一、砌體結(jié)構(gòu)的震害分析
砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害程度與房屋所處的地震烈度關(guān)系很大。大量震害統(tǒng)計(jì)證明，未經(jīng)抗震設(shè)防的多層磚混結(jié)構(gòu)房屋，在10～11度地區(qū)，整體倒塌情況嚴(yán)重。例如在1976年唐山地震中，在地震烈度為10—11度地區(qū)，123幢磚混結(jié)構(gòu)房屋倒塌率為63．2％，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。造成房屋整體倒塌的主要原因是底層承重墻體抗剪能力不足，底層倒塌導(dǎo)致房屋整體倒塌，或由于上部承重墻大量減少造成剛度突變，或因上部砌體強(qiáng)度過低，地震時上部首先倒塌而砸壞下部結(jié)構(gòu)，使房屋整體倒塌。
在9度區(qū)，房屋普遍遭到破壞，局部倒塌較多，少數(shù)控體倒塌。局部倒塌常發(fā)生在以下部位：(1)房屋墻角部位。田為墻角位于房屋盡端，房屋整體作用對它約束較弱，同時地震引起的扭轉(zhuǎn)作用，在墻角處影響較大。(2)縱橫墻連接處。對房屋的作用可能來自任意方向，縱橫墻交接處，在雙向地震作用下，受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重。當(dāng)設(shè)計(jì)及施工中如果沒有重視和加強(qiáng)縱橫墻的連接時，可能造成整片縱墻外閃倒塌。(3)房屋平面凹凸變化處，在地震時產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，造成局部倒塌。(4)樓梯間墻體。樓梯間墻體由于樓板對其約束減弱，空間剛度差，特別是在頂層，墻體高度大，穩(wěn)定性差，當(dāng)?shù)卣鹆叶容^高時，樓梯間墻體會出現(xiàn)倒塌。(5)房屋的變形縫處。由于變形縫的寬度不足，在地震時|考試大|縫兩側(cè)的墻體發(fā)生相互碰撞，從而造成局部倒塌或嚴(yán)重破壞。(6)鋼筋混凝土預(yù)制樓板，當(dāng)在墻體上擱置長度太短，或樓板與墻及樓板之間缺乏足夠的連接時，在地震時會出現(xiàn)樓板墜落的嚴(yán)重震害。(7)房屋附屬物倒塌。突出房屋的小煙囪、女兒墻、門臉、附墑煙囪等附屬物，山于與建筑物連接薄弱，且“鞭梢效應(yīng)”加大了其動力反應(yīng)，地震時引起大量的倒塌。
在8度區(qū)，多數(shù)房屋墻體開裂嚴(yán)重，少數(shù)發(fā)生倒塌或局部倒塌。墻體裂縫形式主要有以下幾種：(1)墻體交叉斜裂縫。墻體上的斜裂縫主要是由于水平地震剪力在墻體中引起的主拉應(yīng)力超過墻體的抗拉強(qiáng)度所致。當(dāng)?shù)卣鸱磸?fù)作用時，即形成交叉斜裂縫。通常在建筑物橫墻、山墻、縱墻的窗間墻出現(xiàn)這種裂縫。底層地震剪力較上層大，所以底層的這種裂縫較上層嚴(yán)重。房屋的山墻由于剛度大，分配的地震剪力較大，且其所受的壓應(yīng)力較一般橫墻小，所以山墻的交叉斜裂縫又較一般橫墻嚴(yán)重。(2)水平裂縫。水平裂縫常發(fā)生在縱向窗間墻的上、下截面處以及樓蓋(屋蓋)與墻體連接處。前者是由于地震作剛引起窗間墻受彎及受剪所致；，而后者是由于樓蓋(屋蓋)與墻體錨固差，在地震作用下發(fā)生水平錯動。(3)豎直裂縫常發(fā)生在縱橫墻交接處。此處受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，是墻體抗震的薄弱環(huán)節(jié)。另外，當(dāng)砂土地基“液化”時，引起地面噴水冒砂，使房屋產(chǎn)生不均勻沉降，從而造成墻體嚴(yán)重開裂或破壞。
在7度區(qū)內(nèi)，較多房屋出現(xiàn)輕微裂縫，少數(shù)房屋遭到中等程度破壞。在6度區(qū)內(nèi)除女兒墻、出屋面小煙囪等多數(shù)遭到嚴(yán)重破壞外，主體結(jié)構(gòu)僅少數(shù)出現(xiàn)輕微裂縫。
但是，震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在同一烈度區(qū)，砌體結(jié)構(gòu)房屋由于平、立面形狀不同，結(jié)構(gòu)布置、施工質(zhì)量等不同，抗震能力明顯不同。例如在7度區(qū)，有少數(shù)房屋破壞嚴(yán)重甚至倒塌，而在9度區(qū)，磚混房屋震害較輕，基本完好的例子也不少：這說明，通過合理的抗震設(shè)計(jì)，采取恰當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)|考試大|造措施，保證施工質(zhì)量，在Q度及9度以下的地震區(qū)建造多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，嚴(yán)重的地震災(zāi)害是可以避免的。
二、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震的概念設(shè)計(jì)
人們通過對砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震原理及抗震性能的研究，總結(jié)出許多關(guān)于房屋抗震的正確思想和思維方法，用這種正確思想和思維方法指導(dǎo)設(shè)計(jì)稱為概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)不是一成不變的，而是在人們與地震這種自然現(xiàn)象不斷抗衡和斗爭的過程中，逐漸提高和深化的。就當(dāng)前的認(rèn)識水平，概念設(shè)計(jì)主要包括以下方面：
(一)建筑物的平面、立面及結(jié)構(gòu)布置
建筑物的平面、立面宜規(guī)則、對稱，防止局部有過大的突出或凹進(jìn)。建筑物的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，樓層不宜錯層。當(dāng)建筑或使用要求必須將平面或立面設(shè)計(jì)成較復(fù)雜的體型時，可將房屋白下而上用抗震縫分開(基礎(chǔ)可以不分)，抗震縫兩邊應(yīng)設(shè)置墻體，將房屋分成若干個體形簡單、結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨(dú)立單元，以免在地震時各部位發(fā)生不同振動而造成嚴(yán)重災(zāi)害。實(shí)踐證明，抗震縫是減輕地震對房屋破壞的有效措施。《建筑抗震設(shè)汁規(guī)范》(GB 50011—2001)(以下簡稱《抗震規(guī)范》)對多層砌體房屋規(guī)定，設(shè)防烈度為8度和9度且有下列情況之一時宜設(shè)防震縫：(1)房屋立面高差在6m以上；(2)房屋有錯層，且樓板高差較大；(3)各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)房屋的高度和設(shè)防烈度確定，一般為50～100nlm。
承重墻布置，宜優(yōu)先采用橫墻承重方案，或縱橫墻共同承重方案，不宜采用縱墻承重方案。多次震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，縱墻承重方案因橫向支撐較少，縱墻極易發(fā)生彎曲破壞而導(dǎo)致房屋倒塌。
縱橫墻的布置宜均勻、對稱。要求均勻是為了使沿房屋主軸方向的地震作用能均勻地分配到各個墻段而不出現(xiàn)應(yīng)力集中。要求對稱布置是為了避免剛心與質(zhì)心不重合引起扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，造成部分墻段受力過大而破壞。
縱橫墻在各自的平面內(nèi)宜對齊．沿豎向應(yīng)上下連續(xù)。因?yàn)檠胤课菘v向的地震作用，主要由縱向內(nèi)外墻承擔(dān) 橫向地震作用主要由內(nèi)外橫墻承擔(dān)。墻體在平面內(nèi)對齊和上下貫通連續(xù)，町提高房屋的整體抗彎能力．并使地震作用傳遞直接，傳遞路線最短。上下墻體連續(xù)貫通，也可以避免上下剛度發(fā)生突變，避免在剛度突變層發(fā)生較大側(cè)移變形導(dǎo)致該層首先破壞，以致造成整個建筑的破壞。
在同一軸線上，窗間墻宜均勻布置，使該軸線墻體承擔(dān)的地震剪力均勻分配到各窗間墻上。樓梯間不宜設(shè)在房屋的端部。若必須設(shè)在盡端時，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。
砌體結(jié)構(gòu)房屋的震害程度與房屋所處的地震烈度關(guān)系很大。大量震害統(tǒng)計(jì)證明，未經(jīng)抗震設(shè)防的多層磚混結(jié)構(gòu)房屋，在10～11度地區(qū)，整體倒塌情況嚴(yán)重。例如在1976年唐山地震中，在地震烈度為10—11度地區(qū)，123幢磚混結(jié)構(gòu)房屋倒塌率為63．2％，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。造成房屋整體倒塌的主要原因是底層承重墻體抗剪能力不足，底層倒塌導(dǎo)致房屋整體倒塌，或由于上部承重墻大量減少造成剛度突變，或因上部砌體強(qiáng)度過低，地震時上部首先倒塌而砸壞下部結(jié)構(gòu)，使房屋整體倒塌。
在9度區(qū)，房屋普遍遭到破壞，局部倒塌較多，少數(shù)控體倒塌。局部倒塌常發(fā)生在以下部位：(1)房屋墻角部位。田為墻角位于房屋盡端，房屋整體作用對它約束較弱，同時地震引起的扭轉(zhuǎn)作用，在墻角處影響較大。(2)縱橫墻連接處。對房屋的作用可能來自任意方向，縱橫墻交接處，在雙向地震作用下，受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重。當(dāng)設(shè)計(jì)及施工中如果沒有重視和加強(qiáng)縱橫墻的連接時，可能造成整片縱墻外閃倒塌。(3)房屋平面凹凸變化處，在地震時產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，造成局部倒塌。(4)樓梯間墻體。樓梯間墻體由于樓板對其約束減弱，空間剛度差，特別是在頂層，墻體高度大，穩(wěn)定性差，當(dāng)?shù)卣鹆叶容^高時，樓梯間墻體會出現(xiàn)倒塌。(5)房屋的變形縫處。由于變形縫的寬度不足，在地震時|考試大|縫兩側(cè)的墻體發(fā)生相互碰撞，從而造成局部倒塌或嚴(yán)重破壞。(6)鋼筋混凝土預(yù)制樓板，當(dāng)在墻體上擱置長度太短，或樓板與墻及樓板之間缺乏足夠的連接時，在地震時會出現(xiàn)樓板墜落的嚴(yán)重震害。(7)房屋附屬物倒塌。突出房屋的小煙囪、女兒墻、門臉、附墑煙囪等附屬物，山于與建筑物連接薄弱，且“鞭梢效應(yīng)”加大了其動力反應(yīng)，地震時引起大量的倒塌。
在8度區(qū)，多數(shù)房屋墻體開裂嚴(yán)重，少數(shù)發(fā)生倒塌或局部倒塌。墻體裂縫形式主要有以下幾種：(1)墻體交叉斜裂縫。墻體上的斜裂縫主要是由于水平地震剪力在墻體中引起的主拉應(yīng)力超過墻體的抗拉強(qiáng)度所致。當(dāng)?shù)卣鸱磸?fù)作用時，即形成交叉斜裂縫。通常在建筑物橫墻、山墻、縱墻的窗間墻出現(xiàn)這種裂縫。底層地震剪力較上層大，所以底層的這種裂縫較上層嚴(yán)重。房屋的山墻由于剛度大，分配的地震剪力較大，且其所受的壓應(yīng)力較一般橫墻小，所以山墻的交叉斜裂縫又較一般橫墻嚴(yán)重。(2)水平裂縫。水平裂縫常發(fā)生在縱向窗間墻的上、下截面處以及樓蓋(屋蓋)與墻體連接處。前者是由于地震作剛引起窗間墻受彎及受剪所致；，而后者是由于樓蓋(屋蓋)與墻體錨固差，在地震作用下發(fā)生水平錯動。(3)豎直裂縫常發(fā)生在縱橫墻交接處。此處受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，是墻體抗震的薄弱環(huán)節(jié)。另外，當(dāng)砂土地基“液化”時，引起地面噴水冒砂，使房屋產(chǎn)生不均勻沉降，從而造成墻體嚴(yán)重開裂或破壞。
在7度區(qū)內(nèi)，較多房屋出現(xiàn)輕微裂縫，少數(shù)房屋遭到中等程度破壞。在6度區(qū)內(nèi)除女兒墻、出屋面小煙囪等多數(shù)遭到嚴(yán)重破壞外，主體結(jié)構(gòu)僅少數(shù)出現(xiàn)輕微裂縫。
但是，震害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在同一烈度區(qū)，砌體結(jié)構(gòu)房屋由于平、立面形狀不同，結(jié)構(gòu)布置、施工質(zhì)量等不同，抗震能力明顯不同。例如在7度區(qū)，有少數(shù)房屋破壞嚴(yán)重甚至倒塌，而在9度區(qū)，磚混房屋震害較輕，基本完好的例子也不少：這說明，通過合理的抗震設(shè)計(jì)，采取恰當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)|考試大|造措施，保證施工質(zhì)量，在Q度及9度以下的地震區(qū)建造多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，嚴(yán)重的地震災(zāi)害是可以避免的。
二、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震的概念設(shè)計(jì)
人們通過對砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震原理及抗震性能的研究，總結(jié)出許多關(guān)于房屋抗震的正確思想和思維方法，用這種正確思想和思維方法指導(dǎo)設(shè)計(jì)稱為概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)不是一成不變的，而是在人們與地震這種自然現(xiàn)象不斷抗衡和斗爭的過程中，逐漸提高和深化的。就當(dāng)前的認(rèn)識水平，概念設(shè)計(jì)主要包括以下方面：
(一)建筑物的平面、立面及結(jié)構(gòu)布置
建筑物的平面、立面宜規(guī)則、對稱，防止局部有過大的突出或凹進(jìn)。建筑物的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，樓層不宜錯層。當(dāng)建筑或使用要求必須將平面或立面設(shè)計(jì)成較復(fù)雜的體型時，可將房屋白下而上用抗震縫分開(基礎(chǔ)可以不分)，抗震縫兩邊應(yīng)設(shè)置墻體，將房屋分成若干個體形簡單、結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨(dú)立單元，以免在地震時各部位發(fā)生不同振動而造成嚴(yán)重災(zāi)害。實(shí)踐證明，抗震縫是減輕地震對房屋破壞的有效措施。《建筑抗震設(shè)汁規(guī)范》(GB 50011—2001)(以下簡稱《抗震規(guī)范》)對多層砌體房屋規(guī)定，設(shè)防烈度為8度和9度且有下列情況之一時宜設(shè)防震縫：(1)房屋立面高差在6m以上；(2)房屋有錯層，且樓板高差較大；(3)各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)房屋的高度和設(shè)防烈度確定，一般為50～100nlm。
承重墻布置，宜優(yōu)先采用橫墻承重方案，或縱橫墻共同承重方案，不宜采用縱墻承重方案。多次震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，縱墻承重方案因橫向支撐較少，縱墻極易發(fā)生彎曲破壞而導(dǎo)致房屋倒塌。
縱橫墻的布置宜均勻、對稱。要求均勻是為了使沿房屋主軸方向的地震作用能均勻地分配到各個墻段而不出現(xiàn)應(yīng)力集中。要求對稱布置是為了避免剛心與質(zhì)心不重合引起扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，造成部分墻段受力過大而破壞。
縱橫墻在各自的平面內(nèi)宜對齊．沿豎向應(yīng)上下連續(xù)。因?yàn)檠胤课菘v向的地震作用，主要由縱向內(nèi)外墻承擔(dān) 橫向地震作用主要由內(nèi)外橫墻承擔(dān)。墻體在平面內(nèi)對齊和上下貫通連續(xù)，町提高房屋的整體抗彎能力．并使地震作用傳遞直接，傳遞路線最短。上下墻體連續(xù)貫通，也可以避免上下剛度發(fā)生突變，避免在剛度突變層發(fā)生較大側(cè)移變形導(dǎo)致該層首先破壞，以致造成整個建筑的破壞。
在同一軸線上，窗間墻宜均勻布置，使該軸線墻體承擔(dān)的地震剪力均勻分配到各窗間墻上。樓梯間不宜設(shè)在房屋的端部。若必須設(shè)在盡端時，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。