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农村砖木结构住宅抗震加固新方法对比分析与研究

文档作者：刘辉1 魏建友1 胡亮霞1 杨威1 赵作周2 朱尔玉3 文档来源： 1．北京市房地产科学技术研究所 2．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室 3．北京交通大学土木工程学院		点击数：	更新时间： 2025年11月18日
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48
==：==================：===============
DOI：10．7672／sgjs20l 3220048
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2013年11月下
第42卷第22期
农村砖木结构住宅抗震加固新方法对比分析与研究术
刘辉1，魏建友1，胡亮霞1，杨威1，赵作周2，朱尔玉3
(1．北京市房地产科学技术研究所，北京10002l；2．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，
北京100084；3．北京交通大学土木工程学院，北京100044)
[摘要]砖木结构房屋在我国农村地区广泛使用，而这种房屋普遍无抗震设防构造措施。木屋架、檩条及其他相关
构件之间没有可靠连接，在竖向、水平地震力作用下极易脱落、破坏，造成结构的整体或者部分坍塌，进而产生较大
灾害。结合实际工程，对木柱作为竖向承重体系的典型结构进行了结构抗震技术优化研究。研究结果表明，对于
无抗震构造措施的既有农村砖木结构，抗震加固技术优化后的结构体系不仅能够满足本区域的抗震设防要求，而
且经济效果明显。。
[关键词]加固；抗震；农村住宅；砖木结构
[中圈分类号]Tu398．4 [文献标识码]A
，
[文章编号]1002-8498(2013)22—0048J04
Comparative and Analytic Research on New】Ⅵethods of Earthquake
Resistance Strengthening Technical for Rural Brick．wood House
Liu Huil，Wei JlanyOul，Hu Liangxia‘，Yang Weil，Zha0 ZuOzhou2，Zhu Eryu3
(1．曰e舛w胁t以ute D，风oZ风f8te Sc诧耽e口凡d nc．IlnoZogy，Be咖昭100021，傩i∞；2．^研k60r口lDv o，Ci口以
E增i肥e一帽S咖可口以Du砌以蚵妒傩i加Ed∽口如n肘inb竹，Dep口n啪m矿c如以E只鲥肿e一增，乃i，增^∞‰池m毋，
&amp;amp;弧昭100084，傩iM；3．＆lIlooZ o，C如甜E增i船e矗ng，Be讲增．，记otD增‰泌船毋，曰e枷塘100044，现i加)
Abstract：Brick—wood houses are widely used in mral in China with no earthquake—proof housing
constmction measures in general． Wooden frame structures， crossbeam and other related components
have no Ieliable connections，which are easily fbll of．f and destroyed by venical and horizontal earthquake
force． Combined with actual project，the stmctural seismic technology optimize study on the typical
structure of wood column as tlle venical load-bearing system are introduced，the study results show tllat
the structure system witll the seismic reinforcement techn0109y optimization can meet the seismic
requirements of the region，and t王le economic efkct is good．
Key words：strengmening；seismic；mral residence；brick·wood stmctures
O 引言
在各种灾害中，虽然地震灾害不是最经常、最
普遍威胁公众安全和社会发展的灾害，但由于受目
前科学技术发展的局限，现有的技术手段和仪器设
备还不能完全准确地对其进行预测预报，其发生具
有很大的不可预见性和不确定性；一旦发生较大烈
度的地震灾害就会对广大人民的生命及其财产造
成无法预计的损失。
砖木结构房屋在我国农村地区广泛应用，但是
此类房屋普遍没有抗震设防构造措施，因此一旦发
生较大的地震，就有可能产生较大的损失。因此就
+北京市农村住宅安全普查与农村民宅抗震加固改造试验项目
(PxM2010-16l102JD96238)
[作者简介】刘辉，高级工程师，E—mail：Hul-liul968@126．co“
[收稿日期】2013讲·ll
农村砖木结构建筑的抗震理论¨。31进行相关深入研
究具有鲜明的现实意义。该研究需要多学科密切
配合，涉及地震科学、材料科学、动力学、工程结构
学、数学以及计算机技术等。各国学者在研究过程
中均是针对具体研究目标对其中某些方面进行简
化或采用假定，从而尽可能建立较为简化的分析模
型。从已有的研究文献资料来看，大多数影响因
素H剖、加固方法、研究方向、理念¨。71都已经有所研
究或涉及，但在加固技术、经济效果对比分析研究
方面还比较欠缺。
1 既有砖木结构农村住宅建筑抗震性能
1．1砌体结构的受力状态
从严格意义上来说，砌体结构是一种混合结
构，其承重墙体系是由砖块用水泥砂浆、混合砂浆
等黏结而成，其楼屋面一般是木结构或钢筋混凝土
万方数据
2013 No．22 刘辉等：农村砖木结构住宅抗震加固新方法对比分析与研究49
结构，在农村砖木混合结构较为普遍。砖木结构构
件的受力状态与匀质性较好的混凝土结构构件有
很大的差别。
1)砖砌体由于灰缝厚度及密实性不均匀，单块
砖在砌体内并不是均匀受压，使砖砌块处于受弯、
受剪，甚至受扭的复杂受力状态。
2)由于砖和砂浆的弹性模量及横向变形系数
不同，砌体变形时，砖内会产生附加应力。
3)砌体内砖可视为弹性地基上的梁，砂浆的弹
性模量愈小，则砖的弯曲变形越大，而在砖内产生
的弯剪应力也越高。
4)砌体内的垂直灰缝往往不能很好的填满，故
垂直灰缝砂浆和砖的黏结力不能保证砌体结构的
完整性。
因此，砌体结构内部在这种复杂的竖向受力状
态下，如果再受到地震荷载的外力作用，其破坏会
在多处薄弱环节出现，且破坏程度相对均质材料结
构也会更为严重。
1．2地震荷载作用下砖木结构的震害特征
汶川地震中，砖木结构(砌体-木屋架)建筑的
震害特征归纳如下：①结构竖向抗剪承载力不足，
墙体厚度小，砌筑砂浆强度低，承载力不能满足抗
震要求；②结构整体性差，没有设置基本的抗震构
造措施，内外墙交界处连接构造差，纵横墙连接或
靠近连接处容易出现竖向裂缝或竖向齿形裂缝，导
致承重墙体缺乏平面外支撑外倾甚至倒塌；③缺乏
结构的基本概念，结构整体布置不合理；④围护墙
与主结构连接不牢靠；⑤屋架缺乏平面外支撑。
1．3北京地区砖木结构农村住宅抗震性能
1)房屋整体平面刚度不对称其前檐部分承
重构件截面面积小，刚度贡献小，后檐墙和山墙刚
度大，稳定性好。地震时，屋面产生的平面外变形
易导致前檐的倾覆，从而使屋面垮塌。
2)房屋建造材料组合随意，无完整的抗震设防
措施，不注重节点连接，在地震作用下节点连接会
过早失效。
3)没有设计图纸或规范的抗震设计，缺乏技术
指导和明确的抗震设防要求，存在结构不合理影响
抗震性能的技术问题，如地基和基础处理少灰土或
少地圈梁；门窗尺寸过大；隔墙过高，挑檐过宽、配
筋不合理；圈梁、构造柱配筋过小；开间、进深尺寸
过大等。
2砖木结构住宅抗震加固方法对比分析
目前，我国尚无针对北方农村住宅进行抗震加
固的设计标准，因此农村住宅的抗震加固设计只能
参考相关的规范与标准。
本文以北京市既有农村柱宅综合改造某试点
项目为例，就农村住宅主要套用《砌体结构加固设
计规范》GB50702—2011(简称《规范》)的加固方法
及通过研究得出的薪型加固方法从技术层面上做
对比研究，试点建筑的结构形式为单层砖木结构，
开间3．2—3．7m，进深6．0m，房屋始建于1982年，
总建筑面积为110．00m2，砌筑砂浆强度等级较低。
2．1《规范》加固方法
1)山墙及后纵墙加固山墙及后纵墙采用双
层钢筋砂浆网加固，钢筋网采用币6@300，S形咖6@
900拉接筋梅花状布置，穿墙对拉，砂浆厚35mm；与
纵墙交接处局部加强，其中与后纵墙交接处采用4
圭12纵筋，箍筋采用母6@200，砂浆厚45mm；与前
纵墙交接处局部加强做法为6圭12纵筋，箍筋采用
圭6@200，砂浆厚45mm；檐口高度采用240mm×
45mm的钢筋网水泥砂浆圈梁进行加固，圈梁配筋
为4圭12纵筋，箍筋为西6@200，如图l所示。
圈粱附加
。
葛霉
四角附加筋一一
4查12，咖6@20 }
图l山墙加固示意
Fig．1 Gable Minfbrcem蛆t
2)后纵墙加固檐口高度采用钢筋网水泥砂
浆圈梁加固，后纵墙左右端均进行局部加固，并在
后纵墙跨中设置构造柱，形成由圈梁、角部加强墙
体、跨中构造柱组成的封闭套箍，增强后纵墙的整
体抗震性。圈梁尺寸为240mm×45mm，纵筋采用4
虫12，箍筋采用咖6@200；角部加强部位纵筋采用4
圭12，箍筋采用咖6@200；跨中构造柱采用4圭12，
箍筋采用西6@200。
3)前纵墙加固檐口高度采用钢筋混凝土圈
梁加固，并在前纵墙原有柱外加混凝土构造柱，形
成由钢筋混凝土圈梁、加强柱组成的封闭套箍，以
加强前纵墙的整体抗震性，如图2所示。圈梁尺寸
为240mm×240mm，纵筋采用4虫12，箍筋采用咖6
@200。混凝土构造柱做法如图3所示。
4)增设抗震墙、混凝土柱及细部连接加固在
房屋纵墙中部沿进深方向增设一道抗震墙，厚
240mm以增强房屋抗震性能，同时增加前后纵墙平
面外的稳定性(见图4)。墙体配筋采用构造配筋，
竖向和水平向钢筋均采用西10@250；在隔墙、木柁
万方数据
50 施工技术第42卷
图2前纵墙加固示意
Fig．2 Front Vertical wa¨reinforcement
瑰嚣。
图3混凝土构造柱加固示意
Fig．3 Concrete structural columns reinforcemeⅡt
与原结构纵墙连接处，均设置钢拉杆以保证其有效
连接和整体性；在室内隔墙中部增设240mm×
240mm混凝土柱，以保证隔墙平面外稳定，同时增
加屋架竖向承载力；前纵墙处圈梁与原结构木卧檩
之间通过西10mm@500mm的锚钉相连，以保证原有
结构和后加固结构能共同承受地震荷载；在屋架之
间增设剪刀撑以增强屋架部分平面外的稳定性，提
高抗震能力。
图4新增抗震墙及细部连接加固示意
Fig．4 The new seismic waUs and detaned
cOnnectiOn reinfbrcement
2．2新型加固方法¨。叫
采用针对农村住宅的试验研究得出的新型加
固方法，对试点工程的加固设计方案如下。
1)山墙加固经现场检测，原有砌块及砂浆强
度不高，故采用咖6@200钢筋网片，40mm厚M10水
泥砂浆面层加固外墙。水泥砂浆面层加固山墙至
山墙与后纵墙交接处，并包角绕过后纵墙600mm。
钢筋网采用击6的L形锚筋，用水泥砂浆固定在墙
体上，L形锚筋间距为600mm，并呈梅花状布置植入
墙体深度>200mm。采用钢筋网水泥砂浆面层加固
可以有效提高山墙在地震作用下的整体性，阻止山
墙裂缝的发展，防止山墙外闪造成房屋的整体倒塌。
2)增设圈梁为增强房屋的整体刚度，提高其
抗震性能，沿外墙上采用了闭合的配筋砂浆带圈
梁。圈梁厚40mm、高300mm，采用3咖10纵筋，箍筋
西6@200，砂浆强度M10；圈梁与墙体之间采用L形
曲10钢筋进行锚固，锚固点间距800mm，沿圈梁中线
布置。圈梁加固示意如图5所示。
图5后纵墙圈梁加固示意
Fig．5 Back vertical waU reinforcement
3)前纵墙加固由于前纵墙开洞较多，其刚度
与后纵墙相比小很多，所以在纵向地震影响下前纵
墙很容易破坏，故采用增设钢框、窗间墙的方法对
前纵墙进行加固。采用[5对前纵墙门窗洞口进行
加强，钢框与砖柱或砖墙通过M10螺栓可靠拉接，
每侧不少于3根；采用与山墙相同的砂浆钢筋网对
窗间墙及砖柱进行加强；前纵墙加固示意如图6
所示。
图6前纵墙加固示意
Fig．6 FroⅡt vertical waU reinfbrcement
4)细部连接加固木坨与圈梁交接处用2西14
钢筋将二者拉接，以增加木屋盖与墙体的整体性，
在地震作用下不至整体垮坍；内隔墙与纵墙交接处
用L 100×8的角钢将二者连接，以增强内隔墙与外
纵墙的整体性，防止内隔墙侧向整体倒塌。细部连
接加固布置。如图7所示。
。掣2西14
钢筋
UO()×S 拉接
勰霎／筋
图7细部连接加固平面布置
Fig．7 Detaned connection reinfbrcement layOut
2．3抗震加固方法的对比分析
与《规范》的传统加固方法相比，新型加固方法
具有以下优点。
1)加固针对性强传统加固方法采用对山墙
及后纵墙双面钢筋砂浆网加固、增加圈梁、抗震墙
等方式以达到增强房屋整体抗震性能的目的；而新
万方数据
2013 No．22 刘辉等：农村砖木结构住宅抗震加固新方法对比分析与研究51
型加固方法是针对农村住宅建筑在地震中所表现
出的问题及研究成果，进行针对性的设计，比如就
地震中山墙容易外闪、开裂，原砌筑砂浆强度低等，
在新型加固方法中采取了在山墙增设单面水泥砂
浆钢筋网的加固方式，在与纵墙连接处采取包角措
施；就农村住房在地震中整体性差的特点，在农村
住宅檐口高度增设配筋砂浆带圈梁，并与前檐木卧
檩相连，形成闭合的套箍，有效地提升了房屋的整
体性；针对前纵墙抗侧刚度差的特点，在前纵墙局
部洞口增设钢门窗框，以达到增强前纵墙抗震性能
的目的。
2)施工便利、施工周期短、施工作业面小传
统加固方法需要对后纵墙、山墙进行双面钢筋砂浆
网加固，现场绑扎钢筋网、抹水泥砂浆的工作量较
大；同时由于需要增设抗震横墙、混凝土柱，现场需
要支模、浇筑和养护，使得改造周期较长，需要较大
施工作业面，施工便利性差，现场施工周期也会比
较长。而新型加固方式采用配筋砂浆带圈梁、单面
钢筋网砂浆加强砖墙和钢门窗框等加固方式，缩短
了施工周期，提升了施工的便利性，提高了施工效
率，平均缩短施工周期50％以上。
3砖木结构住宅抗震加固方法经济效果对比分析
3．1《规范》方法造价
根据第2．1节所述，对参考传统加固设计规范
做出的加固方案计算其工程造价。按《北京市房屋
修缮工程预算定额》(2005版)计算，并由工程造价
信息调整后的工程造价可知，此方案的定额预算造
价为9l 695．5l元，折合单价为885元／m2。
3．2新型加固方法造价
根据第2．2节所述，对按照研究成果的加固方
法做出的加固方案计算其工程造价。按《北京市房
屋修缮工程预算定额》(2005版)计算，并由工程造
价信息调整后的工程造价可知，此方案的定额预算
造价为38 934．52元，折合单价为375．81元／m2。
3．3经济效果对比分析
由上述比较容易看出：新型加固方案的工程造
价仅为传统加固方案的42．5％，效果显著。
此外，如采用传统加固方案，室内作业量较大，
如开挖地坪、拆卸吊顶、墙面抹灰等，一方面需要住
户腾空房间，寻找周转房寄宿；另一方面还会产生
大量的后期恢复费用，如色差过大导致墙面整体重
新粉刷、地砖重铺等。因此，如果考虑此部分费用，
传统加固方案的工程造价还会增加。
另外，新建农村住宅的建筑造价(达到抗震、节
能相关标准)已达到l 600—1 900元／m2，剔除节能
部分的造价，也达到1 200—1 500元／m2，而进行抗
震加固的费用仅为250～450元／m2，若考虑评估、
鉴定、加固设计、监理等成本，估计项目造价为400～
500元／m2，仅为新建农村住宅工程造价的1／3
左右。
因此，可以说基于研究成果的新型加固方法在
经济上是可行的。
4 结语
通过本文所述2种加固方法(《规范》方法和研
究成果的新型加固方法)的技术对比和经济效果对
比分析研究，可以看出研究成果的新型加固方法不
论是在技术上还是在工程造价上都具有明显的优
越性。在加固针对性和施工便利方面，新型加固方
法既是对《规范》方法的优化，同时也填补了我国在
农村住宅抗震加固方面的空白。
另外，新型加固方法的工程造价仅为《规范》
加固方案的40％左右；且与新建农村住宅相比，其
加固造价仅为新建农村住宅造价的l／3左右，这
也充分证明了研究成果的新型加固方法的经济优
越性。
因此本文提到的新型加固方法具有较强的施
工便利性和经济性，在对其抗震性能进行更深入分
析验证的基础上，可在农村地区广泛推广。
参考文献：
[1] 周铁钢，王庆霖，胡听．新疆砖木结构民居抗震试验研究与对
策分析[J]．世界地震工程，2008，24(4)：120一124．
[2] 何玲，潘文，杨正海，等．村镇木结构房屋震害及抗震技术措
施[J]．工程抗震与加固改造，2006(6)：94-101．
[3] Khan shahzada，Akhtar Naeem Kh蛐，Amr S Elnashai，et a1．
shake tabIe test of con6ned brick mas∞ry building[J]．
Advanced Materials Research，2011(5)：689_693．
[4] 王瑛，史培军，王静爱．中国农村地震灾害特点及减灾对策
[J]．自然灾害学报，2005，14(1)：82．87．
[5]吴世红，葛燕锋，崔岩．混合结构的震害机理及抗震加固
[c]∥第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷．南
京，2001．
[6] 邹爽，霍林生，李宏男．用于村镇木结构建筑的新型角位移阻
尼器的性能实验研究[J]．工程力学，2011，28(3)：62．67．
[7] 杨仕升，申志敏，谢开仲，等．我国村镇砌体房屋震害分析与
抗震加固研究进展[J]．华南地震，2012(3)：1．10．
[8]王满生，杨威，胨俞，等．北京地区农村砖木结构振动台试验
研究[J]．地震工程与工程振动，2012，32(1)：128—133．
[9] 王满生，刘辉．钢筋网水泥砂浆加固砖墙的抗侧承载力和刚
度计算[J]．工程抗震与加固改造，20ll，33(6)：116-119．
[10] Y蛐g wei，w蛆g M蛐sheng，zhu Eryu，et a1．A comparative
study on 8eismic reinforcement test 0f Beijing mml brick building
[J]．Advanced Material Research，20ll(2)：1951．1957．

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