砌體結構抗震鑒定分析

序

砌體結構由于選材和施工方便，是我國長期以來應用最廣泛的結構形式之一，其抗震性能直接影響到人民群眾的生命財產安全。但無論是從稍遠一點的唐山大地震統計，還是前幾年的汶川、玉樹地震統計，砌體結構無一例外都是破壞最嚴重的，遠遠領先于其他結構形式。原因是由于砌體材料的脆性和砌塊與砂漿之間的粘結力較弱，砌體結構的抗拉強度、抗彎強度和抗剪強度較低。只有合理的設計和有效的抗震措施，才能保證結構的抗震性能，抵抗突如其來的地震作用。

一、砌體結構的主要震害形式

1.全部或部分崩潰

在地震作用下，底墻的剪力最大。如果強度不足，底部會先坍塌，整個結構會坍塌。當地基不平時，結構的一端可能倒塌，而另一端不會倒塌；屋面為預制板結構，混凝土梁與橫向承重墻振動不一致，其上預制板容易脫落；樓梯井、女兒墻等平立面的突變也容易在地震下倒塌。

2.裂縫

在水平地震力的作用下，砌體房屋縱向窗戶之間的墻體容易發生剪切破壞和斜裂縫，然后在地震的反復作用下，墻體還會受到拉、壓、扭、彎的作用而產生交叉裂縫。當房屋由縱墻支撐，橫墻間距過大，屋面剛度較弱時，垂直于縱墻的地震力會迫使縱墻向剛度較低的方向橫向彎曲，導致縱墻窗戶的上下皮磚砌體產生水平裂縫。豎向裂縫主要出現在縱橫墻交接處。在豎向地震作用下，豎向和水平墻的豎向變形是由不同的荷載引起的，在墻的交接處產生剪應力。當剪應力超過砌體強度時，就會產生垂直裂縫。

3.變形縫處的墻體損壞

在強水平地震作用下，墻體水平振幅較大。當變形縫的接縫距離設計過小或被建筑垃圾堵塞時，兩側墻體容易因相互碰撞擠壓而損壞。

二、砌體結構抗震措施

1.合理安排建筑的平面立面

研究表明，簡單而規則的建筑在地震中最不容易受損。因此，質量和剛度應均勻對稱地分布在建筑的平面和立面上，以避免剛度的突然變化或大開口。建筑平面應規則簡潔，使建筑的質量中心和剛度盡可能一致，以保證地震作用下不會產生大的扭轉效應。立面上，盡量降低建筑中心，避免頭重腳輕，突出屋面部分不宜過高，避免鞭梢效應。

2.嚴格控制樓層總數和總高度

在砌體結構中，樓板重量占建筑總重量的近一半。當建筑總高度不變時，增加一層就意味著增加半層的地震作用。歷次地震結果表明，砌體房屋層數越多、高度越高，在地震中的破壞程度越大。因此，有必要嚴格控制砌體房屋的總層數和高度。《建筑抗震設計規范》 (GB50011-2010)第7.1.2條規定了我國不同砌體材料和地震烈度下總高度和層數的限值。同時，少橫墻多層砌體房屋總高度應比規定降低3m，層數相應減少一層，少橫墻多層砌體房屋應減少一層。

3.樓梯間的合理布置

作為疏散通道，大量人員集中在緊急情況下。如果樓梯井是d

砌體材料和鋼筋混凝土的線膨脹系數不同，墻體和屋面的剛度也不同。當溫度變化時，砌體墻和鋼筋混凝土屋面會產生不同的變形。由于墻體的變形受屋面變形的制約，墻體會產生溫度應力，在一定程度上會產生傾斜裂縫和水平裂縫

縫。為防止砌體由溫差和墻體干縮引起的裂縫,可在產生裂縫可能性較大的地方設置伸縮縫,如房屋平面轉折處、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。

5.重視構造柱與圈梁的設置

在多層砌體房屋中設置鋼筋混凝土構造柱,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,增強結構的整體性,提高砌體結構的抗震性能,防止房屋在大震時的突然倒塌。構造柱須與各層縱橫墻的圈梁或現澆樓板連接,才能發揮約束作用。構造柱的設置部位因地震烈度和房屋高度的不同而異,具體可見《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)7.3.1條的規定。

圈梁也是多層砌體房屋中重要的抗震構造措施,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構的不利影響。圈梁與構造柱相結合,對各層構造柱起到支撐點的作用,共同作為多層砌體房屋的約束構件,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,繼續吸收地震能量,避免墻體倒塌。

6.采用隔震結構

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

結論

砌體結構是我國歷史較長,應用普遍的結構形式,并且必將在今后很長一段時間內仍然廣泛使用。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。加強砌體結構的抗震設計,對保障人民群眾的生命財產具有十分重要的意義。