淺議砌體結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)與構(gòu)造措施

1、<p>　　淺議砌體結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)與構(gòu)造措施</p><p>　　摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，綜合國(guó)力得到了極大提高，相應(yīng)帶動(dòng)了大量的城鄉(xiāng)改造工程。但我國(guó)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(jì)實(shí)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(guò)對(duì)砌體建筑的建筑方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范條文的論述，達(dá)到控制設(shè)計(jì)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(jì)；構(gòu)造措施 </p><p><b>　　1、建筑設(shè)計(jì) </b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)概念：平面規(guī)則的建筑破壞相對(duì)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(duì)較大。 </p><p>　　1.2設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格控制房屋高度、層數(shù)和層高 </p><p>　　《建筑抗震設(shè)計(jì)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(guò)對(duì)多棟建筑（8烈度設(shè)防）抗震計(jì)算結(jié)果分析可知總高度和層數(shù)接近或達(dá)到抗震規(guī)范表7.1.2規(guī)定的限值時(shí)，不但橫墻的間距、洞口的尺寸、窗間墻等都遠(yuǎn)大于本規(guī)范的限值，而且構(gòu)造柱的設(shè)置數(shù)量遠(yuǎn)大于本規(guī)范的構(gòu)造規(guī)定。即使計(jì)算能通過(guò)，建筑造價(jià)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(guò)了限值則要通過(guò)一系列措施來(lái)加強(qiáng)，如增加墻的厚度、加密

5、構(gòu)造柱等，無(wú)形中增加了很多造價(jià)。因此，建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免房屋的高度、層數(shù)和層高接近、達(dá)到或超過(guò)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(shí)，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(jì)算假定條件不符，計(jì)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(yàn)算，但為了保證房屋的穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)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(shí)房屋的倒塌往往是從墻體破壞開(kāi)始的。應(yīng)保證房屋的各道墻體能同時(shí)發(fā)揮它們的最大抗剪強(qiáng)度，并避免由于個(gè)別墻段抗震強(qiáng)度不足首先破壞，導(dǎo)致逐個(gè)破壞進(jìn)而造成整棟房屋的破壞甚至倒塌。抗震規(guī)范第7.1.6條明確對(duì)房屋中砌體墻段的局部尺寸作了詳細(xì)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(duì)剛度計(jì)算的影響，如高寬比較大時(shí)，等效側(cè)向剛度取0，在抵抗地震作用時(shí)，不能發(fā)揮作用。同樣，在設(shè)計(jì)時(shí)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(jiàn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003-2011）第6.3.1條；當(dāng)建筑物高度差異或荷載差異較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置沉降縫將其分開(kāi)，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)豎向沉降變形，沉降縫的設(shè)置詳見(jiàn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2011）第7.3.1、7.3.2條；在軟弱地基上建設(shè)時(shí)，還要符合第7.4.3條對(duì)建筑長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）的相關(guān)要

9、求。 </p><p>　　《建筑抗震設(shè)計(jì)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(guò)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(kāi)洞后累計(jì)長(zhǎng)度≥房屋縱向長(zhǎng)度的60%；避免采用混凝土墻與砌體墻混合稱(chēng)重的體系，防止不同材料性能的墻體各個(gè)被擊破；房屋轉(zhuǎn)角處不應(yīng)設(shè)窗，避免局部破壞嚴(yán)重。 </p><p><b>　　2

10、、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 </b></p><p>　　首先依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）確定建筑的設(shè)計(jì)使用年限；按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(lèi)別；建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)應(yīng)根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5003-2011）第4.

11、1.4條選用。對(duì)抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還須參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分建筑抗震設(shè)防類(lèi)別》（GB50223-2008）。為了能準(zhǔn)確采用塊體和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)注明砌體的施工質(zhì)量控制等級(jí)；為了能合理地對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)注明地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)。 </p><p><b>　　2.2材料選用 </b></p><p>　　《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003-

12、2011）對(duì)材料的等級(jí)進(jìn)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(jì)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(lèi)別和設(shè)計(jì)使用年限建筑應(yīng)采用的混凝土等級(jí)及其它要求。如在抗震設(shè)防區(qū)須同時(shí)滿(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）第3.9.2～3.9.3條中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)材料的要求，如混凝土的強(qiáng)度等級(jí)中框支梁、框支柱及抗震等級(jí)為一級(jí)的框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)不應(yīng)低于C30；構(gòu)造柱、芯

13、柱、圈梁及其他類(lèi)構(gòu)建不應(yīng)低于C20等。 </p><p><b>　　2.3抗震設(shè)計(jì) </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(duì)較低。因此，抗震設(shè)計(jì)尤其重要。2008年5月12日的汶川大地震表明，嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和使用的建筑，在遭遇比當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度高一度的地震作用下，沒(méi)有出現(xiàn)倒塌破壞，有效地保護(hù)了人民的生命安全

14、。進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，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(jìn)行抗震計(jì)算。 </p><p>　　采用經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)使用的軟件進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算過(guò)程和結(jié)果不用懷疑。在計(jì)算通不過(guò)時(shí)應(yīng)從兩方面進(jìn)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(cuò)位是否較多、窗間墻是否滿(mǎn)足等情況；在底部大開(kāi)間的商住樓設(shè)計(jì)中還發(fā)現(xiàn)由于洞口過(guò)多、過(guò)大超出《建筑抗震設(shè)計(jì)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(shí)應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者協(xié)商變更方案。其二，經(jīng)過(guò)建筑方案的調(diào)整抗震計(jì)算仍通不過(guò)時(shí)依然不能僅考慮增加墻厚和增設(shè)構(gòu)造柱來(lái)調(diào)整，這樣工程造價(jià)會(huì)增加過(guò)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(qiáng)房屋的整體性，提高房屋的抗震能力，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)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(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。由于鋼筋混凝土構(gòu)造柱的作用主要在于對(duì)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?，F(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(qiáng)鋼筋（一般2φ10或2φ12）伸入構(gòu)造柱內(nèi)并滿(mǎn)足錨

17、固要求。構(gòu)造柱和圈梁等延性構(gòu)件的設(shè)置，對(duì)整個(gè)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(xiàn)： </b></p><p>　　[1]朱偉燦：《論砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程及構(gòu)造措施》[J]科技風(fēng)，2010（04） </p><p>　　[