2011年结构工程师《基础知识》砌体结构辅导资料(48)
二、砌体结构房屋的抗震构造措施
由于砌体结构强度低、受力复杂、材料抗震性能差，加以结构计算还不能满足多方面的设计内容，砌体结构房屋抗震性能较差。但是，根据工程抗震的长期实践经验和对震害的研究，《建筑抗震设计规范》GB 50011--2001对砌体结构总结了许多弥补上述不足的构造措施，以保证砌体结构在地震时的安全性。本节归纳的只是一些主要的措施。
1.多层砌体房屋的一般规定
(1)多层砌体房屋的总高度和层数的规定
多层砌体房屋的抗震性能，除与横墙的间距、结构的整体性、砖和砂浆的强度等级，以及施工质量等因素有关外，还与房屋的总高度和层高密切相关。根据历次的震害调查，在不同烈度的地区，四、五层的砖砌体房屋比二、三层的破坏严重，倒塌率要高得多，六层及六层以上的砖砌体房屋则震害明显加重。同样，层高高的房屋较层高低的房屋的破坏情况也与上述相同，显得更加严重。为了保证地震时砌体结构的安全，特别是大震时防止砌体结构房屋突然倒塌，甚至一塌到底，遂对房屋的屋数和层高两个方面都作了限制;这是一个很方便而又行之有效的抗震措施。根据震害调查、计算分析以及足尺的模型试验结果，定出了多层砌体房屋的总高度、层数和层高的限值如表，设计时应按照执行。
注：1.房屋的总高度指室外地面到主要屋面板扳顶或幅口的高度，半地下室从地下室内地面算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起;对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处;
2.室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于1m;
3.本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝上小型空心砌块砌体房屋。
4.普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高，不应超过3.6叫底部框架-抗震墙房屋的底部和内框架房屋的层高，不应超过4.5m。
(2)多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值 在上表中，虽然对砌体房屋的总高度作了规定，但是如果房屋的宽度过窄，则也会形成不利的房型，有时连静力验算也满足不了。为了保证房屋的稳定性，避免房屋发生整体弯曲破坏，不使地震作用倾覆力矩引起的弯曲应力超过砌体的抗拉强度而导致墙体出现水平裂缝等，所以对多层砌体房屋总高度与总宽度的比值作了限制，见表16-6-2
表16-6-2
注：1.单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度。
2.建筑平面接近正方形时，其高宽比宜适当减小
(3)多层砌体房屋的结构体系
多层砌体房屋的结构体系，应符合下列要求：
1)承重结构体系。震害表明，纵墙承重的结构体系，其横向的支承和连系较少，地震时纵墙容易受弯曲破坏而导致房屋倒塌，所以应优先采用抗震效果好的横墙承重体系，或纵、横墙共同承重的结构体系。
2)墙体的布置。为了使各个墙垛所承受的地震作用大体相同，防止个别墙垛受力过 大和薄弱部位的率先破坏，纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连 续;同一轴线上的窗间墙也宜布置均匀。
3)防震缝。震害表明，没有设置防震缝的砌体房屋，遭受震害的破坏一般是局部性的。在烈度为7、8度的地区，平面规则的与平面复杂的一、二层砌体房屋，其震害相差不大，加以防震缝的设置费工、费料和增加造价，所以在这种情况下也可以不设置防震缝。
至于在烈度为8度和9度的地区，如果房屋立面的高差在6m以上，或房屋有错层且楼板高差较大，或者房屋各部分结构的刚度和质量截然不同，则均宜设置防震缝，否则害较重。防震缝的两侧都要设置墙体，缝宽可采用50～100mm。
4)楼梯间。楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处，否则要对设置楼梯的尽端开间采取特殊措施。
5)烟道、风道、垃圾道。在墙壁中设置烟道、风道、垃圾道等洞口，每每削弱或减薄墙身，使墙体的刚度突变，成为薄弱部位，一旦地震，应力集中，首先遭到破坏。所以，这些洞道不应削弱墙体。如果墙体受到削弱，则应在砌体中配筋，或采用预制管道构件等加强措施。另外，对于附墙烟囱以及高出屋面的烟囱，也宜采用竖向配筋加强。
6)悬挑构件。例如，钢筋混凝土预制挑檐，若未采取可靠锚固措施，则不宜采用。
(4)多层砌体房屋抗震横墙的间距
多层砌体房屋的横向水平地震力主要由楼盖传递，由横墙承担。在房屋中，楼盖与纵、横墙共同构成了房屋的空间刚度，房屋的空间刚度即由楼盖的类别以及纵、横墙的布置而定。楼盖的水平刚度大(例如现浇钢筋混凝土楼盖)，以及横墙布置密(房间的开间小)，则房屋的空间刚度大，抗震性能就好。所以，横墙不但本身必须具备承受横向水平地震力的能力，还必须限制其间距，使得楼盖具有足够的水平刚度以传递横向地震水平力。也可以这样理解，即如果楼盖的水平刚度大，则横墙的间距就可以大些，反之则横墙的间距就必须减小，才能满足楼盖对传递水平地震力所必需的刚度要求。按照《建筑抗震设计规范》GB 50011--2001规定，多层砌体房屋抗震横墙的间距，不应超过表16-6-3的要求。
表16-6-3
注：1.多层砌体房屋的顶层，最大横墙间距应允许适当放宽;
2.表中木楼、屋盖的规定，不适用于小砌块砌体房屋。
(5)多层砌体房屋的局部尺寸限值 设计时，还要注意房屋的一些局部部位，有些局部部位往往会成为薄弱环节，地震时首先失效，引起整栋房屋破坏、甚至倒塌。例如窗间墙，其布置宜均匀，宽度最好相同，且不宜小于表16-6-4规定的数值;墙的端部至窗边的尽端墙，其尺寸不能太小，否则在水平剪力作用下，容易产生从窗角向上、下方外延的斜裂缝。若尽端墙失效并连同窗口上方的砌体一起塌落，就会导致楼板倾毁。其他如悬臂的、悬挑的构件，都要注意其尺度或加以锚固。多层砌体房屋的局部尺寸限值，宜符合表16-6-4的要求。
表16-6-4
注：1.局部尺寸不足时应采取局那加强措施弥补;
2.出入口处的女儿墙应有锚固;
3.多层多排柱内框架房屋的纵向窗间墙宽度，不应小于1.5m。