淺談砌體建筑抗震常用處理措施

馬仁平 谷久祥

（黑龍江省農(nóng)墾北安建筑安裝總公司，黑龍江 北安 164000）

現(xiàn)代砌體結構已與傳統(tǒng)的砌體有許多區(qū)別。按照砌體中的配筋率大小可將其分為無筋砌體結構、約束砌體和配筋砌體三類，它們的界限定義為：僅有少量的拉結鋼筋，含筋量在0.07%以下時為無筋砌體；約束砌體適用于地震設防地區(qū)的砌體結構，如在墻段邊緣設置邊緣構件（鋼筋混凝土構造柱），同時墻段上下設置有圈梁，此類砌體結構的特點是在砌體周邊均有鋼筋混凝土約束構件，砌體配筋量在0.07%-0.17%左右；配筋砌體適用于10層以上的中高層建筑，如配筋混凝土空心砌塊，其實就是一種砌筑成型的剪力墻結構，其配筋率也接近于現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構，即在0.2%左右。盡管砌體結構的抗震性能如此之差，然而在城鎮(zhèn)建設中，由于我國人口集中，土地有限，所以我們不可能把砌體結構限制過嚴，而是要適應發(fā)展的需要，在研究和總結震害的基礎上，改進砌體的抗震性能，提高它的建造層數(shù)和高度，滿足業(yè)主需要。

1 砌體結構現(xiàn)存問題

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，臨街有底層為鋼筋混凝土框架的大空間商店，上部為小空間磚房或砌塊建筑的房屋大量建設。這種房屋存在著明顯的弊病：

1.1 往往形成梁上砌墻的布置，使抗震橫墻在最不利的底層被切斷。且底層框架一般為大空間的公共建筑，由于使用功能上的需要，在客觀上給縱橫抗震墻的布置帶來了不少困難。

1.2 底層大部分用于商業(yè)目的，門窗開洞要求都很大，因而有的采用了前排為鋼筋混凝土柱后為磚混的結構，此結構目前無明確定義且前后兩種材料剛度差異懸殊，對高烈度地區(qū)的抗震極為不利。

1.3 未作計算憑習慣錯誤地認為，底層框架的側向剛度一定比磚房好，縱向框架側向剛度一定比橫向好，而實際上并非如此。

1.4 上面為幾層砌體、開間小、橫墻多、不僅重量大，側移剛度也大，而底層框架側移剛度比上層小得多。剛度的急劇變化使得在結構剛柔交接處，應力高度集中，在柱端產(chǎn)生塑性鉸，并使房屋的變形集中發(fā)生在相對薄弱的底層。這種比較薄弱的底層或中間層，可稱之為“軟層”。這種“軟層”在抗震設計中應引起高度的注意。

2 砌體建筑抗震常用處理措施

砌體結構是采用砌塊和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構。其是通過砌塊和砂漿的互相作用及縱橫墻的拉結而達到具有一定整體性和承重能力。但砌體的抗拉、彎、剪的強度又較其抗壓強度低，導致建筑變形能力小，抗震性能差等缺點，使砌體結構的應用受到一定限制。因此改善砌體的延性，提高建筑物的整體穩(wěn)定性和抗震性能具有重要意義。

常用的砌體建筑抗震處理措施，應注意以下幾類。

2.1 合理布局。建筑平面、立面應盡可能簡潔、規(guī)整，使結構質量中心與剛度中心相一致。建筑立面應避免頭重腳輕，房屋的重心盡可能降低，避免采用錯落凹凸的立面，突出建筑屋面部分的高度不應過高，以免地震時發(fā)生鞭梢效應，同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。如在實際工程中，在不可避免的情況下，應盡量在適當部位設置抗震縫，將體型復雜、平面不規(guī)則的建筑分割成幾個相對規(guī)整的獨立單元。

2.2 控制建筑高度及層數(shù)。歷次震害證明，砌體建筑的層數(shù)越多，高度越高，其地震破壞就越大。因為建筑層數(shù)及高度值越大就意味著側向地震作用就越大，同時也加大了建筑底部的傾覆力距。因此在地震中，傾覆力矩過大使得底部墻體產(chǎn)生過大的壓力和剪力而被破壞。所以控制砌體結構高度及層數(shù)對減少地震災害有很大的作用。在國家新修改的《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2008）也對多層砌體建筑的總高度和層數(shù)有強制性的規(guī)定。

2.3 增強砌體結構的整體性及剛度。有效增強砌體結構的整體性及剛度的措施有許多種，一般常見及在實踐證明的方法有縱、橫墻的合理布置，建筑的樓蓋為現(xiàn)澆，增加墻體面積及提高砂漿的強度，設置圈梁及構造柱等。在地震中多層砌體結構的縱、橫向地震作用主要由相應墻體承擔。因此，縱、橫墻的合理布置且控制橫墻的間距，可控制縱、橫墻的側向變形，增強了空間剛度和整體性，對承受縱、橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪都非常有利。墻體布置時，應盡量采用縱墻貫通的平面布置，而當縱墻不能貫通布置時，則應在墻體交接處采取加強措施。而橫墻最大間距就是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震所需的剛度要求。其中，在8度設防時，現(xiàn)澆或裝配整體鋼筋混凝土樓蓋板的多層砌體建筑的橫墻最大間距為15米。如橫墻間距過大時，縱墻會因過大的層間變形而產(chǎn)生平面的彎曲破壞。

根據(jù)歷次地震后建筑受害情況分析，多層砌體結構的抗震能力與墻體的截面積大小及砂漿等級高低成正比。在多層砌體建筑的抗震驗算中，底部兩層的地震作用力較大，是結構的薄弱層。此時改變部分墻體的承載面積和適當提高砂漿的強度等級可提高抗震能力，實踐證明提高砂漿的強度能同時提高建筑的抗拉、抗壓、抗彎、抗剪能力，從而達到提高砌體建筑的抗震性能力的目的。

在多層砌體建筑中設置水平圈梁，可加強內(nèi)外墻的連接，增強建筑的整體性。特別是屋蓋和基礎頂兩處的圈梁的設置具有提高建筑的豎向剛度和抗御不均勻的沉降能力。由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱、橫墻構成箱形結構，能有效地約束裝配板材的散落，使磚墻發(fā)生平面倒塌可能性大為降低，以充分發(fā)揮各片墻體的抗震能力。在磚墻設構造柱能提高砌體建筑的延性，發(fā)揮磚墻砌體側向擠出塌落的約束作用，使砌體的抗剪承載能力提高10～30%，提高了砌體結構的變形能力。另外在建筑中設置構造柱能提高建筑物的整體性，利用其塑性變形和滑移摩擦來消耗地震能量，從而提高建筑的抗震能力，且圈梁與構造柱一起對墻體在豎向平面內(nèi)進行約束，可限制墻體裂縫的開展，并減小裂縫與水平面的夾角，保證墻體的整體性和變形能力，提高了墻體的抗剪能力，因此構造柱與圈梁的設置是一種經(jīng)濟有效的抗震措施。

結語

總之，砌體結構是我國使用歷史很長的結構類型。但由于砌體結構材料的脆性性質，用其砌筑而成的砌體結構也是脆性結構，它的抗震性能很差，在抵御側向水平地震作用時，在變形極小的情況就會開裂，進而突然倒塌，所以造成人們的生命和財產(chǎn)的巨大損失。為了最大限度地減輕震害，建筑工程技術人員應努力在抗震設防、抗震設計和施工質量三方面都提高到一個新的水平，才能確保建筑工程具備合理的抗御地震的能力。

[l]中華人民共和國原城鄉(xiāng)建設環(huán)境保護部建筑抗震設計規(guī)范（GBJll-89)[S].

[2] 施楚賢.砌體結構[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.