淺議砌體結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計與構(gòu)造措施

1、<p>　　淺議砌體結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計與構(gòu)造措施</p><p>　　摘 要：近年來，我國的國民經(jīng)濟高速發(fā)展，綜合國力得到了極大提高，相應(yīng)帶動了大量的城鄉(xiāng)改造工程。但我國的城市發(fā)展極不平衡，在較為落后偏僻的城市由于經(jīng)濟實力較差、交通不便等原因，樓房的建設(shè)仍以砌體結(jié)構(gòu)為主。本文通過對砌體建筑的建筑方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基基礎(chǔ)設(shè)計要點和相關(guān)設(shè)計規(guī)范條文的論述，達到控制設(shè)計質(zhì)量、保證主體結(jié)構(gòu)安全性的目的。 </

2、p><p>　　關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計；構(gòu)造措施 </p><p><b>　　1、建筑設(shè)計 </b></p><p>　　1.1設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計要求 </p><p>　　平面不規(guī)則的建筑由于平面上質(zhì)量和剛度中心偏移距離較大，而在地震中產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形。地震作用計算一般采用底部剪力法，此法的前提是以剪切變形為主

3、、且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)；豎向不規(guī)則的建筑、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，將影響水平力的傳遞途徑，引起水平力的重分配和應(yīng)力集中。2008年5月12日的汶川大地震就有力地詮釋了這個概念：平面規(guī)則的建筑破壞相對較小，而那些平面不規(guī)則的如H型、L型、T型、回型等建筑破壞相對較大。 </p><p>　　1.2設(shè)計應(yīng)嚴格控制房屋高度、層數(shù)和層高 </p><p>　　《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（G

4、B50011-2010）第7.1.2條明確規(guī)定了各種設(shè)防烈度下房屋的層數(shù)和總高度限值。經(jīng)過對多棟建筑（8烈度設(shè)防）抗震計算結(jié)果分析可知總高度和層數(shù)接近或達到抗震規(guī)范表7.1.2規(guī)定的限值時，不但橫墻的間距、洞口的尺寸、窗間墻等都遠大于本規(guī)范的限值，而且構(gòu)造柱的設(shè)置數(shù)量遠大于本規(guī)范的構(gòu)造規(guī)定。即使計算能通過，建筑造價也要大幅增加。同樣，抗震規(guī)范表7.1.5規(guī)定了砌體房屋的層高限值，若超過了限值則要通過一系列措施來加強，如增加墻的厚度、加密

5、構(gòu)造柱等，無形中增加了很多造價。因此，建筑方案設(shè)計時應(yīng)盡量避免房屋的高度、層數(shù)和層高接近、達到或超過抗震規(guī)范規(guī)定的限值。 </p><p>　　1.3控制房屋的高寬比和房屋中砌體墻段的局部尺寸 </p><p>　　房屋的高寬較大時，在水平力作用下，建筑的變形中不僅有剪切變形，而且產(chǎn)生較大的整體彎曲變形，與底部剪力法的計算假定條件不符，計算結(jié)果可想而知。依據(jù)有關(guān)資料，多層砌體房屋一般可以不

6、做整體變曲驗算，但為了保證房屋的穩(wěn)定性，在設(shè)計中一定要控制建筑的高寬比。 </p><p>　　墻體是多層砌體房屋最基本的承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件，地震時房屋的倒塌往往是從墻體破壞開始的。應(yīng)保證房屋的各道墻體能同時發(fā)揮它們的最大抗剪強度，并避免由于個別墻段抗震強度不足首先破壞，導(dǎo)致逐個破壞進而造成整棟房屋的破壞甚至倒塌?？拐鹨?guī)范第7.1.6條明確對房屋中砌體墻段的局部尺寸作了詳細的限值規(guī)定，這一條與地震剪力的分配密切

7、相關(guān)?？拐鹨?guī)范第7.2.3條明確了墻段的高寬比對剛度計算的影響，如高寬比較大時，等效側(cè)向剛度取0，在抵抗地震作用時，不能發(fā)揮作用。同樣，在設(shè)計時必須注意洞口的大小和布置，避免形成許多高寬比較大的墻垛，影響墻體的側(cè)向剛度。 </p><p>　　1.4合理設(shè)置砌體房屋的變形縫、樓梯間并采用合理的結(jié)構(gòu)體系 </p><p>　　為防止或減輕砌體房屋在正常使用條件下，由溫差和砌體干縮引起墻體豎向

8、裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫，設(shè)置條件詳見《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-2011）第6.3.1條；當建筑物高度差異或荷載差異較大時，應(yīng)設(shè)置沉降縫將其分開，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)豎向沉降變形，沉降縫的設(shè)置詳見《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB5007-2011）第7.3.1、7.3.2條；在軟弱地基上建設(shè)時，還要符合第7.4.3條對建筑長高比的限值。如果是在抗震設(shè)防區(qū)，需要設(shè)置沉降縫時，應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）的相關(guān)要

9、求。 </p><p>　　《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）第7.1.7條明確規(guī)定：為保證房屋抗震能力，多層砌體的縱橫向墻體數(shù)量不宜相差過大，在房屋寬度的中部應(yīng)設(shè)有內(nèi)縱墻且多道內(nèi)縱墻開洞后累計長度≥房屋縱向長度的60%；避免采用混凝土墻與砌體墻混合稱重的體系，防止不同材料性能的墻體各個被擊破；房屋轉(zhuǎn)角處不應(yīng)設(shè)窗，避免局部破壞嚴重。 </p><p><b>　　2

10、、結(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p><b>　　2.1設(shè)計說明 </b></p><p>　　首先依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠設(shè)計統(tǒng)一標準》（GB50068-2001）確定建筑的設(shè)計使用年限；按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）第3.4.1條明確鋼筋混凝土構(gòu)件的環(huán)境類別；建筑結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB5003-2011）第4.

11、1.4條選用。對抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，還須參照現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設(shè)防分類標準區(qū)分建筑抗震設(shè)防類別》（GB50223-2008）。為了能準確采用塊體和砂漿的強度等級，應(yīng)注明砌體的施工質(zhì)量控制等級；為了能合理地對地基基礎(chǔ)進行設(shè)計，應(yīng)注明地基基礎(chǔ)設(shè)計等級。 </p><p><b>　　2.2材料選用 </b></p><p>　　《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-

12、2011）對材料的等級進行了調(diào)整，如取消了MU7.5燒結(jié)普通磚等；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）第3.4.2～3.4.6條的規(guī)定限制了在各種環(huán)境類別和設(shè)計使用年限建筑應(yīng)采用的混凝土等級及其它要求。如在抗震設(shè)防區(qū)須同時滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）第3.9.2～3.9.3條中對混凝土結(jié)構(gòu)材料的要求，如混凝土的強度等級中框支梁、框支柱及抗震等級為一級的框架梁、柱、節(jié)點核芯區(qū)不應(yīng)低于C30；構(gòu)造柱、芯

13、柱、圈梁及其他類構(gòu)建不應(yīng)低于C20等。 </p><p><b>　　2.3抗震設(shè)計 </b></p><p>　　由于墻體材料為脆性和整體性能差，使得砌體房屋的抗震性能相對較低。因此，抗震設(shè)計尤其重要。2008年5月12日的汶川大地震表明，嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范進行設(shè)計、施工和使用的建筑，在遭遇比當?shù)卦O(shè)防烈度高一度的地震作用下，沒有出現(xiàn)倒塌破壞，有效地保護了人民的生命安全

14、。進行抗震設(shè)計時，多層砌體房屋只要符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范，可采用底部剪力法進行抗震計算。 </p><p>　　采用經(jīng)過批準使用的軟件進行計算，其計算過程和結(jié)果不用懷疑。在計算通不過時應(yīng)從兩方面進行調(diào)查：其一，檢查方案是否合理，即平面豎向是否規(guī)則、墻體水平和縱向錯位是否較多、窗間墻是否滿足等情況；在底部大開間的商住樓設(shè)計中還發(fā)現(xiàn)由于洞口過多、過大超出《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）第7.3.14條第3款

15、的限值，出現(xiàn)大量高寬比大于1的砌體墻段，這樣墻體的抗側(cè)向剛度必然減小，影響結(jié)構(gòu)的抗震性能，此時應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者協(xié)商變更方案。其二，經(jīng)過建筑方案的調(diào)整抗震計算仍通不過時依然不能僅考慮增加墻厚和增設(shè)構(gòu)造柱來調(diào)整，這樣工程造價會增加過多。因此可以考慮在抗側(cè)移能力較弱的方向設(shè)配筋砌體或?qū)⒉糠謮Χ斡善鲶w改為鋼筋混凝土，即增加部分剪力墻。 </p><p><b>　　2.4構(gòu)造措施 </b><

16、/p><p>　　在抗震設(shè)防地區(qū)，為了增強房屋的整體性，提高房屋的抗震能力，結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)嚴格按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）第7.3節(jié)的多層磚砌體房抗震構(gòu)造措施進行抗震設(shè)計。由于鋼筋混凝土構(gòu)造柱的作用主要在于對墻體的約束，構(gòu)造柱截面不必很大，但須與各層縱橫墻的圈梁或現(xiàn)澆樓板連接，才能發(fā)揮約束作用。現(xiàn)澆樓板允許不設(shè)圈梁，樓板內(nèi)須有足夠的沿墻體周邊加強鋼筋（一般2φ10或2φ12）伸入構(gòu)造柱內(nèi)并滿足錨

17、固要求。構(gòu)造柱和圈梁等延性構(gòu)件的設(shè)置，對整個砌體房屋而言，承載力提高不多，而變形能力和耗能能力卻大大增加。這樣可以大大提高砌體房屋的抗倒塌能力，改善砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]朱偉燦：《論砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程及構(gòu)造措施》[J]科技風，2010（04） </p><p>　　[