浅谈砌体建筑抗震常用处理措施

马仁平 谷久祥

（黑龙江省农垦北安建筑安装总公司，黑龙江 北安 164000）

现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类，它们的界限定义为：仅有少量的拉结钢筋，含筋量在0.07%以下时为无筋砌体；约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构，如在墙段边缘设置边缘构件（钢筋混凝土构造柱），同时墙段上下设置有圈梁，此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件，砌体配筋量在0.07%-0.17%左右；配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑，如配筋混凝土空心砌块，其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构，其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构，即在0.2%左右。尽管砌体结构的抗震性能如此之差，然而在城镇建设中，由于我国人口集中，土地有限，所以我们不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体的抗震性能，提高它的建造层数和高度，满足业主需要。

1 砌体结构现存问题

随着建筑业的发展，临街有底层为钢筋混凝土框架的大空间商店，上部为小空间砖房或砌块建筑的房屋大量建设。这种房屋存在着明显的弊病：

1.1 往往形成梁上砌墙的布置，使抗震横墙在最不利的底层被切断。且底层框架一般为大空间的公共建筑，由于使用功能上的需要，在客观上给纵横抗震墙的布置带来了不少困难。

1.2 底层大部分用于商业目的，门窗开洞要求都很大，因而有的采用了前排为钢筋混凝土柱后为砖混的结构，此结构目前无明确定义且前后两种材料刚度差异悬殊，对高烈度地区的抗震极为不利。

1.3 未作计算凭习惯错误地认为，底层框架的侧向刚度一定比砖房好，纵向框架侧向刚度一定比横向好，而实际上并非如此。

1.4 上面为几层砌体、开间小、横墙多、不仅重量大，侧移刚度也大，而底层框架侧移刚度比上层小得多。刚度的急剧变化使得在结构刚柔交接处，应力高度集中，在柱端产生塑性铰，并使房屋的变形集中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层，可称之为“软层”。这种“软层”在抗震设计中应引起高度的注意。

2 砌体建筑抗震常用处理措施

砌体结构是采用砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。其是通过砌块和砂浆的互相作用及纵横墙的拉结而达到具有一定整体性和承重能力。但砌体的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低，导致建筑变形能力小，抗震性能差等缺点，使砌体结构的应用受到一定限制。因此改善砌体的延性，提高建筑物的整体稳定性和抗震性能具有重要意义。

常用的砌体建筑抗震处理措施，应注意以下几类。

2.1 合理布局。建筑平面、立面应尽可能简洁、规整，使结构质量中心与刚度中心相一致。建筑立面应避免头重脚轻，房屋的重心尽可能降低，避免采用错落凹凸的立面，突出建筑屋面部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。如在实际工程中，在不可避免的情况下，应尽量在适当部位设置抗震缝，将体型复杂、平面不规则的建筑分割成几个相对规整的独立单元。

2.2 控制建筑高度及层数。历次震害证明，砌体建筑的层数越多，高度越高，其地震破坏就越大。因为建筑层数及高度值越大就意味着侧向地震作用就越大，同时也加大了建筑底部的倾覆力距。因此在地震中，倾覆力矩过大使得底部墙体产生过大的压力和剪力而被破坏。所以控制砌体结构高度及层数对减少地震灾害有很大的作用。在国家新修改的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2008）也对多层砌体建筑的总高度和层数有强制性的规定。

2.3 增强砌体结构的整体性及刚度。有效增强砌体结构的整体性及刚度的措施有许多种，一般常见及在实践证明的方法有纵、横墙的合理布置，建筑的楼盖为现浇，增加墙体面积及提高砂浆的强度，设置圈梁及构造柱等。在地震中多层砌体结构的纵、横向地震作用主要由相应墙体承担。因此，纵、横墙的合理布置且控制横墙的间距，可控制纵、横墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵、横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，而当纵墙不能贯通布置时，则应在墙体交接处采取加强措施。而横墙最大间距就是为了满足楼盖对传递水平地震所需的刚度要求。其中，在8度设防时，现浇或装配整体钢筋混凝土楼盖板的多层砌体建筑的横墙最大间距为15米。如横墙间距过大时，纵墙会因过大的层间变形而产生平面的弯曲破坏。

根据历次地震后建筑受害情况分析，多层砌体结构的抗震能力与墙体的截面积大小及砂浆等级高低成正比。在多层砌体建筑的抗震验算中，底部两层的地震作用力较大，是结构的薄弱层。此时改变部分墙体的承载面积和适当提高砂浆的强度等级可提高抗震能力，实践证明提高砂浆的强度能同时提高建筑的抗拉、抗压、抗弯、抗剪能力，从而达到提高砌体建筑的抗震性能力的目的。

在多层砌体建筑中设置水平圈梁，可加强内外墙的连接，增强建筑的整体性。特别是屋盖和基础顶两处的圈梁的设置具有提高建筑的竖向刚度和抗御不均匀的沉降能力。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成箱形结构，能有效地约束装配板材的散落，使砖墙发生平面倒塌可能性大为降低，以充分发挥各片墙体的抗震能力。在砖墙设构造柱能提高砌体建筑的延性，发挥砖墙砌体侧向挤出塌落的约束作用，使砌体的抗剪承载能力提高10～30%，提高了砌体结构的变形能力。另外在建筑中设置构造柱能提高建筑物的整体性，利用其塑性变形和滑移摩擦来消耗地震能量，从而提高建筑的抗震能力，且圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束，可限制墙体裂缝的开展，并减小裂缝与水平面的夹角，保证墙体的整体性和变形能力，提高了墙体的抗剪能力，因此构造柱与圈梁的设置是一种经济有效的抗震措施。

结语

总之，砌体结构是我国使用历史很长的结构类型。但由于砌体结构材料的脆性性质，用其砌筑而成的砌体结构也是脆性结构，它的抗震性能很差，在抵御侧向水平地震作用时，在变形极小的情况就会开裂，进而突然倒塌，所以造成人们的生命和财产的巨大损失。为了最大限度地减轻震害，建筑工程技术人员应努力在抗震设防、抗震设计和施工质量三方面都提高到一个新的水平，才能确保建筑工程具备合理的抗御地震的能力。

[l]中华人民共和国原城乡建设环境保护部建筑抗震设计规范（GBJll-89)[S].

[2] 施楚贤.砌体结构[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.