多层砌体房屋的抗震设计

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1、第十讲多层砌体房屋的抗震设计周炳章“秦砖汉瓦”曾是我国上千年来的传统墙体材料，以粘土烧结的实心粘土砖一直是我国主要的墙体材料，而且沿用至今仍占有我国建筑业的绝大市场。但是，我国人多地少，可耕地面积随着经济建设的发展、人口的增加，人均占有量急骤下降。为此，中央于近些年来制订与贯彻了墙体改革与节约能源的政策。作为第一步的目标是在160个大中城市中先行禁用粘土实心砖，推广或改用粘土多孔砖。最近经贸委又下达了十个省会城市（合肥、成都、西安、太原、郑州、武汉、南昌、银川、乌鲁木齐、昆明）在2003年6月30日前限时禁用实心粘土砖，其它省会城市最迟到2005年底前也要禁用实心粘土砖的通知。这样就将人口集中

2、的城市中的建筑墙体材料不再采用实心粘土砖。无疑这将是一次功在当代、造福子孙的历史性决策，也是我国墙体材料革新的一个新里程碑。但是，我们也看到，除了上百个大中城市以外，广大的中小城镇和农村，目前尚无条件完全不用实心粘土砖。因此，作为面向全国的标准规范，除了要引导尽量采用新型墙体材料之外，也不能不保留目前仍在全国占有相当多的地区的传统性材料，这也就是我们保留烧结普通粘土砖的理由。砌体结构就广义上讲，包括了各种材质的块材砌筑而成的结构形式，它是我国应用最广泛的一种结构。如烧结类块材、蒸压类块材、石材和生土（土坯）等。另外如近些年来发展的混凝土空心小型砌块，同样也是砌体结构的一种新型材料，它是通过工业

3、化生产的水泥及就地取材的砂、石料制作而成。因此，应当是一种替代粘土类制品的最佳选择。我国国土面积的2／3以上划定为抗震设防烈度6度和6度以上地区。因此概括了各类砌体结构材料在地震区应用的可能性。建筑材料特别是砌体结构材料的地方性很强，一般必须结合当地的资源情况，根据经济条件，就地取材选用各种砌体材料。但是，同时也必须考虑国家制订的政策导向；从改革墙体材料和节约能源出发，选用符合节约能耗，保护环境和耕地，尽量使用工业废料等要求的材料。为此，我们在此次建筑抗震设计规范砌体结构部分修订之初，就认真讨论和贯彻以上精神，并加以落实。砌体结构材料一般属脆性材料，砌筑而成的结构也是脆性结构，当然它的抗震性能

4、是很差的，特别是在抵御侧向水平地震作用时，在变形极小的情况就会发生开裂，进而突然倒塌。近年来的研究证明，用一定方式在砌体结构中配置适量的钢筋或钢筋混凝土构件，能够大大提高砌体结构的变形能力，增强抵抗地震的作用。为此，我们将砌体结构可以划分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体三类。如果用墙体的体积配筋率来大致界定，配筋率在0.2％以上可称为配筋砌体，配筋率在0.07％至0.2％以下为约束砌体，而把仅配少量拉接钢筋的砌体结构，划为无筋砌体。10-8地震作用是一种十分复杂的地面运动引起的振动。应当承认，人们至今仍然未能完全掌握其对结构的破坏机理。而且，目前的试验室条件，包括国内外的各种先进手段，还不足以真

5、实模拟地震对结构的破坏作用。因此，工程抗震设计和研究人员，必须重视对实际发生地震地区的房屋建筑的真实破坏情况。从某种意义上讲，这才是最真实的试验结果。当然由于地震作用的复杂性，各次地震作用的破坏规律也不尽相同，既有一些共同的破坏规律，还有一些特殊破坏规律。这就需要我们不断的、深入地去研究、总结规律，并逐步提高到理论上加以认识。只有这样，才能使我们的抗震研究深入，抗震设计水平得到真正的提高。因此，抗震设计规范中的内容不同于其它结构规范，它更着重于从实际地震中总结得到的普遍规律加以概念化，从而提出抗震概念设计的要求。1989年颁布执行的建筑抗震设计规范经过十多年的应用，除了在工程实践中得到了检验和

6、完善之外，十多年来国内外曾发生了一系列强烈地震，对砌体结构更是一种考验。同时进行的试验研究也有很大的发展。因此，都为此次修订规范工作提供极好的背景材料。以下就新规范中多层砌体结构，房屋主要的修订内容作一介绍。一、砌体结构适用范围的扩大本次修订，除沿用了实心粘土砖砌体外，结合墙改节能政策的贯彻，重点补充了粘土多孔砖砌体，根据我国目前允许作为承重墙体材料的多孔砖有二种，一种已沿用多年的KP1型砖，其尺寸为240×115×90；另一种是模数多孔砖，简称M砖，其尺寸为190×190×90。通过多年来的试验研究和工程实践，特别如KP1型砖，还在1990年编制了行业标准，设计上已应用多年，积累了丰富的经验

7、。为此，此次纳入国家标准是有把握的，也是符合国家墙改政策的。空心小型混凝土砌块是我国替代实心粘土砖的主导产品。由于其原材料为水泥和砂、石料，水泥为大工业化生产的产品，砂石料可结合当地资源就地取材。而且，混凝土小砌块制作工艺简单，质量可靠，孔洞内可配置一定数量的钢筋等。因此，它的强度和抗震性能都能得到保证，不失为一种新型多层砌体结构的好材料。89规范时，由于我国国内应用尚不普遍，试验研究成果也不多，