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大專畢業(yè)論文

砌體結(jié)構(gòu)抗震措施

時間:2022-10-05 17:31:52 大專畢業(yè)論文 我要投稿
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砌體結(jié)構(gòu)抗震措施

  砌體結(jié)構(gòu)抗震措施

  [摘 要]砌體結(jié)構(gòu)作為我國最普遍的結(jié)構(gòu)形式,在抗震性能方面存在諸多不足,通過分析砌體結(jié)構(gòu)的主要震害形態(tài),論述了增強砌體結(jié)構(gòu)抗震性能的幾點措施。

  [關鍵詞]砌體結(jié)構(gòu) 抗震措施 構(gòu)造柱 圈梁

  引言

  砌體結(jié)構(gòu)因其材料選擇及施工的方便性,長期以來是我國應用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一,其抗震性能的好壞直接影響著人民的生命財產(chǎn)安全。

  然而,無論是從稍遠時期的唐山大地震,還是幾年前的汶川、玉樹震后統(tǒng)計來看,受破壞最嚴重的無一例外均是砌體結(jié)構(gòu),而且遙遙領先于其他結(jié)構(gòu)形式。究其原因,由于砌體材料本身的脆性以及砌塊與砂漿間的粘結(jié)力較弱,砌體結(jié)構(gòu)抗拉、抗彎、抗剪強度均較低,只有合理設計,采取有效的抗震措施,才能保證結(jié)構(gòu)的抗震性能,抵抗突如其來的地震作用。

  1 砌體結(jié)構(gòu)主要震害形態(tài)

  1.1 整體或局部倒塌

  地震作用下,底層墻體受剪最大,如若強度不足,底層會先倒塌而使整個結(jié)構(gòu)倒塌。地基不均勻時,可能會發(fā)生結(jié)構(gòu)一端倒塌而另一端不倒;屋面為預制板的結(jié)構(gòu),混凝土梁與橫向承重墻體振動不一致,搭在上面的預制板容易脫落;樓梯間、女兒墻以及其它平立面上的突變部位,在地震作用下也容易發(fā)生倒塌。

  1.2 裂縫

  在水平地震力作用下,砌體房屋縱向窗間墻部位較易發(fā)生剪切破壞而出現(xiàn)斜裂縫,之后在地震的反復作用下,墻體同時還受到拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎折作用而產(chǎn)生交叉裂縫。

  當房屋采用縱墻承重,橫墻間距過大而屋蓋剛度又較弱時,垂直于縱墻方向的地震力會迫使縱墻在剛度小的方向上發(fā)生橫向彎曲,使得縱墻窗戶的上、下皮磚砌體處產(chǎn)生水平裂縫。墻體豎向裂縫主要發(fā)生在縱橫墻交接處,在豎向地震作用下,縱橫墻體因荷載不同引起豎向變形差,使墻體在連接處產(chǎn)生剪應力,當剪應力超過砌體強度時產(chǎn)生豎向裂縫。

  1.3 變形縫處墻體破壞

  在較強的水平地震作用下,墻體的水平振幅較大,設計中變形縫的縫距太小或者其被建筑垃圾等封堵住時,兩側(cè)墻體較易因互相碰撞、擠壓而受到破壞。

  2 砌體結(jié)構(gòu)抗震措施

  2.1 合理布置建筑平立面

  研究表明,簡單規(guī)則的建筑物在地震中最不容易發(fā)生破壞。因此,無論在建筑平面還是立面上,均應力求質(zhì)量、剛度均勻、對稱分布,避免剛度突變或開設過大洞口。建筑平面上宜規(guī)則、簡潔,使房屋質(zhì)量中心與剛度中心盡可能一致,保證在地震作用下不發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)效應。立面上應盡量降低房屋中心,避免頭重腳輕。突出屋面部分不宜過高,避免發(fā)生鞭梢效應。

  2.2 嚴格控制總層數(shù)及總高度

  砌體結(jié)構(gòu)中樓板重量近乎占到房屋總重量的一半,房屋總高度一定的情況下,多一層樓板意味著增加半層樓的地震作用。歷次震害結(jié)果顯示,砌體結(jié)構(gòu)房屋層數(shù)越多,高度越高,地震中破壞程度越大,因此,有必要對砌體房屋總層數(shù)及總高度進行嚴格控制。

  《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)中7.1.2條規(guī)定了我國在不同砌體材料、不同抗震烈度下的總高度和層數(shù)限值。同時,橫墻較少的多層砌體房屋,總高度應比規(guī)定降低3m,層數(shù)相應減少1層;各層橫墻很少的多層砌體房屋,還應再較少一層。

  2.3 合理布置樓梯間

  樓梯間作為人員疏散通道,在緊急情況發(fā)生時,大量人員集中,如果在地震時破壞,極有可能造成傷亡,也使救援工作無法順利進行。建筑物的四角是保證結(jié)構(gòu)整體性的重要部位,地震時水平兩個方向地震作用通過墻體傳遞,在角部形成合力,造成應力集中,故不宜在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處設置樓梯間。

  2.4 合理設置伸縮縫

  砌體材料與鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)不同,墻體和屋蓋的剛度不同,當溫度變化時,砌體墻體與鋼筋混凝土屋蓋將產(chǎn)生不同的變形。由于墻體變形受屋蓋變形的制約,墻體中會產(chǎn)生溫度應力,一定程度下會生成斜裂縫和水平裂縫。

  為防止砌體由溫差和墻體干縮引起的裂縫,可在產(chǎn)生裂縫可能性較大的地方設置伸縮縫,如房屋平面轉(zhuǎn)折處、體型變化處及錯層處等。此外,在屋蓋上設置保溫、隔熱層,或在屋面與墻體相接觸的部位設置滑動層,也可有效防止溫度裂縫。

  2.5 重視構(gòu)造柱與圈梁的設置

  在多層砌體房屋中設置鋼筋混凝土構(gòu)造柱,能約束墻體變形,提高砌體抗剪強度,更重要的作用是增強墻體之間的連接,增強結(jié)構(gòu)的整體性,提高砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能,防止房屋在大震時的突然倒塌。

  構(gòu)造柱須與各層縱橫墻的圈梁或現(xiàn)澆樓板連接,才能發(fā)揮約束作用。構(gòu)造柱的設置部位因地震烈度、房屋高度的不同而異,具體可見《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)7.3.1條的規(guī)定。

  圈梁也是多層砌體房屋中重要的抗震構(gòu)造措施,圈梁的設置可以防止因地基不均勻沉降或較大振動荷載對結(jié)構(gòu)的不利影響。圈梁與構(gòu)造柱相結(jié)合,對各層構(gòu)造柱起到支撐點的作用,共同作為多層砌塊房屋的約束邊緣構(gòu)件,限制開裂后砌體裂縫的延伸和砌體的錯位,使磚墻有較大的延性和變形能力,繼續(xù)吸收地震能量,避免墻體倒塌。

  2.6 采用隔震結(jié)構(gòu)

  砌體結(jié)構(gòu)中采用隔震措施可以有效抗震,即在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎之間設置隔震層,延長整個結(jié)構(gòu)體系的自振周期,增大阻尼,減小傳到上部結(jié)構(gòu)的地震作用。從抗震性和經(jīng)濟性考慮,建在高烈度區(qū)的建筑更適合采用隔震結(jié)構(gòu)。

  結(jié)論

  砌體結(jié)構(gòu)是我國歷史較長、應用普遍的結(jié)構(gòu)形式,并且必將在今后很長一段時間內(nèi)仍然廣泛使用。由于砌體材料的抗拉和抗剪強度都很低,抗震性能較差,在抵御側(cè)向水平地震作用時,在變形極小的情況就會開裂,進而倒塌,造成巨大損失。加強砌體結(jié)構(gòu)的抗震設計,對保障人民群眾的生命財產(chǎn)具有十分重要的意義。

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