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福建地区砖混结构房屋抗震现状简介

砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑,横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。砖混结构是混合结构的一种,是采用砖墙来承重,钢筋混凝土梁柱板等构件构成的混合结构体系。适合开间进深较小, 房间面积小,多层或低层的建筑,对于承重墙体不能改动。

砖混结构建筑的墙体的布置方式如下: 

1)、横墙承重。用平行于山墙的横墙来支承楼层。常用于平面布局有规律的住宅、宿舍、旅馆、办公楼等小开间的建筑。横墙兼作隔墙和承重墙之用,间距为3~4m。

2)、纵墙承重。用檐墙和平行于檐墙的纵墙支承楼层,开间可以灵活布置,但建筑物刚度较差,立面不能开设大面积门窗。

3)、纵横墙混合承重。部分用横墙、部分用纵墙支承楼层。多用于平面复杂、内部空间划分多样化的建筑。

4)、砖墙和内框架混合承重。内部以梁柱代替墙承重,外围护墙兼起承重作用。这种布置方式可获得较大的内部空间,平面布局灵活,但建筑物的刚度不够。常用于空间较大的大厅。

5)、底层为钢筋混凝土框架,上部为砖墙承重结构。常用于沿街底层为商店,或底层为公共活动的大空间,上面为住宅、办公用房或宿舍等等建筑。

1. 砖混结构房屋现状

福建省砖混结构房屋多为2-4层,为全省农村房屋最主要结构形式,全省各地农村均有分布。根据全省调查结果得出砖混结构农居约占调查农居总面积的1/2建造年代约为上世纪70年代至今。

2. 砖混结构房屋震害特征及调查情况

1)、砖混结构房屋普遍震害特征

砖混结构房屋墙体本身抗压强度较高,但其韧性较差,抗拉抗剪强度较低。其震害特征如下:

(1)纵向墙体破坏

这类房屋的屋盖搁置在外纵墙上,在地震中产生的横推力由外墙承担,使纵墙在靠近山墙处出现斜裂缝、房屋中部沿窗台出项长贯通水平裂缝。

(2)墙体中部的“X”形或斜裂缝

承重墙体在承受平行于墙体方向的地震作用时,墙体中部会产生“X”形或“八字”形裂缝,窗上方墙体酥裂,窗角处产生45°斜裂缝,墙角开裂。

(3)纵横墙连接处的破坏

纵横墙的连接处砌筑时接槎方式不对、砌筑砂浆强度低、施工质量差,地震时易产生竖向裂缝。

(4)出屋面结构塌落

突出屋面的女儿墙、烟囱、屋檐等附属结构,由于地震时“鞭端效应”的影响,水平位移较大,当与主体结构缺乏可靠连接时,发生开裂甚至塌落。

(5)墙体开洞过多引起破坏

由于外墙面开洞过多过大,严重削弱承重墙体的承载能力和整体性,尤其是楼梯间外隔墙处的窗洞常常使圈梁在此断开,加上墙体砌筑砂浆强度低,砌块搭接长度不足等原因,使得此类墙体遭遇地震后产生严重裂缝,大大削弱结构的整体承载力。

2)、全省砖混结构调查情况

根据对全省8个县的抽样调查,发现福建省农村砖混结构存在如下隐患:

(1)门窗洞开洞过大,洞口间距过小,且没有构造措施。

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图1 开洞过大,无构造措施

(2)有圈梁,但圈梁在部分位置断开,且没有搭接措施。
 

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图2 圈梁断开,无搭接措施

(3)墙体砌筑砂浆较差,强度和饱满度达不到要求。
 

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图3 灰浆不饱满,砌筑质量差

(4)外墙无保护性粉刷。

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图4 外墙无粉刷

(5)过梁做法存在隐患。

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图5 过梁存在隐患

(6)部分地区广泛使用空斗墙。

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图6 墙体使用空斗墙

3.砖混结构薄弱环节改进措施

砖混结构主要是以砖墙承受结构自身重量以及其它外部荷载的结构类型,其楼屋盖主要采用现浇钢筋混凝土结构。其震害主要表现在墙体和附属结构等方面。针对其抗震薄弱环节的改进措施主要有:

1)、墙体的增强措施

改善墙体布局,使房屋的外墙和内横墙前后上下对齐贯通,增强墙体整体强度、传力路径直接;减小墙体的门窗洞口开洞数量和面积,保证墙体的整体性;采用正确的砌筑方法,保证砂浆的饱满度、不留通缝;在墙角和内外墙交接处等应力集中处设置拉结钢筋。在门窗上部设置钢筋混凝土过梁,并保证有足够的搭接长度。
在每层纵横墙之上均设置钢筋混凝土圈梁,保证圈梁完整闭合,尤其是在楼梯间窗洞部位;在外墙四角、楼梯间四角、以及内外墙交接处等部位设置钢筋混凝土构造柱,以加强结构的整体刚度。构造柱与砖墙的结合面应砌成马牙槎,构造柱砼应在砖墙砌筑完成后再行浇注,使其与砖墙紧密联结(见图7)。

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图7 构造柱设置部位与联结方法

2)、附属结构的增强措施

尽量不做女儿墙,或做矮的女儿墙,在女儿墙体内设置钢筋混凝土短柱;不要在屋檐部位和门窗洞口位置设置烟囱,烟囱砌体内应配置竖向钢筋网片,加强与主体结构的连接;不要在承重墙体内留设烟道,造成对墙体稳定性的削弱。

4.结论
根据调查与分析结果,结合前人工作成果,得出结论:

1)福建农村砖混结构近十年来建造的农居抗震设防整体较好,存在部分构造措施上的隐患;但上世纪七八十年代建造的砖混结构房屋普遍存在较大的抗震隐患,存在抗震不利缺陷;在中强地震作用下具有破坏至严重破坏的可能;

2)针对现有的砖混结构房屋,宜针对其不同的抗震水平,分类采取不同的必要改进措施。