而且一般比其他部位的墙体破坏严重。这是由于楼梯间开间较小,在水平方向的刚度较大,故承担的地震力较多,而楼梯间墙体由于没有一般房间的楼盖与其形成空间结构,墙体沿高度方向缺乏强有力的支撑,因此空间刚度是比较差的,特别是顶层休息平台以上的外纵墙墙体较高,其稳定性差,当地震烈度较高时,此部位墙体极易出现局部破坏或局部倒塌现象。楼梯间的震害除了墙体开裂外,还会有梯段板断裂、平台梁发生破坏、预制梯段与休息平台之间出现裂缝等现象,严重的还会造成梯段或梯梁脱落。

1.4纵横墙连接处的破坏

纵横墙连接处在地震力作用下的破坏尤为常见,这是由于纵横墙受到两个方向的地震作用力,即横向与纵向,产生应力集中的现象。如果在施工中纵横墙砌筑不同咬楼,而又缺乏足够的拉结,或在横墙上靠近纵墙处开洞,削弱了纵横墙

的连接,则地震时在纵横墙连接处易产生竖向裂缝,严重时出现纵横倒塌现象。

1.5楼盖与屋盖的破坏

砖混结构房屋的楼(屋)盖在地震时因本身的强度或刚度不足而破坏的较少。出现楼板坠落的严重震害大部分都是由于钢筋混凝土预制楼板在墙体土搁置长度太短,或楼板与墙及楼板之问缺乏足够的连接而造成的。

1.6非结构构件的破坏

房屋中的附属结构,如女儿墙、钢筋混凝仁挑檐、雨罩等悬挑构件的破坏率通常都很高。这是因为附属结构构件在地震力作用下,由于其根部与下部结构连接薄弱,刚度突变,动力反应增大,产生开裂或倒塌现象。房屋的装饰性构件,如:建筑贴面、悬挂于外墙或突出屋面的广告牌等在地震时由于水平和竖向运动,就极易脱落而破坏。尽管其破坏不会危及主体结构,但有时也会造成定的人员伤亡和财产损失。

2.多层砖混结构房屋的抗震设计

2.1加强房屋设计的合理性

第一,加强房屋平、立面的合理布置。多层砖混房屋的平、立面布置从整体上决定了建筑物的抗震能力,合理的布置是抗震概念的关键。简单、对称的结构容易估计其地震时的反应,容易采取抗震构造措施和进行细部处理,与抗震计算假定的符合度较高。设计时建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减少,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。第二,加强对高度和层数的控制。砌体是脆性材料,变形能力小,抗震后备潜力小,墙体一旦开裂,持续的地震就可能使破裂的墙体产生出平面错动,从而大幅度降低墙体的承载力,适当限制高度和层数是减轻震害的一种有效办法。普通砖的多层砖房,墙厚不小于240mm,总高度及总层数不应超过建筑抗震设计规范的规定。需要特别指明,该表适用于横墙较多的多层砖砌体房屋。横墙较多是指同一层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以内。对横墙很少的多层砖砌体房屋,应根据具体情况,在横墙较少的基础上,再适当降低总高度和减少层数。第三,加强对高宽比的限制。大量的地震震害调查表明,地震时砌体房屋的破坏和倒塌主要是由于墙体的剪切破坏造成的。为了避免窄而高的建筑可能造成的整体弯曲破坏,规范按照不同烈度对房屋最大高宽比给予了限制。建筑平面接近正方形时,其高宽比宜适当减小。

2.2 增强房屋的整体性

抗震整体性好的建筑物,能减少由于局部破坏造成建筑物倒塌或部分倒塌的危险性。应主要从以下几方面来增强房屋建筑的整体性:第一,设置完整的圈梁一构造柱体系。圈梁与构造柱的设置可以加强墙体间的楼板与墙体的连接,构成一个“弱框架”,对墙体起约束作用,增强房屋的整体性和空间刚度。按规范要求,

地震区的砌体结构必须有完整的圈梁一构造柱体系,才能对脆性砖砌墙体构成完整的围箍、约束,使其遭遇地震时具有一定的延性而避免倒塌。第二,加强构造柱与基础、墙体、楼(屋)盖板等构件的连接。造柱是墙体的一部分,两者有良好的结合面,其作用完全不同于框架柱。因此,构造柱在墙体中不必单独设置基础。构造柱的底端可锚固在室内地坪或室外地坪以下基础墙内的圈梁中。为了获得较好的锚固条件,锚有构造柱钢筋的一段圈梁宜加厚为240mm。因房屋高宽比值过大而设置的构造柱,要承担地震引起的倾覆力矩。构造柱的底端以伸至房屋基础底面为妥。第三,加强墙体(圈梁)与楼(屋)盖板的连接。由于规范规定现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋可以不另设圈梁,因此,必须注意其与墙体的连接。在没有圈梁的情况下,地震荷载主要集中在现浇或装配整体式钢筋混凝上楼(屋)盖水平处,并通过楼(屋)盖与墙体的连接传给下层墙体。因此,现浇或装配整体式钢筋混凝上楼(屋)面板与墙体进行可靠连接才能保证地震荷载的传递。第四,加强楼板间的连接。楼、屋盖作为平面构件,除了要靠墙、构造柱、圈梁等构件围箍约束保持其整体性外,其自身也要保持一定的空间刚度。我国传统砖混结构房屋的楼板、屋盖多采用预制板简单拼装的形式,完全不考虑预制板之间的连接构造和共同受力,也不考虑预制板与支承结构之间的连接和整体作用,因此,地震时由于缺乏整体性及与周边构件的连接往往造成楼盖解体,单板散落,下坠伤人的事件。因此,加强楼板与其他各竖向构件的连接外,对于平面内楼板之间的拉结也是非常重要的。■

【参考文献】

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