科学规划 统一设计

　　摘要：在我国云南边疆少数民族地区，农村危房改造是“首善工程”的提法不止一次被强调。多年来，党中央、国务院和省委、省政府高度重视，无不将农村危房改造工作当作重大民生工程来抓。我们要改善农村危房目前普遍存在的问题，就要做到统一设计，为农民提供统一的施工图，为确保多层砖房抗震设计质量，本文从以下三方面进行探讨。
　　
　　前言
　　1云南边疆少数民族地区现阶段民居抗震设防情况及存在的问题
　　据调查，大部分农村民居没有进行抗震设防，抗震性能较好的钢筋混凝土结构房屋较少，广大的农民防震减灾意识不强，农民防震、抗震知识贫乏，他们在建房时往往只考虑气派、宽敞、舒适，而不考虑抗震因素，有的盲目攀比，建设的房屋层高太高，开间太宽，不符合抗震设防要求，存在安全隐患。在党中央、国务院和省委、省政府的高度重视和帮扶下，2003年以来实施了茅草房改造，截至目前，累计完成了20696户茅草房改造，使近9万佤族同胞告别了低矮潮湿的茅草房。但由于地理环境独特、经济发展水平较低，农村群众科学文化素质偏低，防震减灾意识不强，同时受传统生活习俗的影响，导致部分农村民居抗震设防标准不高，甚至基本不设防，防震抗震能力十分脆弱。
　　2设计标准化，施工规范化
　　统一设计，为农民提供统一的施工图。为确保多层砖房抗震设计质量，可从以下三方面来考虑。
　　2.1抗震概念设计
　　（1）平、立面布置
　　选择有利于抗震的建筑平面，是抗震设计的重要环节。规则的建筑物，地震时振动较单纯，整体协调一致，并可使结构处理简化，有较好的抗震效果，平面上有了凸出和凹进的房屋，地震时振动复杂，并会增加附加扭转，转角处易于应力集中，因而建筑物易于破坏。立面上各部分参差不齐，或有局部的突出，或质量悬殊、刚度突变的建筑，地震时容易发生局部严重损坏，建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。
　　建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规矩、对称，平面开头应具有良好的整体作用。纵横墙沿平面布置不能对齐的墙体较少，楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处；建筑的立面应力求规矩，结构的侧向刚度宜均匀变化，墙体沿竖向布置上下应连续，避免刚度突变；竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自上而下宜逐渐减小，避免抗侧力构件的承载力突变。当房屋的、立面高差较大，错层较大和质量和刚度截然不同时，宜采用防震缝将结构分割成平面或体型规则的独立单元。房屋的顶层不宜设置大会议室、舞厅等空旷大空间，房屋的底层不宜设敞开大门洞，当确须设置时，应采用弥补薄弱部位的加强措施或进行专门研究，当部分局部尺寸不满足要求时，如该部分已设结构柱，可对已调结构柱增大截面及配筋；如该部位原来未设构造柱，可用增设构造柱来满足要求。
　　值得指出的是，近几年在多层砖房的抗震设计中，普遍存在客厅开大门洞而未考虑门间墙宽度的问题。这是对局部尺寸认识不足的概念设计问题，虽然用设置构造柱来加强薄弱环节，但应当明白，砖砌体和混凝土的变形模量差别很大，虽然砖砌体与构造柱与圈梁可以协同工作，增加房屋的延性，但是它们不能同时段进人工作状态，在“中震”阶段的抗震承载力主要由砖砌体承担。因此，砌体结构中过多的设置混凝土构造柱，其作用是有限的。
　　（2）房屋的高度和层数
　　砖房由于受砖砌体抗剪、抗拉、抗弯强度的限制，房屋不能建的太高。实心粘土砖的多层砖房，墙厚不小于240mm，总层数不应超过6层，总高度不宜超过18m，高度允许稍有选择的范围应不大于0.5m。需要指明，上述标准适用于横墙较多的多层砖房。横墙较多是指同一层内开间大于4.2m房间占该层总面积的40%以内。对于医院、教学楼等横墙较少的多层砖房总高度，应比该标准的规定降低3m，层数相应减少一层，对横墙很少的多层砖房，应根据具体情况，再适当降低总高度和减少层数；
　　房屋的总高度指室外地面至檐口的高度，半地下室可从地下室室内地面算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室可从室外地面算起；顶层利用阁楼坡层面设跃层时应算到山尖墙的1/2高处。多层砖房的层高不宜超过3.6m。
　　（3）结构体系
　　房屋的空间刚度对房屋的抗震性能影响很大，而房屋的空间刚度主要取决于由楼盖、屋盖和纵横墙体所组合的盒式结构的空间作用。如前所述，多层砖房的楼盖与屋盖在地震时因本身的强度或刚度不足而破坏的很少，因此可以看出，墙体的布置是影响房屋空间刚度的主要因素。由于横墙的间距直接影响楼盖的刚度，以致影响房屋的空间刚度，所以首先必须注意横墙的布置。横墙数量多，间距小，房屋的空间刚度就大，抗震性能就好，因此地震区的多层砖房应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
　　同一结构单元应采用相同的结构类型和墙体材料，以便受力均匀一致。墙体布置应满足地震作用的合理传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布，应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位，产生应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部分，应采取措施提高其抗震能力。
　　2.2抗震计算
　　抗震计算是抗震设计的重要组成部分，是保证满足抗震承载力的基础。多层砖房的抗震计算，可采用底部剪力法。对平面不规则或竖向不规则的多层砖房，宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。某些地区的抗震设防烈度应有所提高，须认真做好抗震验算。若抗震验算通不过，要调整材料强度，横墙及构造柱布置或采用配筋砖砌体直至满足抗震要求。
　　2.3构造措施
　　震害调查普遍表明，凡在高烈度区保存下来的多层砖房，构造措施采取的好是一个突出的原因。应当指出的是，目前所采用的是以一确定的荷载来代替地震对房屋的作用，这不能完全反映地震的实际情况，所以在计算上过分追求精确，意义是不大的。然而合理的抗震构造措施对房屋的抗震影响却很大，因此，保障多层砖房的抗震措施意义是很大的。多层砖房的抗震措施内容较多，概括起来可分为以下几部分。
　　（1）构造柱和圈梁的设置
　　设置钢筋混凝土构造柱可以明显提高多层砖房的抗震性能，使砖混结构的强度和变形能力得到提高，并按GB50011—2001标准要求设置构造柱。
　　实践表明，圈梁在房屋建筑中可以发挥多方面的作用，如增强纵横墙体的连接；增强房屋的整体性；箍住楼（屋）盖，增强其整体刚度；减小墙的自由长度；增强墙体的稳定性；提高墙体的抗剪能力；约束墙面裂缝的开展及抵抗由于地震或其他原因地基不均匀沉降等。故对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋混凝土屋盖或木楼屋的多层砖房，应按GB50011—2001标准的要求设置圈梁。对于隔开间或每开间设置构造柱的多层砖房，在设有构造柱的横墙及内、外纵墙应每层楼盖和房盖处均设置闭合的圈梁。值得注意的是，圈梁的截面和配筋不宜过大，通常按GB50011—2001标准要求的数值或提高一个等级采用，不宜无限提高。因为圈梁的作用也是有限的。
　　（2）构件间的连接措施
　　多层砖房抗震性能差的原因之一是房屋的整体性差，故加强各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。抗震构造连接的部位较多，重要部位的连接措施有以下几项：
　　a.构造柱与楼屋盖、砖墙有基础的连接
　　当为装配式楼屋盖时，构造柱应与每层圈梁连接（多层砖房宜每层设圈梁），构造柱的纵筋应穿过圈梁；当为现浇楼屋盖时，可在楼屋盖处设240mm×120mm的拉梁与构造柱连接；构造柱与砖墙的连接处砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2φ6的拉结钢筋，每边伸入墙内不小于1m；构造柱可不单独设基础（承重构造柱除外），但应深入室外地面以下500mm，或锚入室外地面以下不小于500mm的地圈梁。
　　b.楼盖与砖墙的联结
　　楼盖与砖墙的联结是加强房屋空间作用的重要措施，GB50011—2001标准规定；现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵横墙内的长度，均不应小于120mm；装配式钢筋混凝土楼板或屋面板，当圈梁未设在板的同一标高时，板端伸进外墙的长度不应小于120mm，伸进内墙的长度不应小于100mm，在梁上不应小于80mm；当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时，靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结，房屋端部大房间的楼盖，8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼、屋盖，当圈梁设在板底时，钢筋混凝土预制板应相互的结，并应与梁、墙或圈梁拉结。
　　c.砖墙与砖墙的连接
　　7度时长度大于7.2m的大房间甚至8度和9度时，外墙转角及内外墙的交接处，当未设构造柱时，应沿墙高每隔500mm设2φ6的拉结钢筋，每边伸入墙内不小于1m。
　　d.楼梯间的加强措施
　　8度和9度，顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设2φ6的通长钢筋，楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm，并应与圈梁连接，装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接，不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯；突出屋顶的楼、电梯间，构造柱应伸到顶部，并与顶部圈梁连接，内外墙交接处应沿墙高每隔500mm设2φ6的拉结钢筋，每边伸入墙内不小于1m。屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接，可按上述抗震措施采取。
　　e.后砌体的连接
　　后砌的非承重砌体隔墙，应沿墙高每隔500mm设2φ6的拉结钢筋与承重墙或柱连接，每边伸入墙内的深度不小于0.5m，8度和9度时，长度大于5m的后砌墙，墙顶应与楼屋面板或梁拉结。
　　3结束语
　　我们应当吸取教训，以对历史、对子孙后代负责的态度、增强责任感和紧迫感，在设计、施工、质量监督等各阶段都要对农村民居的抗震设防严格把关，使房屋达到抗震设防要求，消除安全隐患，保证农村居民生活的安全与稳定。
　　
　　参考文献：
　　1、 付向红“多层砖房的抗震设防”《安阳大学学报》2003年第四期；
　　2、 云南省建设厅编《云南农村抗震防灾建房指南》2007；
　　3、 周炳章《砌体房屋抗震设计》地震出版社1991；
　　4、 刘大海《房屋抗震设计》陕西科学技术出版社1985；
　　5、 孔玲云“砌体房屋抗震设计的问题和对策”《平原大学学报》2004年第5期；