- 相關推薦
砌體抗震研究
砌體抗震研究【1】
摘 要：提高砌體的抗震能力，混凝土多孔磚作為一種新型墻體材料，自生產應用以來去得良好的經濟與使用效果。
該產品是以水泥為膠結材料，與砂、石(輕集料)等經加水攪拌、成型和養護而制成的一種具有多排小孔的混凝土制品。
關鍵詞：砌體;抗震;研究
我國大多數地區都處于地震破壞的威脅之中。
特別是1976年唐山大地震和2008年5月12日的汶川大地震給我們慘重的教訓。
地震后擺在我們面前有兩條出路：一是淘汰磚砌體，一律使用其他材料建造房屋。
但是，顯然不符合我國國情。
因此，只能走另一途徑，即改進砌體的抗震性能，提高它的延性和抗倒塌能力，使之能滿足裂而不倒的要求。
一、砌體抗震在工程中存在的問題
1、施工方面存在的問題。
縱向鋼筋上下錯位，由于柱筋定位放線時偏離設計位置或磚砌體預留柱位時上下樓層位置偏差，其結果是構造柱上下軸心不對位，違反了規范要求，嚴重影響了抗震功能;鋼筋搭接不規范，很多工程的柱筋搭接隨意;箍筋施工存在問題較多，如綁扎間距過大或大小間距不等。
在砌體施工期間，由于成品保護不好，造成嚴重滑移、歪斜、松散、合模板前也未修理;不按規定加密箍筋，按規范要求，柱與圈梁相交時，節點處一定范圍內應加密箍筋。
而造成了質量隱患，還有箍筋彎鉤長度及角度不規范及拉結筋的擺放問題等。
2、混凝土施工存在的問題。
在骨料級配，許多施工現場對骨料選配很不認真，往往由于骨料過大而出現不密實和斷條情況;坍落度上施工中因混凝土坍落度過小，流動性不好，加之振搗不良，造成混凝土內部出現孔洞，表面出現蜂窩、麻面，特別是根部易出現爛根情況;根部清理不凈，很多施工現場不留清掃口或清理不凈，結果是層層柱根隔層，整個構造柱實質是一個多處斷條的鋼筋連體柱，且斷點又均在樓面上鋼筋搭接處，這樣柱子不但無法起抗震作用;新老混凝土結合不良，施工時這道工序往往被取消，致使新老混凝土界面結合不良，形成暗縫內傷。
3、砌體施工存在的問題。
馬牙槎留設不規范，先進后退，槎口高度、深度不一，遇內外墻丁字砌體節點時，內墻只留直槎，個別工程干脆取消馬牙槎;砌體施工時，擠揉出的砂漿掛在磚口上，往往不清理。
由于每行磚或大或小都有砂漿擠出，相當于減小了構造柱的有效斷面尺寸。
4、圈梁施工存在問題。
圈梁澆筑不久，強度未達到規范要求，而進行預制板的安裝，出現圈梁被踏酥和壓裂現象，影響圈梁質量;圈梁在轉角處，鋼筋搭接方式錯誤，出現“浮筋”或不滿足錨固長度要求;圈梁在樓面或屋面與預制混凝土梁相交處，鋼筋和圈梁截面均發生變化(鋼筋數量減少和圈梁截面尺寸減少)或出現圈梁斷開;圈梁箍筋間距大于規范要求的箍筋間距，錯誤理解保護層厚度為箍筋外皮到混凝土外皮的距離，導致保護層過大，截面變些保護層應從主筋外皮算起;圈梁在樓梯間窗洞口等部位出現截斷，但未構造要求設置搭接圈梁，使圈梁不閉合;未按設計要求施工，出現漏加圈梁或加大圈梁布置間距，超出規范規定的圈梁間距要求。
二、 砌體抗震設計的基本理論
砌體是脆性材料，變形能力差，抗震潛力小，在地震作用下墻體容易產生開裂。
墻體開裂后，持續的地面運動就可能使破裂的墻體發生平面錯動，因而大幅度地降低墻體的豎向承載力。
當上部的層數多且重量大時，已破碎的墻體可能被壓垮，導致房屋整體倒塌。
根據國內外地震震害調查，多層砌體房屋的抗震能力與房屋的總高度和層數有直接聯系，房屋的破壞程度隨高度的增大和層數的增多而加重，其倒塌率幾乎與房屋的高度與層數成正比，因此限制多層砌體房屋的高度和層數是減輕地震的災害經濟而有效的措施。
多層砌體房屋，總高度的層數的限制。
砌體結構的抗剪強度較低，抗彎能力更差，因此房屋在地震作用下的破壞應是剪切型，以墻體的受剪承載力來抵抗水平地震作用，不得出現過大的整體彎曲變形。
為了簡化計算，在多層砌體房屋不做整體彎曲驗算條件下，為了保證房屋的整體穩定性，減輕彎曲造成的破壞，對房屋的高度和總寬度的比值應有所限制。
混凝土多孔磚是一種新型墻體材料，是以水泥為膠結材料，以砂、石等為主要集料，加水攪拌、成型、養護制成的一種多排小孔的混凝土磚。
也就是說，混凝土多孔磚外形特征是燒結多孔磚，而材料性能應歸于普通混凝土小型空心砌塊。
用混凝土多孔磚代替實心黏土磚、燒結多孔磚，可以不占耕地，節省黏土;不用焙燒設備、節省能耗;制作工藝簡單，施工方便。
混凝土多孔磚的適用范圍，該產品兼具粘土磚和砼小砌塊的特點，外形特征屬于燒結多孔磚，材料與砼小砌塊類同，符合磚砌體施工習慣，各項物理、力學和砌體性能均可具備燒結粘土磚的條件。
其使用范圍、設計方法、施工和工程驗收等可參照現行砌體標準，可直接替代燒結粘土磚用于各類承重、保溫承重和框架填充等不同建筑墻體結構中，具有廣泛的推廣應用前景。
三、有限元理論及其在工程中的應用
隨著計算技術的發展，早就用于建筑工程的復雜剛架和航空工程的蒙皮骨架等結構的分析。
但這些結構本身都是明顯地由元件組成，元件的特征可通過經典的分析來建立。
雖然整個分析方法和步驟都與有限單元法相似，也有用矩陣來表達、用計算機來求解，但它與目前廣泛應用的有限單元法是有區別的。
目前只能分析桿系結構，而不能分析本身沒有明顯元件的連續體。
有限單元法由解決具體工程問題開始，但很快就認識到它是彈性力學中變分問題里茲(Ritz)解決的一種特殊應用。
在里茲法中因為要在整個求解域中建立試函數，因此只能解決規則區域的少量簡單問題。
而有限單元法是通過分片插值建立整個求解域的分片連續函數，所以具有廣泛的適用性。
也正因為此，有限元法迅速地被推廣應用于由辯分原理控制的各種連續域求解問題。
隨著有點單元法理論的發展與完善，以開發了許多大型通用有限程序、他們一般包括結構的靜、動力分析和穩定、非線性分析等功能，有的還包括熱傳導、熱應力、流體分析等功能、有齊全的單元庫。
利用通用程序，一般的工程問題均可獲得解決。
但這些通用程序常常需要在大型機上或工作站上運行，掌握其應用比較困難，某些新研究內容可能還不能解決。
因此針對某一特定內容開發各種特殊問題的專用軟件，在充分考慮“可重用性”的前提下，積累與組成有限單元法分析程序庫和可重用“構件”庫，對工程應用和加快軟件開發時很有實際意義的。
砌體結構建筑抗震設計【2】
【摘 要】砌體結構是一種傳統的墻體材料，在我國的各類建筑中仍占80%以上的比例。
但對歷次地震對砌體震害的調查分析，得出此種結構在震害中受到破壞較大，究其影響震害的主要因素，提出震害防治的對策和設計建議;并提出對砌體抗震的新發展。
在地震設防地區，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式決定了其脆性性質，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差;因此改善砌體結構延性，提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。
根據現行建筑抗震設計規范、砌體結構設計規范，結合自身設計的實踐經驗，我認為，砌體結構房屋抗震設計上應注意以下幾方面。
【關鍵詞】砌體結構;震害;抗震設計
多層砌體房屋是我國民用建筑的主要結構類型之一，在我國城鎮建設中，這類房屋的數量最多，分布最廣。
在今后相當一段時期內，雖框架，剪力墻等其他結構形式迅猛發展，但由于我國的經濟發展水平及人口環境等的現實情況，多層砌體房屋仍將是多數城鎮民用建筑筑的主要結構形式，在經濟不發達地區尤其如此，此類建筑在我國各類建筑中仍占80%以上的比例。
但是這類房屋建筑，由于是由脆性材料的粘土磚和砂漿砌筑而成，在未合理的抗震設計時，其抗震性能一般來說是較差的。
砌體結構多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內外磚墻的咬砌達到具有一定整體連接性的目的。
在地震設防地區，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式決定了其脆性性質，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差;因此改善砌體結構延性，提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。
根據現行建筑抗震設計規范、砌體結構設計規范，結合自身設計的實踐經驗，我認為，在多層磚混房屋抗震設計上應注意以下幾方面。
1 科學布局建筑平面和立面
建筑平面和立面的規整性是整個結構設計中一個十分基礎、重要的內容。
抗震設計中，建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規則，結構質量中心與剛度中心相一致。
對于結構平面布置不規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重合，在地震作用下會產生扭轉效應，大大加劇地震的破壞力度;對體型不規則的房屋應注意偏離結構剛心遠端墻段的抗震驗算。
建筑立面應避免頭重腳輕，房屋重心盡可能降低，避免采用錯落的立面，突出屋面建筑部分的高度不應過高，以免地震時發生鞭梢效應，同時應控制好結構豎向強度和剛度的均勻性。
建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案，即使不可避免時，也應盡量在適當部位設置防震縫，將體型復雜，平面特別不規則的建筑布局分割成幾個相對規則的獨立單元。
在實際工程設計中，應盡可能兼顧建筑造型，又滿足使用功能要求的前提下，將平面布置、立面外觀造型設計得較為規整、簡潔、美觀大方;同時又能有效地提高工程的抗震性能。
2 對于配筋砌體，主要是對于當房屋層數比較高時應用，對于大量的民用建筑中，應用還不是很廣泛，在此我們就不多談了。
但對于永城地區而言，氣候潮濕、抗震設防六度，住宅建設中的通常做法是在地面設架空層或半地下室，坡屋頂，實際層數達到8層，已超出規范限值。
規范中的用詞為“不宜”超過7層，也就是說只要采取合理有效的措施，還是可以實現的。
具體做法是：
2.1 樓層圈梁層層設置，截面適當加大;
2.2 墻體交接處均設置構造柱;
2.3 構造柱間距不大于4米;
2.4 大于米的洞口兩側設構造柱;
這樣處理的中心意思就是按組合砌體來考慮這類情況。
但這樣處理后，因為現在的住宅設計要求較高，平面一般情況下都比較復雜，縱墻很少有連通的，所以墻體內的構造柱數量較大，對砌體本身而言是不利的，所以構造柱的截面不能過大，否則達不到我們要求的結果。
3 增強砌體房屋的剛度及整體性
房屋是縱、橫向承重構件和樓蓋組成的一個具有空間剛度的結構體系，其抗震能力的強弱取決于結構的空間整體剛度和整體穩定性。
剛性樓蓋是各抗側力構件按各自側移剛度分配地震作用的保證。
現澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優點，是較理想的抗震構件，不但可消除滑移、散落問題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對平面上墻體對齊的要求也可予以適當放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結構，層間變形是可控制的。
較強的樓板及屋蓋水平剛度使荷載傳遞具有良好的條件，平面上，當上下墻體不對齊時，現澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用，同時樓、屋蓋現澆增加了樓板對墻體的約束。
因此，采現澆樓、屋蓋是一種較好的增強樓房結構空間剛度和整體穩定性的方法，在適當的部位增設構造柱，并配置些構造鋼筋，也能達到增強結構整體性的作用;另外，設置配筋圈梁可限制散落問題，增強空間剛度，提高結構整體穩定性，從而提高房屋的抗震性能。
4 合理布置縱墻和橫墻
多層磚混房屋的主要承重構件是縱、橫墻體，在地震中主要由于承重縱、橫墻在地震力作用下產生裂縫，嚴重者會出現傾斜、錯動、倒塌等現象，進而使房屋造到破壞;所以合理布置縱、橫墻對提高房屋抗震性能起到很大的作用。
多層磚混房屋應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系，縱、橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續，同時一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。
房屋的空間整體剛度和整體穩定性決定著房屋抗震能力的高低，多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重，由于非承重方向的約束墻體少，間距大，因而房屋該方向剛度較弱，空間剛度和整體性均較差，拉震能力低;在高烈度地區，墻體由于平面外的失穩而先行破壞，進而引起整個房屋倒塌。
而在兩個方向適當布置縱橫、墻混合承重的房屋，由于其限制了縱、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，當縱墻不能貫通布置時，可在縱橫墻交接處采取加強措施，也可在縱、橫墻交接處增設鋼筋混凝土構造柱，并適當加強構造配筋;必要時還可以每隔一定高度放置水平拉結構筋如2Φ6@500，以加強房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。
在地震中多層磚混房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔，不僅要求橫墻有足夠的承載力，而且樓蓋必須具有能將地震力傳給橫墻的水平
5 適當增加墻體面積與合理提高砂漿強度
歷次震害表明，多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小及砂漿強度等級高低成正比，提高墻體面積、砂漿強度等級能有效地提高房屋的抗震能力，是減輕震害的有效途徑之一。
在6層磚混房屋的抗震驗算中，上面幾層的地震作用較小，容易滿足抗震承載力的要求，而底部一、二兩特別是第一層的地震作用力較大，是薄弱層，往往不容易滿足要求;但若改變部分墻體的承載面積或適當提高砂漿的強度等級，如將部分240mm寬的承重墻改為360mm寬的墻，或將砂漿強度等級由M5體高到M10，則在抗震結果中顯示滿足抗震要求。
可見在進行6層磚混房屋的抗震驗算時，適當增加底部1~2層墻體面積或提高砂漿強度能有效地提高房屋的整體抗震能力。
6 有效設置房屋圈梁和構造柱
多次震害調查表明，圈梁是多層磚房的一種經濟有效的措施，可提高房屋的抗震能力，減輕震害。
在多層磚混房屋中設置沿樓板標高的水平圈梁，可加強內外墻的連接，增強房屋的整體性。
由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱、橫墻構成整體的箱形結構，能有效地約束預制板的散落，使磚墻出平面倒塌的可能性大大降低，以充分發揮各片墻體的抗震能力。
圈梁作為邊緣構件，對裝配式樓、屋蓋在水平面內進行約束，可提高樓蓋，屋蓋的水平剛度，同時能保證樓蓋起一整體橫隔板的作用。
圈梁與構造柱一起對墻體在豎向平面內進行約束，限制墻體裂縫的開展，且不沿伸超出兩道圈梁之間的墻體，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，提高墻體的抗剪能力。
設置圈梁還可以減輕地震時地基不均勻沉陷與地表裂縫對房屋的影響，特別是屋蓋和基礎頂面。
【砌體抗震研究】相關文章：
多層砌體結構房屋抗震設計10-26
多層砌體結構房屋的抗震設計10-26
砌體冬季施工方案10-07
砌體分包合同09-27
砌體工程冬季施工方案10-07
砌體結構房屋裂縫質量控制10-26
抗震救災的標語經典12-21
抗震救災作文04-06
抗震救災的標語02-10