砌体房屋抗震设计的问题和对策.docx
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砌体房屋抗震设计的问题和对策
郑州华信学院
建筑结构抗震设计论文
题目:
砌体房屋抗震设计的问题和对策
指导教师:
李靖宇
学生姓名:
胡亚洲学号:
1003110702
专业班级:
2010级土木工程专业7班
院(系):
建筑工程学院
提交日期:
2013年12月7日
目录
摘要1
关键词1
引言2
1砌体房屋设计中存在的问题2
2砌体房屋抗震设计意见3
2.1抗震概念设计4
2.1.1房屋的高度和层数4
2.1.2结构体系5
2.1.3平、立面布置5
2.2抗震计算6
2.3抗震措施7
2.3.1构造柱、圈梁7
2.3.2构件间的连接措施7
2.3.3悬臂构件的连接9
3结语9
参考文献:
10
砌体房屋抗震设计的问题和对策
摘要:
地震是造成人民生命财产损失的主要原因,抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根木的措施。
关键词:
砌体;地震;设计;计算;措施;问题;对策;结构体系。
Problemsandcountermeasuresof
masonrybuildingsaseismicdesign
Abstract:
theearthquakeisthemaincauseofpeople'slifeandpropertyloss,paysspecialattentiontotheseismicfortificationdistrictintheseismicdesignofconstructionprojects,istoreducethefutureearthquakedisasterlossisthemostactiveandthemosteffectiveandrootwood.
Keywords:
masonry;earthquke;design;Calculation;Measures;Problem;Countermeasures;Thestructuralsystem
引言
地震是造成人民生命财产损失的主要原因。
地震引起建筑物和工程设施的破坏,并造成次生灾害。
国内外历次地震的经验告诉我们:
抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。
全国城镇民用建筑中以砖砌体作为墙体材料的占90%以上;所以,砌体房屋是我国房屋建筑的主体。
同时,砌体房屋在历次地震中的震害又是严重的。
据文献记载,对1976年我国唐山7.8级地震震害统计,砖房是100%破坏,其中85%以上倒塌。
砌体房屋之所以地震破坏比例如此大,主要原因是砖砌体是一种脆性结构,其抗拉和抗剪能力均低,在强烈地震作用下,砖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。
如果在多层砖房的设计中再过度追求大开间、大门洞、大悬挑,甚至通窗效果等,必将大大削弱房屋的抗震能力。
1砌体房屋设计中存在的问题
通过大量的调查研究,可以发现,我国现有砌体结构房屋确实存在着大量的问题[4],其中有些问题普遍存在于新老建筑之中,是结构抗震的隐患。
(1)房屋超高、超层,这在多层砌体结构房屋设计中时有发生。
房屋越高,层数越多,房屋在地震中严重破坏和倒塌的比例越大,采取防倒塌的抗震措施也越困难。
(2)缺构造柱、圈梁或构造柱、圈梁配筋不够,形同虚设。
这在老房屋中比较普遍,尤其是抗震设防等级出现过较大变化的城市或地区。
构造柱和圈梁对增加砌体结构房屋墙体间的连结,约束墙体裂缝,抵抗不均匀沉降,提高房屋结构的整体性、延性和抗倒塌能力有十分重要的作用。
因此,老房屋构造柱和圈梁的问题是特别值得重视的问题。
(3)房屋顶层为大空间,砖墙数量突然减少,而结构上又未采取有效措施,造成刚度突变,发生地震。
(4)墙体高厚比过大,很多老砌体结构房采用120mm和180mm厚的墙体作为内承重墙和隔墙,这不仅会造成预制楼板的支撑长度不够,而且地震时很容易造成失稳破坏。
(5)构件悬挑长度过大,不满足抗倾覆要求。
(6)住宅砌体房屋中为追求大客厅,布置大开间和大门洞,有的大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅而积;部分“局部尺寸”不满足要求时,有的不采取加强措施,有的采用增大截而及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅砌体房屋中限于场地或“造型”,布置成复杂平而,或纵、横墙沿平而布置多数不能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。
2砌体房屋抗震设计意见
多层砌体房屋设计可通过采用合理的结构体系、平立而布置,满足抗震承载力要求,满足房屋高度和层数及构造柱和圈梁等抗震措施要求,达到“小震不裂”“中震可修”“大震不倒”这三个我国建筑抗震设防水准的目标。
2.1抗震概念设计
2.1.1房屋的高度和层数
实心粘土砖的多层砖房,墙厚不小于240mm,总层数不应超过文献[1]表7.1.2的规定,总高度按有效高度取整依据表7.1.2的规定控制,房屋高度当室内外高差大于0.6m时允许适当增加不超过1m。
而同时应注意到,表7.1.2是适用于横墙较多的多层砖房。
横墙较多是指同一层内开间大于4.2m的房间占该层总而积的40%以内。
对于医院、教学楼等横墙较少的多层砖房总高度,应比表7.1.2的规定降低3m,层数相应减少一层;对横墙很少的多层砖房,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;对抗震横墙最大间距超过文献fly表.l.s要求的多层砖房,已不属于侧力作用下的刚性房屋,不能按多层砖房设计,应按空旷房屋进行抗震设计。
多层砖房总高度与总宽度的最大比值,不应超过文献fly表7.1.4的要求。
房屋的总高度指室外地而到主要屋而板板顶或檐口的高度,半地下室可从地下室室内地而算起,全地下室和嵌固条件好的半地下室可从室外地而算起;对带阁楼的坡屋而应算到山尖墙的半高处。
多层砖房的层高不应超过3.6m。
房屋总宽度的确定,可分下列四种情况:
对于规则平而,可按房屋的总体宽度计算,不考虑平而上局部凸出或凹进;对于凸出或凹进的较规则平而,房屋宽度可按加权平均值计算或近似取平而而积除以长度;对悬挑单边走廊或单边由外柱承重的走廊房屋,房屋宽度不包括走廊部分的宽度;对设有外墙的单而走廊房屋,房屋宽度可以包括1/2走廊部分的宽度。
2.1.2结构体系
应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
同一结构单元中应采用相同的结构类型,不应采用砖房与底框砖房或内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。
墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。
纵横墙均匀对称布置可使各墙垛受力基本相同,避免造成薄弱部位,产生应力集中或塑性变形集中而破坏;对可能出现的薄弱部位如楼梯间、烟道等等,应采取措施提高其抗震能力。
2.1.3平、立面布置
建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应具有良好的整体作用。
纵、横墙沿平而布置不能对齐的墙体较少,楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;建筑的立面和竖向剖而力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截而和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。
当房屋的立面高差在6m以上、错误较大和质量及刚度截然不同时,宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。
房屋的顶层不宜设置大会议室、舞厅等空旷房间,房屋的底层不宜较多大门洞。
当确需设置时,应采取加强薄弱部位的措施或进行专门的研究。
门窗间墙的局部尺寸部分不满足要求时,如该部位已设构造柱,可对已设构造柱增大截而及配筋;如该部位原未设构造柱,则可用增设构造柱来满足要求。
外墙转角处的门窗间墙承受双向侧向应力,其局部尺寸应不小于lm。
内墙门间墙局部尺寸不满足要求时,可用设构造柱来满足。
近几年在多层砖房的抗震设计中,较普遍存在为了客厅开大门洞,不惜牺牲门间墙宽度的现象。
这是个对局部尺寸认识不足的概念设计问题,一是认为部分不满足局部尺寸要求关系不大;二是认为只要用扩大了的构造柱替代门间墙就没有问题了,在设计中将构造柱当作“灵丹妙药”到处使。
应当明白,砖砌体和硷的变形模量差别很大,虽然砖砌体与构造柱和圈梁可以协同工作,增加房屋的延性,但是它们不能同时段进入工作状态,在“中震”阶段的抗震承载力主要由砖砌体承担。
因此,砌体结构中过多配置硷的杆系构件,其作用是有限的。
2.2抗震计算
抗震计算是抗震设计的重要组成部分,是保证满足抗震承载力的基础。
多层砖房的抗震计算,可采用底部剪力法。
对平而不规则和竖向不规则的多层砖房,宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。
目前,多层砖房的抗震设计中,不作抗震验算是较普遍的现象,这样就必然存在一是不安全,二是浪费的问题。
多层砖房的抗震计算比较容易,文献[3]中有较完整的计算实例,可供手算时参考。
经对8度区若干幢规则的6层住宅砖房抗震计算分析显示,底层所用混合砂浆的强度等级不能低于M10。
2.3抗震措施
保障多层砖房的抗震措施,是多层砖房“大震不倒”和不作“二阶段设计”的关键。
砌体房屋的抗震措施内容较多,概括起来,可分为三部分。
2.3.1构造柱、圈梁
对横墙较多的多层砖房,应按文献[1]表7.3.1[1]的要求设置构造柱;对横墙较少或横墙很少的多层砖房,应根据房屋增加一层或二层后的层数,按表7.3.1的要求设置构造柱。
表中的“较大洞口”,设计中可界定为洞宽不小于2.1m;“大房间”可界定为开间大于4.2m对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋硷楼、屋盖或木楼、屋盖的多层砖房,应按文献[1]表7.3.3[1]的要求设置圈梁;对于隔开间或每开间设置构造柱的多层砖房,应沿设有构造柱的横墙及内、外纵墙在每层楼盖和屋盖处均设置闭合的圈梁。
同时,圈梁的截而和配筋不宜过大,通常按文献[1]第7.3.4条要求的数值提高时,不宜超过一个等级,圈梁和构造柱一样,作用也是有限的。
2.3.2构件间的连接措施
多层砖房各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。
抗震构造连接的部位较多,重要部位的连接措施有下列几项。
①构造柱与楼、屋盖连接
当为装配式楼、屋盖时,构造柱应与每层圈梁连接(多层砖房宜每层设圈梁);当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mmx120mm拉梁(配4cp10纵筋)与构造柱连接。
②构造柱与砖墙连接
构造柱与砖墙连接处应砌成马牙搓,并沿墙高每隔500mm设2小6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。
③墙与墙的连接7度时层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间,以及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每隔500mm设2小6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。
④屋顶间的连接突出屋而的楼梯间等,构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部,并与顶部圈梁连接。
屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接,可按上述抗震措施采取。
⑤后砌体的连接后砌的非承重砌体隔墙,应沿墙高每隔500mm设2Φ6拉结钢筋与承重墙连接,每边伸入墙内不小于0.5m。
8度和9度时,长度大于5.1m的后砌墙顶,应与楼、屋而板或梁连接。
⑥栏板的连接砖砌栏板应配水平钢筋,且压顶卧梁应与硷立柱相连,压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。
⑦构造柱底端连接构造柱可不单独设基础(承重构造柱除外),但应伸入室外地而下500mm,或锚入室外地而下不小于300mm的地圈梁。
2.3.3悬臂构件的连接
①女儿墙的稳定措施6到8度时,240mm厚无锚固女儿墙(非出入口处)的高度不宜超过0.5m,当超过时,女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。
女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶而算起,当屋而板周边与女儿墙有钢筋拉结时,计算高度可从板而算起。
②悬挑构件悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜大于1.8m,不应大于2m。
不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。
3结语
砌体结构房屋,在当前乃至今后相当长一段时期将仍是我国民用建筑的主要结构类型之一,砌体房屋在城乡建设中分量很大,涉及广大人民群众生产生活的方方而而,是人民群众生产生活的主要场所。
提高砌体房屋抗震设计质量,重视砌体房屋抗震设计中的三个环节,同时,切实加强现有抗震设计规范的贯彻和执行力度,使新建房屋满足抗震设防的要求。
只有这样,才能全面提高我国砌体结构房屋的抗震防灾能力,使地震对砌体房屋的破坏降低到最低程度,对保护广大人民群众的生命财产安全是至关重要的。
参考文献:
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- 关 键 词:
- 房屋 抗震 设计 问题 对策