建筑抗震

建 筑 抗 震

庞红美

监理 11-1

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建筑工程砌体结构抗震

砌体结构是指用各种块材通过各种砂浆砌筑而成的结构房屋。在我国各类建筑工程中用途很广。但是砌体材料在具有组成上的缺陷和明显的脆性性质，受力破坏是的极限应变小，除具有相对较高的抗压强度外，其抗剪、抗弯和抗拉强度较低，因此，砌体结构的抗震性能相对较差。但是，只要根据国家《抗震规范》的要求，通过合理的抗震设防，采取有效的构造措施，保证施工质量，在烈度较高地区，砌体结构房屋和其它结构房屋具有大致相当的抗震力，大地震影响后轻微破坏，或者基本完好的砌体房子也不乏其例。

1、砌体结构震害现象 1.1 房屋倒塌

砌体结构房屋底层为薄弱层，容易引起房屋整体倒塌：房屋上部其他层或局部墙体构件连接处局部倒塌。其原因有 结构整体不合理、局部墙体抗震承载力不足形成薄弱部位、墙体材料强度不足或施工不符合有关规范和规程要求、局部墙体和墙体，墙体和楼盖等之间的拉结不牢靠等。

1.2 纵横墙连接处的破坏

纵横墙连接处产生竖向裂缝，严重时纵墙倒塌。其原因是纵、横墙连接处的拉结不牢靠。

1.3 墙体开裂、局部塌落破坏

纵横墙在各自方向地震作用分量影响下产生交叉裂缝、水平裂缝、斜裂缝，接下来会进一步产生错位、倾斜甚至倒塌，其原因有 地震引起的震动往复作用，当墙体内产生的主拉应力超过其抗剪强度时就产生斜向交叉裂缝、地震作用本身复杂性构成的。

1.4 墙体转角处的破坏

墙角位于房屋的端部或局部突出的端部，一般在山墙和外墙交汇处或房屋局部突出部位的纵横墙交汇处，容易沿墙面的“V”字形裂缝而破坏，严重是墙角会倒坍，其原因有楼板和房屋构件对此处的墙体拉结作用不强，结束作用比较弱，导致墙体转角处抗震能力急剧下降，在双向地震的作用下，房屋受到扭转作用的影响，纵横向墙体内主拉应力超过抗剪强度产生向墙角交汇的斜裂缝造成墙角破坏。

1.5 楼梯间破坏

楼梯间侧墙和端部墙发生剪切破坏，顶层端墙和侧墙破坏，其原因有楼梯板不联系整体性下降、墙体计算高度较下部其他层要大，稳定性差。

1.6 楼盖预制板的破坏

预制板装配式楼盖整体性差，板的支撑长度不够时，在地震的作用下，容易开裂脱落，造成楼面塌落，其原因有楼板间距太小，灌缝混凝土浇筑不密实，板缝加筋数量不足或长度不够，板的整体性差、预制板在梁或墙上的支撑长度不满足要求，地震后楼面震动时造成预制板塌落。

2、砌体结构房屋抗震设计 2.1 房屋的结构布置

在建筑设计没有特殊要求时，优先采用横墙承重或纵墙共同承重的结构体系，不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。

2.2 砌体房屋的层数和总高度

多层砌体房屋的高度和层数应按《建筑抗震设计规范》进行取值。在具体设计时,应根据具体情况适当降低总高度和减少层数。砌体房屋的层数越高,高度相应越大,地震时的破坏也就越大,所以控制层数的方法来控制层高是削弱地震影响的有效方法。

房屋的层数和总高度限值

房屋的层数和总高度限值(m) 烈度和设计基本地震加速度 6 7 8 9 0.05g 0.10g 0.15g 0.20g 0.30g 0.40g 高度 层数 高度 层数 高度 层数 高度 层数 高度 层数 高度 层数 21 7 21 7 21 7 18 6 15 5 12 4 21 7 21 7 18 6 18 6 15 5 9 3 21 7 18 6 15 5 15 5 12 4 — — 21 7 21 7 18 6 18 6 15 5 9 3 房屋类别 最小抗震墙厚度 (mm) 普通砖 240 多层砌多孔砖 240 体房屋 多孔砖 190 小砌块 190

2.3 结构体系

结构要采用横墙承重或纵横墙共同承重。多层结构房屋纵横墙布置宜均匀,竖向上下连续,平面对齐。窗间墙宽度设置尽量均匀。沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。

在两个方向适当布置纵横墙,因非承重方向的约束墙体少,要采用纵墙贯通布置的平面布置方法。适当控制横墙间距,因为砌体结构中横墙间距过大时,纵向砖墙会因过大的层间变形而产生出平面的弯曲破坏,使楼盖失去传递水平地震力的能力,从而导致地震力还未传到横墙,纵墙就已先破坏。提高墙体面积、砂浆强度也能有效地提高房屋的抗震能力。

结构抗震要求多层砌体结构的抗震计算采用底部剪力法。抗震能力取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。空间刚度的结构体系由纵、横向承重墙和楼盖组成。各构件按各自的刚度来分配地震的作用,故可多采用现浇钢筋混凝土楼板。刚度大的楼板及屋盖较好的荷载传递,使其以剪切变形为主,层间变形就可控制。当上下墙体有不对齐的情况,刚度大的楼板能起到传递水平力的作用,也可以增大对墙体的约束。在适当部位设构造柱,配构造筋,也能增强整体性。设置圈梁可提高结构稳定性,提高抗震性能。

2.4 房屋抗震横墙的最大间距

砌体房屋横墙在地震发生后除承受房屋竖向内力影响外，同时也要承受沿房屋横向的水平地震作用，横墙间距大学对楼、屋盖和横墙形成横向抗侧力体系的整体受力影响较大。根据《建筑抗震规范》来确定横墙的间距。

房屋抗震横墙的最大间距

房屋抗震及横墙的间距(m} 烈度 房屋类别 6 7 8 9 现浇或装配整体式钢筋混凝土多层砌体房楼、屋盖装配式钢筋混凝土楼、屋 屋盖木屋盖 底部框架一抗展墙砌体房屋 上部各层 底层或底部两层 15 11 9 15 11 9 11 9 4 7 4 — — — 同多层砌体房屋 18 15 11

2.5 平立面布置

建筑平面尽量对称规则,房屋的端头和转角处不设楼梯间,结构的侧向刚度均匀变化,墙体沿竖向布置应连续,避免刚度突变。当不可避免采用不规则方案时,将不规则的建筑布局分成几个相对规则的单元,设置防震缝,缝宽可以根据烈度和房屋高度确定,采用50-100mm。

当局部尺寸不满足要求时,可用增设构造柱来满足。砌体结构中也不宜过多配置混凝土构件,因为砖砌体和混凝土的变形模量不同。

局部尺寸不足会造成房屋内墙内力分布的严重不均匀，造成某些受力较大的墙肢或墙段首先破坏，进而发展成为整体性破坏。为了防止地震作用影响下这类房子发生上述破坏，根据《抗震规范》进行局部尺寸的确定。

房屋局部尺寸限值

房屋的局部尺寸限值(m) 部位 6度 7度 8度 9度 承重窗间墙最小宽度 1.0 1.0 1.2 1.5 承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 1.0 1.0 1.2 1.5 非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 1.0 1.0 1.0 1.0 内墙阳角至门窗洞边的最小距离 1.0 1.0 1.5 2.0 无锚固女儿墙(非出人口处)的最大高度 0.5 0.5 0.5 0.0

3、砌体结构抗震设置

3.1 设置钢筋混凝土构造柱

钢筋混凝土构造柱的延伸性远远大于墙体材料的延性，它和墙体整体连接后可以在水平方向有效减少墙体长度提高墙体稳定性；作为墙体的组成部分它可以在地震作用影响下有效提高墙体抗剪性能和整体性，提高墙体极限变形性能；它和楼层平面设置的圈梁水平拉结后，形成笼状的空间受力体系，对由它和圈梁围合的间格内的每片墙乃至整栋房屋形成较大的约束作用，确保墙体在复杂的地震作用下具有必要的稳定性和足够的抗侧移性能，提高了房屋的抗倒塌性能。

同时，构造柱主要起到约束边缘构件的作用。规定其最大间距在一定程度上提高了砌体结构的抗震性能。设置构造柱可提高砌体抗剪承载力10%~30%。在多层砌体结构中合理设置构造柱,能增强房屋整体性,提高了结构延性,对砌体侧向变形有约束作用,因为墙两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现,也不能大幅提高墙的抗剪能力,但它使墙段和房屋取得了较大的延性,从而减小了忽然发生倒塌的危险性,提高抗震力。设置构造柱可使墙体的抗剪能力提高20%,较大幅度的增大墙体的变形能力。

构造柱混凝土要在墙体砌筑后浇筑,以保证和墙体紧密结合。约束墙体的构造柱配筋不要过多,截面不宜过大,因为混凝土刚度远大于砌体墙体,一旦构截面和配筋过大,按照刚度来承当地震作用,构造柱将会吸收大部分的地震作用,比墙体先破坏。所以约束墙体的构造柱配筋不要过多,截面不要过大。构造柱沿墙的上下截面不变,作为竖向构件一般配筋很少变化。所以在各楼层柱顶处需圈梁作为锚固点,对上下和左右墙段的约束功能才得以实现,依靠楼层上下楼盖圈梁的拉结楼盖圈梁的功能是多方面的,如防止地基不均匀沉降,增强拉接,提高整体性,加强楼板墙体连接。构造柱的功能也如此,在加强墙体连接方面的作用是明显的,但约束功能要在墙体开裂后才能发挥。

构造柱的间距的确定有两种情况。当只约束边缘构件时,此类设置主要考虑约束墙段的长度需要,因为纵墙设置构造柱时只要求在两端设,构造柱的数量太少使得墙段的破坏很难控制,所以在纵横墙交接处及横墙的中部也应设构造柱来约束墙段砌体的作用。二是构造柱设置在横墙内时,间距不宜大于层高的2倍。

（1）刚筋混凝土构造柱的设置要求

砖砌体结构房屋构造柱设置要求

多层砖砌体房屋构造柱设置要求 房屋高度 设置部位 6度 7度 8度 9度 隔12m或单元横姗与外纵墙交接处;楼梯间对应的另一侧内横楼、电梯间四角，楼梯墙与外纵墙交接处 斜梯段上下端对应的墙体处;外墙四角和对应隔开间横墙(轴线)与转角;错层部位横墙与外墙交接处;山坡与内纵墙交接处 外纵墙交接处;大房间内外墙交接处;较大洞口两侧 内墙(轴线)与外姗交接处;内墙的局部较小墙垛处;内纵墙与横墙(轴线)交接处 四、五 三、四 二、三 六 五 四 二 七 ≥六 ≥五 ≥三

注：较大洞口，内墙指不小于2.1m的洞口，外墙在内外墙交接处已设置构造柱时应允许适当放宽，但洞侧墙体应加强。

（2）砌体房屋构造柱要求

1）构造柱最小截面可采用180mm X 240mm，纵向钢筋宜采用4φ12，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端应适当加密；6、7度时超过六层、8度时超过5层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4φ14，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱应适当加大截面尺寸及配筋。

2）构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎，沿墙高每隔500mm设置2φ6水平钢筋和φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4的点焊钢筋网片，每边深入墙内不宜小于1m。6、7度时底部1/3楼层，8度时底部1/2楼层，9度时全部楼层，上述拉结钢筋网片应沿墙体通长设置。

3）构造柱和圈梁连接处，构造柱的纵筋应在圈梁内侧穿过，保证构造柱纵筋上下贯通。

4）构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。

3.2 设置钢筋混凝土圈梁

（1）圈梁对于提高房屋抗震性能作用明显。主要作用有 和钢筋混凝土构造柱互相拉

结形成空间笼状体系，增加房屋空间整体性、防止平时地震发生后房屋基础的不均匀沉降、减少墙体在竖直方向的计算高度，增加稳定性、限制墙体斜裂缝的开展和延伸、设置在楼盖边缘对楼盖有桶箍作用，提高楼盖的平面内刚度。

圈梁使楼盖与纵、横墙构成整体箱形结构,使砖墙平面倒塌的可能性大大降低,墙体的抗震能力提高。圈梁对楼屋盖有着水平约束,可以提高水平刚度;圈梁与构造柱对墙体有竖向约束,可以减少墙体竖向裂缝,提高抗剪能力。还可以减轻地基不均匀沉降与地表裂缝对房屋的影响,提高砌体整体性,提高抗震能力。圈梁的混凝土强度等级应要大于砌块强度等级2倍,但不应低于C20。圈梁应闭合设置,宽度宜为墙厚,高度宜大于200mm,纵向钢筋直径不应小于墙中水平分布钢筋的直径,且不宜小于4φ12,箍筋直径大于6,间距小于200mm。 楼盖圈梁的功能是多方面的,如防止地基不均匀沉降,增强拉接,提高整体性,加强楼板墙体连接。构造柱的功能也如此,在加强墙体连接方面的作用是明显的,但约束功能要在墙体开裂后才能发挥。

（2）圈梁设置要求

1）装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木屋盖的砖房，当采用纵墙承重体系时，抗震横墙上的圈梁间距应进行加密。

2）现浇或装配式整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋，应允许不另设圈梁，但楼板沿抗震墙体周边均应加强配筋并应于相应的构造柱钢筋可靠连接。

（3）圈梁构造要求

建筑砌体结构房屋现浇钢筋混凝土圈梁设置要求

多层砖砌体房屋现浇钢筋混凝土圈梁设置要求 烈度 墙类 6、7 8 9 外墙和内纵墙 屋盖处及每层楼盖处 屋盖处及每层楼盖处 屋盖处及每层楼盖处 内横墙 同上;各层所有横墙，同上;屋盖处间距不应大于且间距不应4. 5m;楼盖处间距不应大于大于4. 5m;7. 2m;构造柱对应部位 构造柱对应部位 同上; 各层所有横墙

3.3 楼梯间的抗震构造

（1）顶层楼梯间墙体应沿墙高每隔500㎜设2Φ6的通长筋和φ4分布短钢筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4的点焊钢筋网片，7~9度时其他各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚、纵向钢筋不少于2φ10的钢筋混凝土带或配筋砖带，配筋砖带不少于3皮，每皮砖配筋不少于2φ6，砂浆强度等级不应低于M7.5且不低于同层墙体的砂浆等级。

（2）楼梯间及大厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm，并应于圈梁连接。 （3）装配式楼梯段应与平台梁可靠联接，8、9度时不应采用装配式楼梯段；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杆。

（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，所有墙体应沿墙高每隔500mm设2φ6通长筋和φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4的点焊网片。

3.4砌体结构楼、屋盖

（1）现浇混凝土楼板或屋面板伸进纵横墙内长度均不应小于120mm。

（2）装配式钢筋混凝土楼板或屋面，当圈梁未设在同一标高上时，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或采用硬架支模连接，在梁上不应小于80mm或采用硬架支模连接。

（3）当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时，靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。

（4）房屋端部大房间的楼盖，6度时房屋的屋盖和7~9度时房屋的楼、屋盖，当圈梁设在板底时，钢筋混凝土预制板应相互拉结，并应与梁墙或圈梁拉结。

3.4 芯柱的设置

（1） 芯柱的设置要求 多层小砌块房屋芯柱设置要求 6度 7度 8度 9度 设置部位 设置数量 外墙转角，楼、电梯间四角，楼梯斜梯段上下端对应的墙外墙转角，灌实3体处;大房间内外墙交接处; 个孔;内外墙交四、五 三、四 二、三 错层部位横墙与外纵墙交接接处，灌实4个处; 隔12m或单元横墙与外孔; 楼梯斜段纵墙交接处 上下端对应的 墙体处，灌实2个同上;隔开间横墙(轴线)与外孔 六 五 四 纵墙交接处 外墙转角，灌卖5个孔;内外墙交同上;各内墙(轴线)与外纵墙接处，灌实4个二 交接处;内纵墙与横墙(轴线)孔;内墙交接处，交接处和洞口两侧 灌实4 }- 5 个孔;洞口两侧各灌实1个孔 外墙转角，灌实7个孔;内外墙交接处，灌实s个同上;横墉内芯柱间距不大于≥三 孔;内墙交接处，2m 灌实4---5 个孔;洞口两侧各灌实1个孔 七 六 五 七 ≥六

（2）芯柱的构造要求

1）小砌块房屋芯柱截面不宜小于120mm X120mm 2）芯柱混凝土强度等级，不应低于Cb20.

3）芯柱的竖向插筋应贯通墙身且与圈梁相连；插筋不应小于1φ12,6、7度时超过五层、8度时超过四层和9度时，插筋不宜小于1φ14。

4）芯柱应伸入室外地面以下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。

5）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2.0m。

3.5 砌体结构中各构件的连接

多层砌体抗震的关键就是各构件间的连接。重要部位可以采用下列措施进行施工。 在外墙转角及内外墙交接处,以及层高超过3.6米或长度大于7.2米的大房间,应沿墙高每隔500mm设构造柱,伸入墙内至少1米。构造柱与砌体墙连接时留马牙槎,沿墙高每隔500mm设直径6的拉结钢筋两根,每边伸入墙内也必须大于1米。构造柱一般是不单独设置基础的,一般施工处理为将柱伸入室外地面下500mm,或锚入地圈梁。在装配式楼屋盖里设置构造柱要和每层圈梁连接,在现浇楼屋盖结构设置构造柱要在楼屋盖处设内配直径10纵筋四根,且截面不小于240mm€?20mm的拉梁。砌体结构的隔墙,需要每隔500mm设直径6的钢筋两根,每边伸入墙内大于0.5m。顶部的构造柱一般需要和圈梁相连。屋顶间的构造柱和砖墙以及砖墙和砖墙的连接设置连接钢筋。

3.6 砌体结构悬挑构件

(1)女儿墙:抗震设防烈度6到8度时,无锚固女儿墙的高度必须小于500mm(厚度为240mm)。当女儿墙高度超过500mm时,必须对女儿墙进行锚固连接或者设置构造柱。 (2)悬挑构件:挑梁外挑长度必须小于1.8m。禁止楼梯悬挑踏步,或采用墙体固定的楼梯。

3.7 砌体结构中水平筋的设置

当加设构造柱也不能满足结构的设计验算时,为了达到设计要求,可在砌体结构中设置水平钢筋。砌体墙的高度方向每隔60-300mm来配置水平钢筋,或者在砌体墙中设置混凝土水平条带,即在沿砌体墙每隔一定高度,以现浇细石混凝土60-100mm厚并配置若干根细钢筋或钢筋网。砌体结构设置钢筋时,砂浆强度等级要大于M7.5,其中采用HPB235或HRB335的钢筋,锚固长度大于180mm,钢筋间距小于400毫米,配筋率大于0.07% ,小于0.17%。配筋砌体在地震作用下砌体墙裂缝不会出现对角主拉应力轨迹的主裂缝,使得墙面的裂缝可以较均匀的分布,抗剪强度可以提高15%-30%。当水平钢筋两端锚固可靠时,其抗剪性比无锚固提高10%。配筋后提高墙体的抗震性能,延性明显增加,脆性减少,改善脆性性质。

4、底部框架-抗震墙砌体房屋抗震构造 4.1 过渡层墙体的构造

（1）上部砌体墙的中心线宜与底部的框架梁、抗震墙的中心线相重合；构造柱和芯柱宜与框架柱相互贯通。

（2）过渡层应在底部框架柱、混凝土墙或约束砌体墙的构造柱所对应处设置构造柱或芯柱；墙体内构造柱间距不宜大于层高。

（3）过渡层构造柱的纵向钢筋，6、7度时不宜少于少于4φ16,8度时不宜少于4φ18.过渡层芯柱的纵向钢筋，6、7度时不宜少于每孔1φ16,8度时不宜少于1φ18。一般情况下纵向钢筋应锚如下部的框架柱和混凝土墙内；当纵向钢筋锚固在托墙梁内时，托墙梁的相应位置应加强。

（4）过渡层的砌体墙在窗台标高处，应设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带；其截面高度不小于60mm，宽度不小于墙厚，纵向钢筋不少于2φ10，横向分布钢筋的直径不小于6mm且其间距不大于200mm。此外砖砌体墙在相邻构造柱间的墙体，应沿高每隔360mm设置2φ6通长水平筋和φ4的分布短筋平面内点焊组成拉结网片或φ4的钢筋

网片，并锚如构造柱内；小砌块砌体墙芯柱之间沿墙高每隔400mm设置φ4通长水平点焊钢筋网片。

（5）过渡层的砌体墙，凡宽度不小于1.2m的门洞和2.1m的窗洞，洞口两侧宜增设截面不小于120mm X 240mm的构造柱和单孔芯柱。

（6）当过渡层的砌体抗震墙与底部框架梁、墙体不对齐时应在底部框架内设置托墙转换梁。

4.2 砌体结构底部采用钢筋混凝土墙

（1）墙体周边应设置梁或框边柱组成边框，边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚的1.5倍，截面高度不宜小于墙板厚度的2.5倍；边框柱的截面高度不宜小于墙板后的的2倍。

（2）墙板的厚度不宜小于160mm,且不宜小于墙板净高的1/20；墙体宜开设洞口形成若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于2。

（3）墙体的横向和竖向分布钢筋配筋率不应小于0.30%，并应采用双排布置，双排分布钢筋拉筋的间距不应大于600mm，直径不应小于6mm。

4.3 砌体结构底层采用约束砖体墙

（1）砖墙厚度不应小于240mm，砂浆强度不应小于M10,应先砌墙在浇筑框架结构。 （2）沿构造柱每隔300mm配置2φ8水平钢筋和φ4分布短向钢筋平面内点焊组成的拉结网片，并沿砖墙水平通长设置；在墙体半高处应设置于构造柱水平相连的钢筋混凝土水平联系梁。

（3）墙长大于4m时和洞口两侧，应在墙内增设钢筋混凝土构造柱。 5、总结

建筑抗震在建筑方面是非常重要的一部分，其中砌体结构的抗震需要在结构构造的设计和施工中不断完善,来达到抗震的要求。特别是汶川地震以后,对于砌体结构抗震更加需要完善和提高。在抗震设计时为了达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目标,我们要在设计和施工质量以及设防要求这三方面进行改进,才能确保工程质量。作为监理我们应该加强抗震方面的管理，提高砌体机构抗震