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"好结构"之探索(5):砌体-钢筋混凝土筒体结构

已有 1080 次阅读 2025-10-13 10:31 |系统分类:论文交流

引言:2025年3月,《政府工作报告》明确提出:为适应人民群众对高品质居住生活的向往,应完善相关标准与规范,全力推动建设安全、舒适、绿色、智慧的“好房子”。“好结构”无疑是实现这一目标的关键要素之一。

什么样的结构才称得上是“好结构”呢?多年来,我们始终坚守在推动高质量结构建设与发展的道路上,矢志不渝地追求创新与突破。2009年,我们率先提出了“巨震,(避难单元)不倒”的理念,为房屋抗震性能设定了更高的目标;2014年,我们提出了“有机建筑结构”;2017年提出“有机工业化建筑”;2018年提出“有机地震工程”……(可参见北京峰筑工程技术研究院有限公司简介

如今,我们特将有关研究成果与经验整理成文,旨在系统总结过往成果,为未来建筑结构的发展提供参考与启示,持续助力“好房子”建设,为人民筑造更加安全、舒适、绿色、智慧的居住空间。本文介绍砌体-钢筋混凝土筒体结构。

一、技术背景

我国正在大力推进美丽乡村建设,而砌体结构是我国村镇建设中广泛采用的主要结构形式。

我国大陆是全球板内地震最为活跃的地区之一。近年来,唐山地震(Ms7.8,1976 年)、汶川地震(Ms8.0,2008 年)等多次巨(大)震先后发生。其中,唐山地震造成约 24.2 万人死亡,汶川地震造成约 8.7 万人死亡或失踪。在这两次地震中,砌体房屋是死亡人数最多的建筑类型。

重庆大学夏洪流教授课题组在相关研究(李佳,2013)中明确指出:在相应巨震作用下,(砌体)算例结构全部发生倒塌,现行规范无法有效控制结构在巨震作用下的抗震行为。因此,我国在建设村镇砌体建筑时,必须积极应对地震挑战,以保障人民生命财产安全。

二、技术简介

该结构采用钢筋混凝土筒体与砌体结构混合受力,结合地震逃生的需求合理布置钢筋混凝土筒体作为避难单元。经过合理设计的砌体 - 钢筋混凝土筒体结构,可实现“巨震、(避难单元)不倒”的目标。该结构由我院姚攀峰同志于 2009 年提出,并获得发明专利授权。目前,我院姚攀峰同志已放弃相关权利,该结构可供免费使用。

图1.png

图 1破坏示意图(姚攀峰制图)

三、技术特点

与传统的砌体结构相比,砌体 - 钢筋混凝土筒体结构具有以下特点和优势:

1. 提升整体抗震性能,并提供避难空间

合理设计的砌体 - 钢筋混凝土筒体结构能够显著提高砌体房屋的整体抗震性能,有效增强抗倒塌能力。根据相关研究成果(姚攀峰,2010),该结构的峰值荷载可提升至传统砌体结构的170%,显著减少位移和破坏。同时,钢筋混凝土筒体可作为巨震下的避难空间,为居民提供安全保障。

image.png

图 2荷载-位移曲线图(push-over)

2. 质量可靠

 钢筋混凝土筒体和砌体均为成熟的建筑技术,操作相对简单,适合村镇施工人员专业度较低的情况,施工质量能够得到较好保证。

3. 成本增加少

在考虑村镇房屋的材料和人工成本时,该结构仅需增加少量材料费用,却能获得巨震中不易倒塌的安全空间。这种投入与收益的对比,为村镇居民的生命和财产安全带来了显著的保障。

四、总结

砌体 - 钢筋混凝土筒体结构具有整体抗震性能优良、可提供避难单元、易于施工且成本较低等优点。这将为我国村镇建造安全可靠的房屋提供有力支持。

(本节可参见新工程.新结构.新岩土.新抗震建设工程中降本增效技术简介

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