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[摘 要]近年来,国际上抗震设防目标的总体趋势是要求建筑物在使用期间,对不同程度和强度的地震,应具有不同的抵抗能力,这一抗震设防目标也为我国现行建筑抗震设计规范所采纳。基于此,本文主要结合砌体结构建筑的墙体裂缝及补救措施进行分析,旨在通过概念设计和构造措施满足设计思想。
[关键词]砌体结构,裂缝,抗震
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0100-01
砌体结构房屋所用的材料有很强的地方性,并且能够利用大量工业废料,同时由于这类结构造价较低,保温、隔热、隔声效果较好,所以被大量应用于民用建筑以及各种中小型工业建筑中。但因其抗弯、抗拉和抗剪强度较低,因此,在遭受水平地震作用时,这类结构的破坏率均较其他类型结构高。虽然砌体结构在地震时容易遭受破坏,通过对这类建筑的研究和总结表明,只要通过合理的抗震设计,采取恰当的抗震构造措施并保证施工质量,砌体结构房屋也可以满足抗震要求。
1 地震对砌体结构建筑的破坏分析
地震对建筑物的破坏作用主要是由于地震波在土中传播引起强烈的地面运动而造成的。由地震引起的建筑物破坏情况主要有:受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。
砌体结构房屋受震害破坏的情况是,地震时,在地震作用下,主要是水平地震作用影响下,砌体结构房屋受震害的破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而不同。破坏的情况可以划归两大类:一类是由于结构或构件承载力不足而引起的破坏。对于多层砌体结构的房屋,当水平地震至用沿着房屋的横向时,水平地震作用主要通过楼盖传至横墙,再传至基础和地基,这时,横墙主要受到剪切,当地震作用在墙内产生的剪力超过砌体所能承担的抗剪承载力时,墙体就会产生斜裂缝或交叉裂缝。当水平地震作用沿着房屋的纵向时,它主要通过楼盖传至纵墙,再传至基础和地基,如果窗间墙很窄,纵墙将仍以剪切破坏为主,如果窗间墙很窄,就会产生压弯破坏。另一类是因为房里结构布置不当或在构造上存在缺陷而引起的破坏。比如内外墙之间以及楼板与墙体之间缺乏可靠的连接,在地震时连接受到破坏,房屋丧失了整体性,墙体发生了“出平面”的倾倒,楼板随之由墙上滑落等等。这种现象在地震中也是常见的。
2 防止或减轻砌体结构墙体裂缝的主要补救措施
防止或减轻墙体开裂的主要措施在基本原理上有基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”三种。“防”,即适当的屋面构造处理,减少屋盖与墙体的温差,减少屋盖与墙体的变形;“放”即采用适当措施,允许屋面或墙体在一定程度上自由伸缩;“抗”即通过构造措施,提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,以减少墙体变形、减少裂缝。其具体的做法有如下两种。
2.1 防止温度变化和砌体干缩变性引起的砌体房屋顶层墙体开裂的措施
墙体因收缩和温度变形产生的裂缝,是由于砌体限制了钢筋混凝土构件的变形,在砌体今产生过大的拉应力的缘故。如果将过长的房屋用缝分成几个长度较小的独立单元,使每个单元砌体因收缩和温度变形而产生的拉应力小于砌体抗拉强度的话,就能防止和减少这种裂缝,这就是设置伸缩缝所起的作用。
2.2 防止或减轻房屋其他有关部位墙体开裂的构造措施
(1)设置钢筋混凝土圈梁是增强房屋整体刚度的有效措施,特别是基础圈梁和屋顶檐口部位的圈梁对抵抗不均匀沉降作用最为有效。必要时应增大基础圈梁的刚度。
(2)在底层窗台下砌体灰缝中设置3道2Ф4焊接钢筋网片或2Ф6钢筋;或采用现浇混凝土配筋带或窗台板,灰缝钢筋或配筋带不少于3Ф8并应伸入窗间墙内不少于600mm。
(3)在墙体转角和纵横墙交接处沿竖向设置拉结钢筋或钢筋网片。对砖砌体拉接筋的数量每120mm厚墙不少于1Ф6,竖向间距不大于500mm,对砌块砌体拉结网片不少于2Ф4,竖向间距不大于600mm。拉结钢筋或钢筋网片埋入砌体的长度,从转角或交接墙内侧算起每边不少于600mm。
2.3 合理设置防震缝
当房屋立面向差在6m以上,或房屋有错层且楼板高差较大,或各部分结构刚度、质量截然不同时,宜设置防震缝将其分开,成为体型简单、结构刚度均匀的独立单元。防震缝应沿房屋全高设置,两侧应布置抗震墙,基础可不设防震缝。防震缝的宽度不宜过窄,以免当发生垂直于缝方向的振动时,由于两部分振动周期不同,产生互相碰撞而加剧破坏。防震缝的宽度应根据房屋高度和烈度不同来确定,一般取50-100mm。当房屋中设有沉降缝或伸缩缝时,沉降缝和伸缩缝也应符合防震缝的要求。缝两侧均应布置墙体。在房屋一个独立单元内,宜采用相同的结构和墙体材料。
楼梯间比较空敞,墙体缺少各层楼板的侧向支撑,加上顶层外墙的无支撑高度达一层半,在地震中是结构的薄弱部位。故不宜设置在房屋的尽端和转角处。
烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体,当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施。对于附墙烟囱可在其角上增设构造柱,在其楼层位置增设圈梁并与楼板圈梁连接。对于出屋面烟囱,除设圈梁外,烟囱四角可设构造柱,并至少伸入下一层。
2.4 选择有利于抗震的承重力
首先应优先采用横墙承重方案,从而形成空间刚度较大的盒式结构,提高抗震性能。其次可采用纵横墙承重方案。采用横墙承重方案的房屋,通常横墙铰多且开洞较少,又有纵墙作为侧向支撑,因而具有较好的传递地震作用的能力。纵横墙承重方案的房屋既能比较直接地传递横向地震作用,也能直接或通过纵横墙的联结传递纵向地震作用。而纵墙承重方案的房屋横墙较少,间距较大,地震时外纵墙因与预制楼板的拉结失效而外倾,容易引起楼板坍落而发生严重破坏。
参考文献
[1] 赵巳琦.建筑工程中砌块砌体施工技术分析[J].科技创新与应用,2014,08:203.
[2] 李靖山,李硕.框架结构建筑填充墙裂缝成因探析及措施[J].科技信息,2014,05:208+283.
[3] 易俊.新型墙体材料砌体工程的裂缝防控[J].门窗,2014,02:251.
[关键词]砌体结构,裂缝,抗震
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0100-01
砌体结构房屋所用的材料有很强的地方性,并且能够利用大量工业废料,同时由于这类结构造价较低,保温、隔热、隔声效果较好,所以被大量应用于民用建筑以及各种中小型工业建筑中。但因其抗弯、抗拉和抗剪强度较低,因此,在遭受水平地震作用时,这类结构的破坏率均较其他类型结构高。虽然砌体结构在地震时容易遭受破坏,通过对这类建筑的研究和总结表明,只要通过合理的抗震设计,采取恰当的抗震构造措施并保证施工质量,砌体结构房屋也可以满足抗震要求。
1 地震对砌体结构建筑的破坏分析
地震对建筑物的破坏作用主要是由于地震波在土中传播引起强烈的地面运动而造成的。由地震引起的建筑物破坏情况主要有:受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。
砌体结构房屋受震害破坏的情况是,地震时,在地震作用下,主要是水平地震作用影响下,砌体结构房屋受震害的破坏情况随着结构类型和抗震构造措施的不同而不同。破坏的情况可以划归两大类:一类是由于结构或构件承载力不足而引起的破坏。对于多层砌体结构的房屋,当水平地震至用沿着房屋的横向时,水平地震作用主要通过楼盖传至横墙,再传至基础和地基,这时,横墙主要受到剪切,当地震作用在墙内产生的剪力超过砌体所能承担的抗剪承载力时,墙体就会产生斜裂缝或交叉裂缝。当水平地震作用沿着房屋的纵向时,它主要通过楼盖传至纵墙,再传至基础和地基,如果窗间墙很窄,纵墙将仍以剪切破坏为主,如果窗间墙很窄,就会产生压弯破坏。另一类是因为房里结构布置不当或在构造上存在缺陷而引起的破坏。比如内外墙之间以及楼板与墙体之间缺乏可靠的连接,在地震时连接受到破坏,房屋丧失了整体性,墙体发生了“出平面”的倾倒,楼板随之由墙上滑落等等。这种现象在地震中也是常见的。
2 防止或减轻砌体结构墙体裂缝的主要补救措施
防止或减轻墙体开裂的主要措施在基本原理上有基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”三种。“防”,即适当的屋面构造处理,减少屋盖与墙体的温差,减少屋盖与墙体的变形;“放”即采用适当措施,允许屋面或墙体在一定程度上自由伸缩;“抗”即通过构造措施,提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,以减少墙体变形、减少裂缝。其具体的做法有如下两种。
2.1 防止温度变化和砌体干缩变性引起的砌体房屋顶层墙体开裂的措施
墙体因收缩和温度变形产生的裂缝,是由于砌体限制了钢筋混凝土构件的变形,在砌体今产生过大的拉应力的缘故。如果将过长的房屋用缝分成几个长度较小的独立单元,使每个单元砌体因收缩和温度变形而产生的拉应力小于砌体抗拉强度的话,就能防止和减少这种裂缝,这就是设置伸缩缝所起的作用。
2.2 防止或减轻房屋其他有关部位墙体开裂的构造措施
(1)设置钢筋混凝土圈梁是增强房屋整体刚度的有效措施,特别是基础圈梁和屋顶檐口部位的圈梁对抵抗不均匀沉降作用最为有效。必要时应增大基础圈梁的刚度。
(2)在底层窗台下砌体灰缝中设置3道2Ф4焊接钢筋网片或2Ф6钢筋;或采用现浇混凝土配筋带或窗台板,灰缝钢筋或配筋带不少于3Ф8并应伸入窗间墙内不少于600mm。
(3)在墙体转角和纵横墙交接处沿竖向设置拉结钢筋或钢筋网片。对砖砌体拉接筋的数量每120mm厚墙不少于1Ф6,竖向间距不大于500mm,对砌块砌体拉结网片不少于2Ф4,竖向间距不大于600mm。拉结钢筋或钢筋网片埋入砌体的长度,从转角或交接墙内侧算起每边不少于600mm。
2.3 合理设置防震缝
当房屋立面向差在6m以上,或房屋有错层且楼板高差较大,或各部分结构刚度、质量截然不同时,宜设置防震缝将其分开,成为体型简单、结构刚度均匀的独立单元。防震缝应沿房屋全高设置,两侧应布置抗震墙,基础可不设防震缝。防震缝的宽度不宜过窄,以免当发生垂直于缝方向的振动时,由于两部分振动周期不同,产生互相碰撞而加剧破坏。防震缝的宽度应根据房屋高度和烈度不同来确定,一般取50-100mm。当房屋中设有沉降缝或伸缩缝时,沉降缝和伸缩缝也应符合防震缝的要求。缝两侧均应布置墙体。在房屋一个独立单元内,宜采用相同的结构和墙体材料。
楼梯间比较空敞,墙体缺少各层楼板的侧向支撑,加上顶层外墙的无支撑高度达一层半,在地震中是结构的薄弱部位。故不宜设置在房屋的尽端和转角处。
烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体,当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施。对于附墙烟囱可在其角上增设构造柱,在其楼层位置增设圈梁并与楼板圈梁连接。对于出屋面烟囱,除设圈梁外,烟囱四角可设构造柱,并至少伸入下一层。
2.4 选择有利于抗震的承重力
首先应优先采用横墙承重方案,从而形成空间刚度较大的盒式结构,提高抗震性能。其次可采用纵横墙承重方案。采用横墙承重方案的房屋,通常横墙铰多且开洞较少,又有纵墙作为侧向支撑,因而具有较好的传递地震作用的能力。纵横墙承重方案的房屋既能比较直接地传递横向地震作用,也能直接或通过纵横墙的联结传递纵向地震作用。而纵墙承重方案的房屋横墙较少,间距较大,地震时外纵墙因与预制楼板的拉结失效而外倾,容易引起楼板坍落而发生严重破坏。
参考文献
[1] 赵巳琦.建筑工程中砌块砌体施工技术分析[J].科技创新与应用,2014,08:203.
[2] 李靖山,李硕.框架结构建筑填充墙裂缝成因探析及措施[J].科技信息,2014,05:208+283.
[3] 易俊.新型墙体材料砌体工程的裂缝防控[J].门窗,2014,02:251.