地震对砌体房屋的危害及措施
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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。
砖砌体结构房屋震害分析及设计建议
2008年5月12日,我国四川省汶川县发生了里氏8.0级特大地震。
此次大地震造成了大量房屋的破坏,尤其是砌体结构房屋的破坏最为严重,约占建筑破坏总面积的80%,给抗震救灾工作带来了巨大的难度。
目前,我国《建筑抗震设计规范》GB50011-2001规定,8度和9度时的大跨结构、长悬臂结构、烟囱和类似高耸结构,9度时的高层建筑,应考虑竖向地震作用。
而对于砌体结构是否要考虑竖向地震作用,并没有给出明确规定。
针对这一问题,本文整理、归纳汶川地震中砌体结构房屋的典型震害,通过震害原因的分析和阐述说明了砌体房屋设计过程中考虑竖向地震作用的重要性。
同时,本文以此次汶川地震竖向地震加速度记录和近十年来国内外已取得的大量地震动记录为依据,给出了不同设防烈度、不同设计地震分组下竖向地震加速度与水平地震加速度之间关系。
并根据此关系,采用“冲量法”计算出了不同设防烈度下砌体结构房屋的竖向地震作用,分析了竖向地震力的分布规律以及对砌体结构的影响。
为避免砌体房屋在竖向地震作用下倒塌和局部某层压溃,给出了墙体的界限轴压比建议值,这对提高砌体房屋的抗震性能将起到一定的作用。
根据文中给出的界限轴压比建议值,验算已建砌体房屋的实际轴压比,对不满足要求的房屋,给出相应的加固方案。
对于在地震中震损但尚有修复价值的砌体房屋,根据震损情况的不同判断结构的残余承载力,在考虑竖向地震作用后给出相应的加固方案,不仅要保证加固后的房屋满足正常使用功能的要求,更要确保加固后的房屋遭受罕遇地震时结构的安全。
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。
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。
砌体房屋抗震加固方案1. 墙体破坏在地震中,主要承受侧力的构件是与水平地震作用方向平行的墙体。
当墙体的抗剪承载力不足以应对地震作用时,便会发生破坏。
若墙体的高宽比接近1,破坏形式通常表现为X形交叉裂缝;若高宽比小于1,则墙体中部易出现水平剪切裂缝。
对于采用钢筋混凝土楼板的砖砌体墙房屋,底层的裂缝往往比上层更为严重。
2. 窗间墙与墙垛破坏细高的窗间墙在地震中受剪弯双重作用,容易产生水平断裂。
门窗洞口开设过多或过大的墙面,其破坏程度也较为严重。
窗间墙布置不合理、墙段长度过大或过小,以及宽墙垛因吸收过多能量而先行破坏,窄墙垛则因稳定性不足而随后失效。
在竖向地震作用下,大洞口的上部过梁有时会在中部发生断裂破坏。
3. 纵横墙连接破坏由于施工过程中纵横墙往往不能同时咬槎砌筑,导致纵横墙间存在马牙槎,使墙体间缺乏有效拉结。
即使同时砌筑,若砌筑质量不佳,同样会降低拉结强度。
因此,在地震作用下,纵横墙连接处容易出现薄弱环节,表现为内外墙交接面产生竖向裂缝、拉脱、纵墙外闪,甚至整片墙倒塌。
此外,地震引起的地基不均匀沉降也会导致纵横墙间出现竖向裂缝。
4. 墙体刚度变化和应力集中的部位,例如楼梯间、墙角和烟囱等,由于削弱了墙体的结构强度,容易在地震中遭受破坏和倒塌。
楼梯横墙间距较小,水平剪切刚度较大,因此承受的地震剪力也相对较大。
然而,由于楼梯间没有楼板,其空间刚度相对较小。
楼梯踏步板嵌入墙体,进一步削弱了墙体的强度,导致楼梯间墙体在水平地震作用下容易产生斜裂缝和交叉裂缝。
墙角位于房屋端部,横纵两个方向的约束作用减弱,使得墙角处的抗震能力降低。
在地震作用下,墙角部位由于刚度较大,容易受到房屋扭转效应的影响,导致地震作用效应增大。
5. 楼板和屋盖是地震时传递水平作用力的主要构件,其水平刚度对房屋整体抗震性能具有重要影响。
现浇钢筋混凝土板构成的结构整体性好,因此具有较好的抗震性能。
相比之下,预制钢筋混凝土板的整体性较差。
如果板缝偏小,混凝土灌缝不易密实;或者端部的搁置长度过短且没有可靠的拉结措施,地震时板缝容易拉裂,甚至导致板体掉落。
地震对砌体房屋的危害及措施
摘要:地震是世界上最凶恶的敌人,它所造成的直接灾害有:地面破坏,如地面裂缝、塌陷,喷水冒砂等;山体等自然物的破坏,如山崩、滑坡等;建筑物与构筑物的破坏,特别是房屋倒塌。
关键词:地震;砌体;危害;措施
一、引言
地震的直接灾害发生后,会引发出次生灾害。
有时,次生灾害所造成的伤亡和损失,比直接灾害还大。
1932年日本关东大地震,直接因地震倒塌的房屋仅1万幢,而地震时失火却烧毁了70万幢。
1948年原苏联阿什哈巴德地震,砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到70%-80%。
1976年唐山地震,对烈度为10度、11度区的123栋2-8层砖混结构房屋调查,倒塌率为63.2%,严重破坏为23.6%,尚能修复使用的4.2%,实际破坏率达95.8%。
2008年5月12日14时28分,四川汶川境内发生了里氏8.0级地震,这次特大地震造成了大量房屋的倒塌,给社会带来了巨大的经济损失和大量的人员伤亡。
二、抗震性能差的原因
1、刚度大、自重大,地震作用也大;
2、砌体材料质脆,抗剪、抗拉、抗弯强度低,地震作用下极易出现裂缝;
3、受施工质量的影响较大;如砂浆不饱满,易出现裂缝,减弱抗震性能。
若能针对砌体结构的弱点进行合理设计,采用适当的构造措施,确保施工质量,砌体结构的抗震性能是能够得到改善的。
三、抗震构造措施
对于多层砌体结构,抗震构造措施对于提高房屋的抗震性能,作到大震不倒有重要意义。
各种构造措施的目的只有一个:即加强房屋的整体性,使之具有一定的变形能力(延性)。
3.1多层砖房的抗震构造措施
3.1.1设置钢筋混凝土构造柱
1、钢筋混凝土构造柱的主要功能约束墙体,使之有较高的变形能力。
2、设置位置和要求
(1)构造柱设置部位一般情况下应符合下表要求
(2)外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按前表设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。
(3)教学楼、医院等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按上表设置构造柱;当横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,应按前款要求设置构造柱,但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时,应按增加二层后的层数考虑。
3、截面尺寸、配筋和连接的要求
构造柱最小截面可采用240×180mm,纵向钢筋宜采用4Ф12,箍筋间距不宜大于250mm,且在柱上下端适当加密;7度时超过六层、8度时超过五层和九度时,构造柱纵向钢筋宜采用4Ф14,箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。
构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500mm设2Ф6拉结钢筋,每边深入墙内不宜小于1m。
3.1.2设置钢筋混凝土圈梁
1、钢筋混凝土圈梁的主要功能
增加纵横墙体的连接,加强整个房屋的整体性;圈梁可箍住楼盖,增强其整体刚度;减小墙体的自由长度,增强墙体的稳定性;可提高房屋的抗剪强度,约束墙体裂缝的开展;抵抗地基不均匀沉降,减小构造柱计算长度。
2、钢筋混凝土圈梁的设置部位及构造要求
装配式钢筋混凝土楼盖、屋盖或木楼盖、屋盖的砖房,纵墙承重时每层均应设置圈梁,且抗震墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密;现浇或装配整体式钢筋混凝土楼盖、屋盖与墙体可靠连接的房屋可不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应
加强配筋,并应与相应的构造柱钢筋可靠连接;圈梁应闭合,遇有洞口应上下搭接,圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底;圈梁在前表要求的间距内无横墙时,应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。
3、圈梁的截面尺寸及配筋
圈梁的截面高度一般不应小于180mm,配筋应符合右表要求,但在软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层上的砌体房屋的基础圈梁,截面高度不应小于180mm,配筋不应少于4Ф12 。
3.1.3楼盖、屋盖构件具有足够的搭接长度和可靠的连接
现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度,均不宜小于120mm;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120mm,伸进内墙的长度不应小于100mm,在梁上不应小于80mm;当板的跨度﹥4m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边与墙或圈梁拉接;房屋端部大房间的楼盖,8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼盖、屋盖,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;8度和9度时,顶层内纵墙顶宜增砌支撑端山墙的踏步式墙垛;门窗洞口不应采用无筋砖过梁,过梁支撑长度,6~8度时不应小于240mm;9度时不应小于360mm。
3.1.4墙体之间的连接
7度时长度大于7.2m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500mm配置2Ф6拉结钢筋,并每边深入墙内不宜小于1m。
后砌的非承重砌体隔墙应沿墙高每隔500mm配置2Ф6拉结钢筋与承重墙或柱拉结,并每边深入墙内不宜小于500mm;8度和9度时长度大于5m的后砌非承重砌体隔墙的墙顶,尚应与楼板或梁拉结。
3.1.5加强楼梯间的整体性
楼梯间应符合下列要求:
1.8度和9度时,顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设通长钢筋;9度时其它各层楼梯间可在休息板平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砂浆带,砂浆强度等级不应低于M7.5,钢筋不宜少于2Ф10。
2.8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500mm,并应与圈梁连接。
3.装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接,不应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。
4.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500mm设2Ф6拉结钢筋,且每边伸入墙内不应小于1m。
3.1.6采用同一类型的基础
同一结构单元的基础(或桩承台),宜采用同一类型的基础,底面宜埋在同一标高上,否则应增设基础圈梁并应按1:2的台阶逐步放坡。
3.2多层砌块房屋的抗震构造措施
3.2.1设置钢筋混凝土芯柱
混凝土小砌块房屋芯柱截面尺寸不宜小于120mm×120mm;芯柱混凝土强度等级,不应低于C20;芯柱竖向钢筋应贯通墙身且与圈梁连接,插筋不应小于1Ф 12,7度时超过五层、8度时超过四层和9度时,插筋不应小于1Ф14;4.芯柱应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于500mm的基础圈梁相连;为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱,宜在墙体内均匀布置,最大净距不宜大于2m。
3.2.2砌块房屋的钢筋混凝土构造柱
构造柱最小截面可采用190×190mm,纵向钢筋宜采用4Ф12,箍筋间距不宜大于250mm,且在柱上下端宜适当加密;7度时超过五层、8度时超过四层和九度时,构造柱纵向钢筋宜采用4Ф14,箍筋间距不应大于200mm;外墙转角的构造柱可适当加大截面及配筋。
构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,与构造柱相邻的砌块孔洞,6度时宜填实,7度时应填实,8度时应填实并插筋;沿墙高每隔600mm应设拉结钢筋网片,每边深入墙内不宜小于1m。
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。
构造柱可不单独设置基础,但应深入室外地面下500mm,或与埋深小于500mm 的基础圈梁相连。
3.2.3设置钢筋混凝土圈梁
砌块房屋均应设置现浇钢筋混凝土圈梁,圈梁截面尺寸、混凝土强度等级和配筋应符合下列要求:
1.圈梁宽度不应小于190mm。
2.配筋不应小于4Ф12,箍筋间距不应大于200mm。
并按下表设置。
3.2.4砌块墙体的拉结
砌块房屋墙体交接处或芯柱与墙体连接处应设置拉结钢筋网片,网片可采用Ф4 钢筋点焊而成,沿墙高每隔600mm设置,每边深入墙内不宜小于1m。
3.2.5设置钢筋混凝土带
6度时7层、7度时超过5层、8度时超过4层,在底层和顶层的窗台标高处,沿纵横墙应设置通长的水平现浇钢筋混凝土带,其截面高度不小与60mm,纵筋不小于2Ф10,并应有分布拉结筋,其混凝土强度等级不低于C20。
3.2.6其它构造措施
与多层砖房相应要求相同。
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