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多层砌体结构抗震设计分析的论文
摘 要：多层砌体结构是建筑结构中常见的一种结构形式，文章概述了砌体结构建筑抗震设计的一般规定，对多层砌体结构建筑抗震构造的措施进行了重点分析，这对于结构设计有着重要的指导意义。
关键词：砌体结构；抗震设计；构造措施
在我国，砌体结构因材料来源容易，构造简单，因此被广泛应用都建筑结构中，但砌体结构材料一般属于脆性材料，砌筑而成的结构也属脆性，因而砌体结构的抗震性能较差。与地震作用走向垂直的墙体，会因出平面的弯曲破坏造成大面积的墙体甩落，垂直地震力作用，墙体会出现受拉水平裂缝，在扭转地震力作用下，墙体角部易产生破坏；纵横墙连接处地震时易出现竖向裂缝、拉脱，甚至整片墙倒塌，砌体结构的楼梯间、预制钢筋混凝土楼屋盖、女儿墙、突出顶面的屋顶间，在地震中的破坏屡见不鲜。为了减轻震害，保障人民生命财产安全，应因地制宜地进行砌体结构房屋抗震设计。
1 砌体结构房屋抗震设计一般规定
1.1 合理选址，正确选用基础形式
地基不均匀或地基承载力过低，会产生不均匀沉降，造成上部墙体开裂，影响正常使用；高填方地区，在土壤尚未固结时进行基础施工，会造成新建房屋地面沉陷；新建房屋应选在场地稳定、土壤完成固结、土质均匀的场地建房；基础埋置深度应在本地区冻土层以下，对于不满足上述要求的，可采用地基处理，比如对基底以下土层采用三七灰土局部换填，以满足上部荷载的要求，其次，宜增加上部结构刚度，增设地圈梁。
1.2 总高度与总层数限制
随着层数增加，砌体结构房屋在地震作用下的破坏程度也随之加重，基于砌体材料的脆性性质和震害经验，限制其层数和高度是主要的抗震措施。不同的抗震设防地区房屋的总高度与总层数是有区别的。另外，针对不同抗震设防类别的砌体房屋，层数和高度限值也应根据规定做相应调整。
1.3 多层砌体承重房屋的层高限制
规范还要求多层砌体承重房屋的层高不应超过3.6m，为数不少的砌体房屋单层层高超限，不利于墙体稳定。
1.4 多层砌体房屋高宽比限制
多层砌体房屋一般可不做整体弯曲验算，但是为了保证房屋的稳定性，应限制其高宽比，砌体房屋总高度与总宽度的最大比值宜符合《建筑抗震设计规范》要求。
1.5 限定房屋抗震横墙间距
多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担，地震中横墙间距大小对房屋倒塌影响很大，横墙不仅需要有足够的承载力，并且还与楼盖传递水平地震剪力的需求相联系。为了保证结构的空间刚度，满足楼盖对传递水平地震剪力的刚度要求，应规定横墙最大间距。
1.6 合理确定建筑布置和结构体系
根据历次震害调查统计，纵墙承重的结构布置方案，因横向支承较少，纵墙较易受平面外弯曲而导致倒塌。因此，多层砌体结构，应优先采用横墙承重的结构布置方案，其次采用纵横墙承重方案，避免采用纵墙承重方案。房屋立面高差在6m以上，或房屋有错层，且楼板高差大于层高的1/4，或各部分结构刚度、质量截然不同，宜设置防震缝，将复杂体型房屋划分为若干简单、刚度均匀的单元。
2 多层砌体结构房屋抗震构造措施
2.1 合理设置圈梁和构造柱
圈梁作为楼屋盖的边缘构件，将装配式楼屋盖箍住，提高楼屋盖的整体性和水平刚度。钢筋混凝土圈梁应设在屋盖处及每层楼盖处，并应闭合，遇到洞口应上下搭接。圈梁标高设置宜与预制板相同或紧贴板低，圈梁高度不应小于120mm，基础圈梁高度不应小于180mm，配筋不应少于4根直径14的I级钢筋。构造柱应设置在外墙四角，错层部位横墙与外纵墙交接处、大房间内外墙交接处、较大洞口两侧，构造柱最小截面尺寸可采用240mm×180mm，纵筋宜采用4根直径为12mm的I级钢筋，箍筋间距不宜大于250mm，6、7度区超过六层、8度区超过五层和9度区，宜采4根直径14mm的I级钢筋，箍筋间距不应大于200mm。圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束，限制墙体的开裂，保证墙体的整体性和变形能力，尤其是设置在屋盖和基础顶面的圈梁能够提高房屋的竖向刚度、抵抗地基不均匀沉降对房屋带来的不利影响。
2.2 加强楼、屋盖与墙体的`连接构造
经过对历次震害中多层砌体房屋楼屋盖破坏情况的分析，可以看出预制与现浇式楼盖均出现过倒塌破坏，因楼屋盖板作为水平构件作用主要是传递水平地震作用，所以加强其整体连接性能，即使墙体和板间具有可靠的连接措施才是关键，如要求楼板的搁置长度、楼板与圈梁的连接要求、墙体间的连接要求、屋架与墙柱的锚固拉结等，通过这些措施来保证多层砌体房屋的整体性能。
2.3 强化楼、电梯间抗震构造
历次震害表明，楼、电梯间由于比较空旷且缺乏楼盖的侧向支承，因而容易遭到破坏成为房屋的薄弱环节，如楼梯梯板折断、楼梯间墙倒塌等，所以要对楼、电梯间四角，楼梯斜梯段上下端对应的墙体处增设构造柱，及对楼梯间墙体提出增加水平配筋的要求，以此提高楼、电梯间墙体的抗震性能。
2.4 重视非结构构件的设计
多层砌体结构中，非承重墙体、女儿墙，雨蓬等非结构构件在地震中的破坏屡有发生，应给予足够重视。后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500～600mm配置2根直径6mm的I级钢拉结筋与承重墙或柱拉结，每边深入墙内不应少于500mm，8度和9度时，长度大于5m的后砌隔墙，墙顶尚应与楼板拉结，独立墙肢端部及门洞边宜设钢筋混凝土构造柱；烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，否则应对墙体加强措施，不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱或出屋面的烟囱；不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
3 结语
根据调查统计，在5月12日的汶川地震中，经过抗震设计的砌体结构房屋发生严重破坏和倒塌的比例约为20%～30%，由此不难看出，虽然砌体结构的抗震性能较差，但是经过抗震设防，可大大地减轻地震对砌体结构带来的破坏。在我国，划定抗震设防烈度为6度及6度以上地区占到国土面积的2/3以上，所以各类砌体结构材料在各地震区均有应用的可能性，因此，必须重视砌体结构房屋的抗震设计，应严格按照《建筑抗震设计规范》要求进行合理的结构体系布置与抗震验算和采取可靠地抗震措施，提高砌体结构房屋的抗震能力，降低震害。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，.
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.砌体结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，.
[3] 李国强，李杰，苏小卒.建筑结构抗震设计[M].北京：中国建筑工业出版社，.
砌体结构抗震分析及防震措施
通过对砌体结构抗震性能的`分析,指出了目前抗震设防中存在的问题,提出了改善砌体结构抗震性能的措施.
作 者：于红杰 姚艳红 作者单位：漯河职业技术学院,河南漯河,46 刊 名：科技创新导报 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 年，卷(期)： “”(1) 分类号：P315 关键词：砌体结构 抗震性能 抗震措施引言
砌体结构因其材料选择及施工的方便性，长期以来是我国应用最广泛的结构形式之一，其抗震性能的好坏直接影响着人民的生命财产安全。
然而，无论是从稍远时期的唐山大地震，还是几年前的汶川、玉树震后统计来看，受破坏最严重的无一例外均是砌体结构，而且遥遥领先于其他结构形式。究其原因，由于砌体材料本身的脆性以及砌块与砂浆间的粘结力较弱，砌体结构抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，只有合理设计，采取有效的抗震措施，才能保证结构的抗震性能，抵抗突如其来的地震作用。
1 砌体结构主要震害形态
1.1 整体或局部倒塌
地震作用下，底层墙体受剪最大，如若强度不足，底层会先倒塌而使整个结构倒塌。地基不均匀时，可能会发生结构一端倒塌而另一端不倒;屋面为预制板的结构，混凝土梁与横向承重墙体振动不一致，搭在上面的预制板容易脱落;楼梯间、女儿墙以及其它平立面上的突变部位，在地震作用下也容易发生倒塌。
1.2 裂缝
在水平地震力作用下，砌体房屋纵向窗间墙部位较易发生剪切破坏而出现斜裂缝，之后在地震的反复作用下，墙体同时还受到拉压、扭转、弯折作用而产生交叉裂缝。
当房屋采用纵墙承重，横墙间距过大而屋盖刚度又较弱时，垂直于纵墙方向的地震力会迫使纵墙在刚度小的方向上发生横向弯曲，使得纵墙窗户的上、下皮砖砌体处产生水平裂缝。墙体竖向裂缝主要发生在纵横墙交接处，在竖向地震作用下，纵横墙体因荷载不同引起竖向变形差，使墙体在连接处产生剪应力，当剪应力超过砌体强度时产生竖向裂缝。
1.3 变形缝处墙体破坏
在较强的水平地震作用下，墙体的水平振幅较大，设计中变形缝的缝距太小或者其被建筑垃圾等封堵住时，两侧墙体较易因互相碰撞、挤压而受到破坏。
2.1 合理布置建筑平立面
研究表明，简单规则的建筑物在地震中最不容易发生破坏。因此，无论在建筑平面还是立面上，均应力求质量、刚度均匀、对称分布，避免刚度突变或开设过大洞口。建筑平面上宜规则、简洁，使房屋质量中心与刚度中心尽可能一致，保证在地震作用下不发生较大的扭转效应。立面上应尽量降低房屋中心，避免头重脚轻。突出屋面部分不宜过高，避免发生鞭梢效应。
2.2 严格控制总层数及总高度
砌体结构中楼板重量近乎占到房屋总重量的一半，房屋总高度一定的情况下，多一层楼板意味着增加半层楼的地震作用。历次震害结果显示，砌体结构房屋层数越多，高度越高，地震中破坏程度越大，因此，有必要对砌体房屋总层数及总高度进行严格控制。
《建筑抗震设计规范》(GB50011-)中7.1.2条规定了我国在不同砌体材料、不同抗震烈度下的总高度和层数限值。同时，横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比规定降低3m，层数相应减少1层;各层横墙很少的多层砌体房屋，还应再较少一层。
2.3 合理布置楼梯间
楼梯间作为人员疏散通道，在紧急情况发生时，大量人员集中，如果在地震时破坏，极有可能造成伤亡，也使救援工作无法顺利进行。建筑物的四角是保证结构整体性的重要部位，地震时水平两个方向地震作用通过墙体传递，在角部形成合力，造成应力集中，故不宜在房屋的尽端和转角处设置楼梯间。
2.4 合理设置伸缩缝
砌体材料与钢筋混凝土的线膨胀系数不同，墙体和屋盖的刚度不同，当温度变化时，砌体墙体与钢筋混凝土屋盖将产生不同的变形。由于墙体变形受屋盖变形的制约，墙体中会产生温度应力，一定程度下会生成斜裂缝和水平裂缝。
为防止砌体由温差和墙体干缩引起的裂缝，可在产生裂缝可能性较大的.地方设置伸缩缝，如房屋平面转折处、体型变化处及错层处等。此外，在屋盖上设置保温、隔热层，或在屋面与墙体相接触的部位设置滑动层，也可有效防止温度裂缝。
2.5 重视构造柱与圈梁的设置
在多层砌体房屋中设置钢筋混凝土构造柱，能约束墙体变形，提高砌体抗剪强度，更重要的作用是增强墙体之间的连接，增强结构的整体性，提高砌体结构的抗震性能，防止房屋在大震时的突然倒塌。
构造柱须与各层纵横墙的圈梁或现浇楼板连接，才能发挥约束作用。构造柱的设置部位因地震烈度、房屋高度的不同而异，具体可见《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)7.3.1条的规定。
圈梁也是多层砌体房屋中重要的抗震构造措施，圈梁的设置可以防止因地基不均匀沉降或较大振动荷载对结构的不利影响。圈梁与构造柱相结合，对各层构造柱起到支撑点的作用，共同作为多层砌块房屋的约束边缘构件，限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位，使砖墙有较大的延性和变形能力，继续吸收地震能量，避免墙体倒塌。
2.6 采用隔震结构
砌体结构中采用隔震措施可以有效抗震，即在建筑物上部结构与基础之间设置隔震层，延长整个结构体系的自振周期，增大阻尼，减小传到上部结构的地震作用。从抗震性和经济性考虑，建在高烈度区的建筑更适合采用隔震结构。
结论
砌体结构是我国历史较长、应用普遍的结构形式，并且必将在今后很长一段时间内仍然广泛使用。由于砌体材料的抗拉和抗剪强度都很低，抗震性能较差，在抵御侧向水平地震作用时，在变形极小的情况就会开裂，进而倒塌，造成巨大损失。加强砌体结构的抗震设计，对保障人民群众的生命财产具有十分重要的意义。
多层砌体房屋抗震设计开裂一般要求？
多层砌体房屋的墙体是脆性的，纵横墙体的联结比较弱，因此多层砌体房屋的抗震性能比较差，为了使多层砌体房屋做到“小震不坏，设防烈度可修，大震不倒”的抗震目标，特别要注意合理的建筑结构布置。
（一）平、立面布置要规则
大量震害表明，房屋为简单的长方体的各部位受力比较均匀，薄弱环节比较少，震害程度要轻一些。因此，房屋的平面最好为矩形。L形，п形等平面，由于扭转的影响和变形不协调。容易产生应力集中现象。
复杂的立面造成的附加震害更为严重。比如突出的小建筑，在6度区房屋的主体结构无明显破坏的情况下，有不少发生了相当严重的破坏。
（二）房屋总高度、层高及层数要限制，高度比要控制
多层砌体房屋的抗震能力，除依赖于横墙间距、砌体和砂浆强度等级等因素外，还与房屋层数和高度有直接联系，
大量震害表明，四、五层砖房在不同烈度区的震害比二、三层的震害严重得多，倒塌的百分比亦高得多，六层及六层以上砖房在地震时震害明显加重。
对房屋总高度、层数进行双控制，是因为楼盖重量占到房屋总重量的35～56，房屋总高度相同，多一层楼板就意味着增加半层楼的地震作用，相当于房屋增高了半层，所以，根据震害经验的总结和对多层砌体结构抗震性能的分析研究，对多层砌体房屋的总高度及层数要给以一定的限值，对于医院，教学楼等横墙较少的砌体房屋，总高度应降低3m，总层数减少一层，对各横墙间距虽满足最大间距但横墙很少的房屋，应根据具体情况再适当降低总高度和总层数。砖房的层高不宜超过4m，砌块房屋的层高不宜超过3.6m。
砌体结构抗震的新发展论文
摘要：砌体结构是一种传统的墙体材料，在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现，如从欧美引进的混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外,结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料,如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖.这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围.
关键词：砌体 抗震
一、引言
砌体的结构是一种传统的墙体材料，在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现，如从欧美引进的混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外,结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料,如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖.这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围.
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。
1966年的邢台地震和1976年的唐山地震等数十次破坏性大地震，以及1923年日本关东大地震等，几乎无一例外的表明无筋砌体结构不能承受大地震的考验。因此目前国外抗震规范一般只允许建造3层及三层以下的砌体结构。
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。
二、约束砌体
砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。1976年唐山大地震后，总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验，提出了在承重墙体中设置边缘约束构件的规定。经过二十多年的实践考验证明，设有构造柱的砌体房屋，在经受九度地震后未发现有倒塌的实例，此种做法是安全的。但应注意以下几点：
1、约束墙体的构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土，使柱与墙体能够紧密结合，共同工作。此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小,刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎,构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和配筋过大，由于混凝土刚度远大于砌体墙体，所以构造柱会吸收大多数的地震力，结果构造柱先于墙体破坏，起不到约束墙体的作用。
2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂，并逐步延伸，形成对角的“x”形裂缝；如果墙段的高宽比较大，则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大，否则将会消弱对墙段砌体的约束作用，基本上是纵墙内每开间均设，横墙内间距不大于层高的两倍。
3、构造柱必须依靠楼层上下楼盖圈梁的拉结。构造柱作为一种竖向构件，一般沿墙截面不变，配筋也少有变化。因此，在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点，以形成上下和左右墙段的约束作用。
4、楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算，它的作用是多方面的，如增强拉接，提高结构的整体性，抵御地基的不均匀沉降，加强楼板与墙体的连接等。而构造柱的作用也是如此，它在加强墙体之间的连接方面是明显的，但它的约束作用一般要在墙体开裂以后才能发挥，这是构造柱的特点之一。
5、设置构造柱之后，墙体的抗剪能力一般提高20%左右，因此应当认为提高砌体抗剪强度不是在墙两端设置构造柱的主要目的，构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力，特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现，也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力，但它使墙段和房屋取得了较大的延性，从而减小了突然发生倒塌的危险性。
6、构造柱间距应该分两种情况区别对待。一种是单一作为约束边缘构件的构造柱，此类构造柱的设置主要考虑约束墙段的长度需要，以往抗震规范中尚不明确，无论在砌体横墙或纵墙中均为提出间距的.要求。事实证明构造柱的约束作用是有限的。例如在以往的纵墙中设置构造柱时只要求在两端设构造柱，数十米长的构造柱难以约束墙段的破坏此时构造柱的数量是远远不够的。即使横墙中的构造柱间距一般可能达到11~12米，构造柱作用也难以完全发挥。
根据工程实践经验和有关试验研究资料分析结果，新规范对此做了补充和完善：
a) 当层数和房屋高度接近或者达到砌体结构限定高度时横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍，即一般不宜超过5.4米；纵墙内的构造柱一般不超过3.9米（外纵墙）和4.2米（内纵墙），即大致每开间均应设置一根构造柱。如此要求是十分必要的，实验证明墙段的宽高比超过2时，构造柱的约束作用降低。
b) 在开间较大、横墙较少的多层住宅中，当层数和房屋高度接近和达到砌体高度限定高度时对构造柱的设置间距要求更高。在横墙内的柱间距不宜大于层高，在纵墙内的柱间距不宜大于4.2米；同时在所有纵横墙交接处及横墙的中部也均应设有构造柱以约束相应墙段的砌体。
通过上面规定可以看出构造柱作为一种约束边缘构件限定其最大间距是十分必要的，否则将难以发挥其应有的作用，新规范完善了对多层砌体结构构造柱设置的规定，在一定程度上也提高了砌体结构的抗震安全性，有效的保证了大震不倒的抗震设防的总目标的实现。
7、构造柱的计算
按照提高墙段的抗剪强度要求，设置构造柱是对构造柱作用的一种新发展。设置构造柱的目的不同因此设置部位也不同，此类构造柱一般均布置在墙段中段。当房屋的设防烈度要求较高或横墙较少，墙段不能承受所承担的地震作用时可采用增设构造柱的做法来提高墙段的抗剪强度，满足抗震设防地区对多层砌体结构的抗剪要求，因此中段构造柱的作用不同与设置在墙段边缘的约束构造柱，两者从概念上不能混为一谈。
三、对于配筋砌体，主要是对于当房屋层数比较高时应用，对于大量的民用建筑中，应用还不是很广泛，在此我们就不多谈了。但对于青岛地区而言，气候潮湿、抗震设防六度，住宅建设中的通常做法是在地面设架空层或半地下室，坡屋顶，实际层数达到8层，已超出规范限值。规范中的用词为“不宜”超过7层，也就是说只要采取合理有效的措施，还是可以实现的。具体做法是：
（1）楼层圈梁层层设置，截面适当加大；
（2）墙体交接处均设置构造柱；
（3）构造柱间距不大于4米；
（4）大于米的洞口两侧设构造柱；
这样处理的中心意思就是按组合砌体来考虑这类情况。但这样处理后，因为现在的住宅设计要求较高，平面一般情况下都比较复杂，纵墙很少有连通的，所以墙体内的构造柱数量较大，对砌体本身而言是不利的，所以构造柱的截面不能过大，否则达不到我们要求的结果。
四、由于我国现在正处在墙体材料改革的时期，不同的地区都会有一些适合本地材料，但我们的总体思想“小震无碍，中震可修，大震不倒”是不变的，无论哪种材料，都要采取相应的抗震构造措施来保证工程的安全性，保证国家、人民的财产不受到损失。
多层砌体房屋抗震加固方法述评
本文讨论了多层砌体房屋抗震加固的原则,对目前常用的多层砌体房屋的.加固方法进行了简要的论述,提出了各种方法的特点和适用范围以及需要注意的问题,并指出了将来可能的发展方向.
作 者：林玮 李巨文 Lin Wei Li Juwen 作者单位：防灾科技学院,河北,三河,065201 刊 名：地震工程与工程振动 ISTIC PKU英文刊名：EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION 年，卷(期)： 26(6) 分类号：P315.958 关键词：抗震加固 多层砌体房屋 方法多层砌体结构房屋震害调查
摘要：赴5.12汶川地震灾区,分别对绵竹、汉旺、都江堰、汶川、映秀等地进行了实地调查,全面了解多层砌体结构的'震害现象,并针对多层砌体结构在水平地震作用下窗下墙的交叉裂缝提出新的研究方法.作 者：张璇 郑军鹏 张霄 作者单位：张璇,郑军鹏(西安建筑科技大学土木工程学院,陕西,西安,710055)张霄(西安三建建设有限公司,陕西,西安,710054)
期 刊：现代商贸工业 Journal：MODERN BUSINESS TRADE INDUSTRY 年，卷(期)：, 22(12) 分类号：X9 关键词：交叉裂缝 窗下墙 力学分析 延性破坏模式多层砌体结构房屋震害调查
赴5.12汶川地震灾区,分别对绵竹、汉旺、都江堰、汶川、映秀等地进行了实地调查,全面了解多层砌体结构的.震害现象,并针对多层砌体结构在水平地震作用下窗下墙的交叉裂缝提出新的研究方法.
作 者：张璇 郑军鹏 张霄 作者单位：张璇,郑军鹏(西安建筑科技大学土木工程学院,陕西,西安,710055)张霄(西安三建建设有限公司,陕西,西安,710054)
刊 名：现代商贸工业 英文刊名：MODERN BUSINESS TRADE INDUSTRY 年，卷(期)：2010 22(12) 分类号：X9 关键词：交叉裂缝 窗下墙 力学分析 延性破坏模式结构抗震概念设计论文
一、结构抗震概念设计的提出原因及必要性
每栋建筑物都是一个空间结构体，在荷载作用下各构件并非是以脱离体系的单一构件独自工作，而是以相当复杂的方式共同工作，精确计算其作用和受力是相当困难的，在计算地震作用时尤其如此，由于地震作用下的结构构件受力状态的复杂性及不确定性、人们对地震时结构响应认识的局限性和模糊性、理论计算中的假定与实际情况的差异性，注定了在现阶段无论计算工具再如何发展，计算过程再如何严格，其结果也只能是一种比较粗略的估计，甚至有时还根本无法计算。
显然在结构设计中，仅依靠现有理论进行抗震计算往往不能满足结构安全性、可靠性的要求，无法达到预期的设计目标。因此在不确定因素众多，受力状况复杂的结构抗震设计中，抗震概念设计的提出和应用就显得尤为重要了。
二、结构抗震概念设计的涵义
所谓抗震概念设计，一般是指不经过计算，尤其在难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分结构体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验中所获得的基本设计原则和设计思想，从总体的角度来进行建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制，从而从根本上保证结构的抗震性能。
三、结构抗震概念设计的基本原则和具体要求
（一）建筑场地的选择
地震造成建筑的破坏，除地震动直接引起结构破坏以外，还有场地条件的原因，诸如：地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉陷、滑坡和土体液化等。因此选择有利于抗震的建筑场地是减轻建筑物地震灾害的第一道重要工序。
（二）建筑物的平面、立面及竖向剖面的布置建筑物平面和立面的规则性是抗震概念设计中需要考虑的一个重要因素。
规则的建筑方案体现在：建筑物的平面布置基本对称；结构体型简单；抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀。因为，简单、对称的结构容易估算其在地震时的反应，容易有针对性的采取抗震措施并对其进行细部处理。因此，这就要求建筑专业的设计人员具有一定的抗震知识素养，应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计，避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
（三）结构体系的确定和结构布置
结构体系的.确定是结构设计中头等重要的大事。结构设计时应通过综合分析使结构体系尽量合理且经济，应优先采用抗震能力强、延性好、耗能能力强、便于施工且具有多道防线的结构体系（如框架-剪力墙结构，框架-筒体结构，设置耗能连梁的剪力墙结构等），避免采用抗震能力较低的结构体系（如板柱-剪力墙结构，单跨框架结构等），尤其应避免采用看似“合法”（符合规范）但不合理的结构体系（如当房屋高度接近规范框架结构类适用高度上限时，仍采用框架结构，震害表明，框架结构的侧向刚度较小，整体性较差，结构的抗震性能较差，此情况下应采用抗震性能较好的框架-剪力墙结构为宜）。
而在结构布置时，应采用概念清晰、传力途径明确的布置方式，尽量避免造成结构扭转、平面和立面的里出外进、竖向传力杆件的间断与不连续等问题。
（四）多道抗震防线的设置
单一结构体系只有一道抗震防线，一旦破坏就会造成建筑物倒塌的严重后果。特别是当建筑物的自振周期与地震动卓越周期相近时，建筑物由此而发生的共振，更加速其倒塌进程。而如果建筑物采用的是多重抗侧力体系时，第一道防线的抗侧力构件在 当第一道抗侧力防线因共振而破坏，第二道防线接替工作，建筑物自振周期将出现较大幅度的变动，与地震动卓越周期错开，使建筑物的共振现象得以缓解，避免再度严重破坏。在双重结构体系中一般应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体等构件作为第一道防线的抗侧力构件，如框架-剪力墙结构中的剪力墙，框架-填充墙结构中的填充墙，单层厂房纵向体系中的柱间支撑，均可作为各自体系中的第一道抗震防线。如因条件限制，只能采用单一的框架体系，则框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采用“强柱弱梁”型的延性框架。
在地震作用下，框架梁成为第一道抗震防线，框架柱为第二道抗震防线，用框架梁的变形去消耗地震能量，使框架梁的屈服先于框架柱的屈服，从而保护了框架柱的相对完整，最终达到“大震不倒”的要求。
（五）结构抗震设计关键点的把握
在结构抗震概念设计中，还应注重对结构体系中的关键部位（如薄弱层，加强层等）、关键部位中的关键构件（如加强层的重要竖向构件、转换层的水平转换构件等）、关键构件中的关键节点（如梁柱节点，柱根部位等）几个关键点的把握，从而实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固、强柱根弱杆件”的设计理念。
结构抗震概念设计不是拒绝进行复杂结构设计，而是要求在处理复杂结构设计时明确：什么是结构设计的最佳选择？采用不合理的结构方案或结构布置可能会带来什么样的后果？需要采取哪些补救或加强措施，并对这些措施的合理性和有效性做出客观的评价，以保证结构性能目标的实现，确保房屋安全。结构抗震概念设计不是指手画脚的空洞说教，而是具有丰富内涵的实实在在的工作。
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