浅析砖混结构设计中应注意的问题及采取措拖

【摘 要】本文笔者结合我们的实践经验，在砖混房屋抗震设计上应注意以下几方面从而完善砖混建筑结构设计,力争使砖混建筑实现耐久性、安全性和适用性。从地基基础、裂缝控制与抗震设计等方面探讨了砖混结构设计中应注意的问题。

【关键词】砖混结构；地基基础；裂缝控制；抗震设计

1、地基和基础

地基和基础是建筑物的根本,又属于地下隐蔽工程,它的勘察、 设计和施工质量直接关系着建筑物的安危。实践表明,建筑物事故的发生,很多与地基基础问题有关,而且事故一旦发生,补救并非容易。所以地基和基础在建筑工程中占非常重要的地位。在地基和基础设计中应注意以下几个问题:

（1）在进行建筑设计之前,应对工程地质进行详细勘察,查明地基土质情况、分布范围、承载力大小、地下水位等水文地质条件,然后按照安全可靠、经济合理、技术先进、方便施工等要求,进行全面分析,权衡利弊,确定合理的建筑布局和结构类型,以便使上部结构与地基相互影响,共同工作。对软弱地基和不均匀地基尤其如此。

（2）地基压缩变形大小与上部荷载值成正比。因此,减轻结构自重是降低基底附加应力,减少沉降的有效措施,对于基础,可以选用自重轻,覆土少的基础形式,如宽基浅埋,空心基础,薄壳基础甚至箱形基础;或设置地下室、半地下室,采用架空地板,取代室内填土。对于上部结构,可以选用预应力、轻钢结构和单位容重小的轻质墙体材料,以减轻对地基的压力,减少地基沉降。

（3）合理布置建筑体型,建筑平面形状应力求简单,纵墙拉通,避免转折多变,凹凸复杂。建筑立面应尽量避免高低参差,荷载差异大,或开设过大的门窗洞口,削弱墙体,使房屋建筑质量重心与刚度中心基本一致,提高房屋自身抵抗不均匀沉降的能力。

（4）在长度较长的建筑适当位置、平面转折、高低参差、荷载差异大、地基或基础类型改变的部位,设置沉降缝或连接走廓,从屋顶到基础断开,把建筑划分成若干个刚度较大,长高比较小,自成沉降体系的单元。

（5）对于软弱和压缩性很不均匀地基上的建筑物,根据上部结构荷载情况,采用刚度较大的基础类型,如钢筋混凝土十字交叉条形基础,筏片基础甚至箱形基础。

（6）新老或相邻两建筑物之间应保持一定距离,避免对地基产生新的附加应力和应力叠加,引起不均匀沉降。

（7）合理安排施工顺序。对立面高低悬殊,荷载变化较大的房屋 ,应分期分段组织施工。一般应先建荷载较重的高层,后建较轻的低层;先建深基础,后建浅基础,避免增加新的附加应力。

（8）房屋竣工后,不宜随意改变房屋的使用功能,增大使用荷载或任意加大地面厚度,防止地表水渗入地基。

2、裂缝控制

（1）伸缩缝应设在因温度和砌体干缩变形可能引起应力集中、 砌体产生裂缝可能性最大的地方,严格按照《砌体结构设计规范》 要求设置伸缩缝,裂缝宽度不宜小于30mm。

（2）屋面应设置保温层和隔热层,优先采用装配式有檀体系钢筋混凝土屋盖和瓦材料屋盖,使屋盖与墙体连接改为“柔性节点”,即在圈梁与屋面板接触面上铺设两层油毡夹滑石粉 ,形成滑动层,这样可减少温度变形时墙体的推动力影响,防止墙体产生温度裂缝。

（3）屋面的温度变形与长度成正比,对于钢筋混凝土结构大檐口及较高女儿墙,宜每隔两单元在檐口上设置一道温度伸缩缝。

（4）根据砖混结构设计规范要求,顶层砖砌体混合砂浆一般为M2.5,可满足强度要求,为了防止温度裂缝产生,顶层混合砂浆强度不应低于M5.0。

（5）在房屋四角檐口下一定高度和范围的墙体配转角钢筋2Φ6 @500,或在房屋两端单元外墙阳角处设置构造柱,并至女儿墙压顶处 ,柱与墙体设拉锚筋,可防止女儿墙及外墙阳角处的包角裂缝。

（6）当房屋长高比较大时,房屋外纵墙门窗的洞口处砖砌体抗拉、抗剪强度较弱部位,应在房屋顶层窗台下二皮砖处设置2Φ6钢筋砖砌体,提高砖砌体抗拉、抗剪强度,防止外纵墙出现“八”字形温度裂缝和产生水平裂缝。

（7）房屋空间较宽敞高大,窗口宽度大于1500mm时,应在窗台下二皮砖处设置2Φ6钢筋砖砌体,提高砖砌体抗剪强度,可防止窗台下产生水平裂缝。

（8）在房屋两端单元1个～2个开间的内外纵墙窗台下二皮砖处,设置2Φ6钢筋砖砌体,并在窗户两边缘设置构造立柱,立柱上下两端与楼层,屋顶层圈梁连接,将窗户形成混凝土构件“Ⅱ”字形封闭箍,防止窗户产生斜裂缝,对角裂缝,径向裂缝。

3、抗震设计与措施

（1）转角和内外墙交接处及大的洞口两侧、楼(电)梯间增设抗震构造柱。构造柱可提高砌体墙的极限变形能力,增强内外墙连接的整体性,使砌体墙在遭遇强烈地震作用时约束砌体的坍塌崩裂,阻止砌体突然倒塌,刚度退化慢。构造柱与墙体的连接处应砌成马牙槎,先砌墙后浇构造柱混凝土,沿墙高度每隔500mm设2Φ6拉结筋。构造柱纵筋应穿过圈梁,保证其上下连续性,墙内的柱距不宜大于层高且不宜大于4.2m。

（2）设圈梁。圈梁的作用是箍住楼板,贯穿墙身,增加建筑物整体性,发挥各片砖墙在平面内的抗剪承载力,提高楼盖的水平刚度,限制墙体斜裂缝的开展和延伸,提高房屋的竖向刚度,防止建筑物不均匀沉降,抵抗地震和其他振动对建筑物的不良影响。由圈梁和构造柱等延性构件组成的带钢筋混凝土边框的抗侧力体系,对砌体结构形成分割、包围,虽然整个砌体的承载力提高不多但可增强砌体结构的整体性,使其变形能力、耗能能力和防倒塌能力大幅度提升。

（3）采用配筋砌体。由于砌体本身的抗压强度低,抗弯、抗拉强度更低 ,所以在地震设防地区,多层砖混砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,导致房屋的抗震性能较差,但水平配筋砌体墙承载力随着配筋率的增加而增加,其变形能力也与之成比例提高,比无筋砌体墙的变形能力也提高1倍以上。

（4）科学布局建筑平面和立面。建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则,使各部位受力均匀,减少薄弱环节。如果无法改变建筑的布局,那么可以通过设置防震缝将复杂的建筑分成规则的单元,减轻震害。楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处 ,因为房屋两端外墙角容易发生破坏,并且楼梯设在尽端也不利于人员的疏散。楼梯间的横墙由于楼梯踏步板的斜撑作用而引来水平地震作用,破坏程度比其他横墙要严重,所以楼梯间横墙宜贯通房屋全宽。

（5）控制房屋的高度、层数、层高和高宽比,砌体房屋的总层数及总高度不应超限值。历次震害证明,砌体房屋的层数越多,高度越高 ,它的地震破坏程度越大,所以控制砖砌体房屋的总高度及总层数对减少地震时带来的震害有很大的作用。现行GB5001122001建筑抗震设计规范对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定,在设计中房屋总高度及总层数应满足上标的限值,故减轻自重、减少层数、 降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。

（6）结构体系要合理,合理布置纵墙和横墙,应优先采用纵横墙共同承重的结构体系。多层砖混房屋的主要承重构件是纵横墙体,纵横墙共同承重的房屋既能比较直接地传递横向地震作用,又能直接或通过纵横墙的连接传递地震力。纵横墙布置宜均匀对称。平面内对齐贯通,上下连续,减少砖墙、楼板等受力构件的中间传力环节,做到传力路径简单明确合理,不中断。楼板要有较大的水平刚度,尽量采用现浇钢筋混凝土楼板,不宜采用预制楼板。

即抗震设计的基本要求中的条款,如不应采用严重不规则的方案;应使平面布置规则、对称;立面和竖向设计应规则;结构的侧向刚度应均匀变化避免有突变;尽量选择有多道设防的结构体系;保证结构有良好的整体性,以及在结构材料、场地地基方面的选择等诸如此类与概念设计有关的原则。砖砌体结构抗震构造改进(1)对钢筋混凝土构造柱和圈梁的要提出了更为严格的设置和连接规定,取消了可以隔层设置圈梁的要求。(2)对楼、屋盖与墙体连接的要求也有提高,为了加强楼、屋盖的边缘构件,即使在现浇钢筋混凝土楼板中,亦应沿周边加强构造配筋以保证楼板边沿与墙的可靠连接。(3)对于大开间、少横墙的砖砌体建筑、提出应降低层数和高度的要求,或者采取一系列的补强措施,以弥补由此带来的不足。(4)对于教学楼一类的,横墙很少的建筑,应严格控制建造层数和高度,即比一般的砖砌体结构降低两层或 6m,同时,还需从抗震措施上加强,来保证此类结构的整体安全。