砌体结构范文

时间:2023-11-11 01:05:38

砌体结构

砌体结构篇1

关键词:砌体结构砌块绿色材料发展过程发展方向

砌体结构是最古老的一种建筑结构。我国的砌体结构有着悠久的历史和辉煌的纪录。在历史上有举世闻名的万里长城,它是两千多年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一;建于北魏时期的河南登封嵩岳寺塔为高40米的砖砌密檐式塔;建于隋大业年问的河北赵县安济桥,净跨37.37米,全长50.82米,宽约9米,拱高7.2米,为世界上最早的空腹式石拱桥,该桥已被美国土木工程学会选为世界第12个土木工程里程碑;还有如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程;所有这些都是值得我们自豪和继承的。解放后我国在砌体结构方面更有了很大的发展,下面分三个方面来概括介绍。

1.砌体结构用量大、范围广

解放以来,我国砖的产量逐年增长,1990年砖产量增长到6200亿块,是世界其它各国年产量的总和。全国基本建设中,将砌体作为墙体的已占90%左右。在办公室、住宅等民用建筑中大都是采用砌体结构,50年代砌体结构的房屋一般只能建到4~5层,而现在很多城市已可建到7~8层。我国许多中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。砌体结构还用于建造各种构筑物,如烟囱、排气塔、粮仓、水渠等。此外我国在古代建桥技术的基础上还建造了多座100米以上的石拱桥,有些还在不同方面创造了世界纪录。我国积累了在地震地区建造砌体结构房屋的宝贵经验,我国的绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区,在地震裂度≤6度地区的砌体结构经受了地震的考验。经过对设计和构造的处理,还在7度区和8度区建造了大量的砌体房屋。据不完全统计,从80年代初至今,我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋已达70~80亿平方米。

2.新型材料和技术的应用

60年代以来,我国粘土空心砖(多孔砖)的生产和应用有了很大的发展,在南京建造了8层空心砖承重的大桥旅馆。当时空心砖孔洞率为22%,与实心砖强度等效,但可减轻自重17%,减少墙厚20%,节省砂浆20%~30%,砌筑工时少20%~25%,墙体造价降低19%~23%。根据进一步节能要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为280mm×2~XlU1]×19、孔洞率为40%的烧结保温空心砖(块),这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5MPa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平。同时《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准为这种砖的推广创造了条件。近10多年来,采用砼、轻骨料砼或加气砼,以及利用砂、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石等制成无熟料水泥砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。砌块种类、规格很多,其中以中、小型砌块较为普遍,在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计,1996年全国砌块总产量约为2500万立方米,各类砌块建筑约5000万平方米。近十年砼砌块与砌块建筑的年递增率都在20%左右,尤其在大中城市中推广特别迅速。这些砌块建筑大多是多层的,至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手进行试点工作,在几座城市都做了试验楼,为我国中高层砌块建筑的发展做了开创性的工作。90年代初期,在总结国内外配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破,在此基础上开展了更具有代表性、针对性的试点工程。试点工程实践证明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益。因此将中高层配筋砌块结构体系纳入我国砌体结构设计规范中是理所当然的。砌块作为粘土砖的主要替代材料,在某些功能上强于粘土砖,发展前景是非常好的。和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体,即国外广泛应用配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和钢筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪刀墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体强度、延性好,和钢筋砼剪刀墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构。我国从80年代初期主持编制国家标准《配筋砌体设计规范》起,对配筋砌体进行了较为系统的试验研究,结果表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构。

3.砌体结构理论的发展

1950年以前。我国可说谈不上有系统的砌体结构设计理论。国家建设部于1956年批准在我国推广应用原苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》。60~70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查,总结出一套符合我国实际,比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砖体受压构件的承载力计算、按弹性方案考虑房屋的空间工作,以及有关构造措施方面都具有我国特色。

4.对我国砌体结构的展望

砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件,而砌块有多种材料的砌块,我国最古老的砌块即为砖和石。几千年来,由于砖、石具有良好的物理性能,可就地取材、生产和施工方法简便,造价低廉等优点,所以至今仍为我国主导的建筑材料。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块,但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点,所有这些都抑制着砌体结构的发展。因此,我们要针对这些问题,做好以下几方面的工作。

4.1发展高强轻质的砌体材料

目前我国的砌体材料与发达国家相比存在着强度低、耐久性差的问题。如粘土砖的抗压强度。我国一般为7.5~15Mpa,承重空心砖的孔隙率≤25%,体积质量一般为4KN/m3。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30~60Mpa,甚至可达到100Mpa,承重空心砖的孔洞率可达到40%~60%,体积质量一般为1.3KN/m3,最轻的可达到0.6KN/m3。根据国外的经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进,可显著提高砖的强度和质量。如中美合资大连太平洋砖厂生产的百岩砖强度可达20100Mpa。这种材料强度高、耐久性和耐磨性好,并且有独特的色彩,可作为清水墙和装饰材料。根据我国对粘土砖的限制政策,可因地制宜,就地取材,在粘土较多的地区发展高强度粘土砖、高空隙率的保温砖和外墙装饰材料等。而在少粘土的地区大力发展高强砼砌块,承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时,也需研制高强度等级的砌筑砂浆。目前最高等级的砂浆强度为M15。要与高强度的块材相匹配时需开发大于M15的高强度砂浆。我国的《砼小型空心砌块浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5~M30,灌孔砼的强度等级为C20~C40,这是砼砌块配套材料方面的重要进展,对推动高强材料结构的发展起着重要的作用。据预测,干拌砂浆和商品砂浆具有很好的市场前景。干拌砂浆把所有配料在干燥状态下混合装包供应,现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆,价格比普通砂浆约高0.2%左右。商品砂浆的优点同商品砼一样,这类砂浆一旦取代传统砂浆,将是一个巨大的变化。

4.2积极开发研究节能环保的新型材料

1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念,1992年联大巴西里约热内卢以“环境和发展”为主题的各国首脑会议通过了“21世纪议程”宣言,确认了“可持续发展”的战略方针,其目标是依据环境再生,协调共生,持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物再利用和净化,保护生态环境,以确保人类社会的可持续发展。近年来,发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展,我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机,遵循同志的“经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,决不能走浪费资源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗饭,断子孙路”的指示精神,迅速行动起来,积极研制“绿色建材”产品,并取得了一定的效果。我国现已加大力度限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产。如对粘土砖(按1996年生产6000亿块粘土砖就毁掉10万多亩农田、耗能6000万吨标准煤)国家早就出台了限制政策。近年来力度更大,一些地区如上海、北京等在建筑上不准采用粘土实心砖,其实这也就间接促进了其它新型建材的发展。如蒸压灰砂废渣制品、利用页岩生产多孔砖、废渣轻型砼墙板、GRC板、蒸压纤维水泥板、复合墙板和砌块就是近几年发展起来的几种新型建材制品。

4.3进一步加强配筋砌体和预应力砌体的研究

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定制生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对保证配筋砌块结构的质量至关重要。这种砌体的原理同预应力砼,能明显改善砌体的受力性能和抗震性能。国外在预应力砌体和配筋砌体方面的水平很高。我国直到最近才有少数专家对其研究。

4.4加强砌体结构理论的研究

进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能,通过数学和力学模式,建立完善而精确的砌体结构理论,是全世界各国都关心的课题。我国在这方面有较好的基础,但目前跟发达国家相比还有较大的差距,因此应继续加强这方面的工作,加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究对促进砌体结构发展有着深远的意义。

参考文献

【1】施楚贤.砌体结构理论与设计【M】.北京:中国建筑工业出版社,1992年

【2】丁大均.砌体结构教学刍议【J1】.建筑结构,1999年

【3】腾志明等.砼结构及砌体结构【M】.北京:北京中央广播电视大学出版社,1995年

砌体结构篇2

【关键词】:新规范;砌体结构;抗震设计

【 abstract 】:masonry structure is a traditional structure form, all kinds of buildings in our country is still accounts for more than 82% of the scale. Based on the seismic new standard masonry structure, this paper discusses the setting and the post about masonry structure wall decorates requirement for your reference.

【 key words 】:new rules; Masonry structure; Seismic design

中图分类号: S611 文献标识码:A 文章编号:

1引言

传统的砌体结构是一种由脆性材料砌筑,屋面一般采用装配式结构或装配整体式组成的结构,经过破坏性大地震(邢台、唐山大地震),表明砌体结构在经受大地震的考验时抗震性能较差。因此,国外抗震规范一般只允许建造3层及以下的砌体建筑。考虑中国有丰富的黄土和砂石资源,有传统的生产和施工工艺,再者在城镇建设中,由于受人口集中,土地和经济的有限,砌体结构有其较好的适用性。为了提高砌体结构的延性和抗震性能,在研究和总结地震震害的基础上抗震规范进行了多次修订。2008年汶川地震后,《建筑抗震设计规范》又进行了修订,此次规范修订,总结了震害经验,对设防烈度进行了调整,就砌体部分也做了修订,从抗震构造和抗震设计对砌体结构都有了更高的要求。

2 砌体结构概念设计

砌体结构的墙体布置,直接涉及结构的抗震安全性,要求建筑和结构专业设计人员密切配合,确定建筑方案有较好的结构体系,结构工程师熟悉抗震概念设计的原则,在确定建筑方案时给出合理的建议

对于多层砌体结构,新规范延续了01规范在墙体布置方面的规定,这些规定包括:

(l)控制房屋总高度、层高、层数和高宽比等,避免整体弯曲变形。

(2)应优先采用横墙承重体系并控制最大横墙间距,以减少楼盖平面内变形的不利影响。

(3) 砌体房屋局部尺寸的限制,避免因局部失效而导致整体结构的破坏甚至倒塌

(4)墙体宜均匀对称,对齐;竖向应上下连续,防止侧向刚度的突变。较小房间的隔墙可改用非抗震墙。

(5)接梯间布置于房屋的尽端或转角处时,应采取加强墙体约束等措施,提高楼梯间的安全性。

(6) 对于竖向和平面严重不规则的房屋,如立面高差大丁6m、较大错层、或各部分结构刚度和质量截然不同,宜设置防震缝并符合最小缝宽的要求。

在遵循了以上基本规定之后,结合建筑方案,争取布置出合理的结构方案。

3砌体结构抗震计算

砌体结构抗震计算采用底部剪力法进行抗震计算,对砌体房屋进行地震剪力分配和截面验算是按层间等效刚度分配的。可选择抗震不利的截面(如从属面积较大、竖向力较小的墙段)进行抗震验算。

现在的各种设计软件已经能够较好的提供人机交互输入的功能,在很大程度上解决了设计人繁重的工作。砌体结构抗震设计在做好结构整体方案设计的基础上,验算结构抗震承载力满足规范要求即可。

3砌体结构抗震构造

砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。1976年唐山大地震后,总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验,提出了在承重墙体中设置边缘约束构件的规定。多年的地震考验证明,设有构造柱、圈梁的砌体房屋,在经受大地震后震害相对较轻。新抗规修订后,抗震构造措施在延续01规范的基础上,有了新的要求。对于结构设计人应遵循以下几点:

(1) 构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力,特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现,也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力,但它使墙段和房屋取得了较大的延性,从而减小了突然发生倒塌的危险性。应注意构造柱截面不宜过大,配筋不宜过多,构造柱的间距不能过大,应按照抗震规范7.3.1及7.3.2的要求设置构造柱

(2)楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算,它的作用是多方面的,如增强拉接,提高结构的整体性,抵御地基的不均匀沉降,加强楼板与墙体的连接等。构造柱需与各层纵横墙的圈梁或现浇板连接,才能发挥约束作用,圈梁的设置见抗震规范7.3.3及7.3.4

(3)做好构造柱和圈梁的布置,抗震构造措施已经基本完成,在就是要注意,板的支座长度不小于120mm、内墙阳角处梁支座长度不小于500mm、梁、板钢筋的锚固长度的要求、在楼梯板应双层通长配筋、楼梯间等位置的墙体防开裂措施等。

(4)除了一些基本的构造规定, 砌体结构设计若干注意事项 :

1. 多层砌体结构,在抗震设防地区,楼板面有高差时,其高差不应超过一个梁高(当错层 楼盖高差不大于 1/4 层高且不大于 700mm) ,超过时, 应将错层当两个楼层计入房屋的总层数中。 当错层楼盖高差不大于 1/4 层高且不大于 700mm,错层交界的墙体,除两侧楼盖处圈梁照常设置外,还应沿墙长每隔不大于 2m 增设 一根墙中构造柱。

2. 在抗震设防区,多层砌体房屋墙上不应设转角窗。见《全国民用建筑 工程设计技术措施-结构》P220)

3. 底框(底部框架-抗震墙房屋)设计中要特别注意:a.上部的砌体抗震墙与底部的框架梁 或抗震墙应对齐或基本对齐;b. 底框房屋的框架和抗震墙的抗震等级,6、7 度可分别按三、 二级采用。

4. 对小墙垛的强度和梁端支承处砌体的局压的计算重视不够。

5. 阳台挑梁有时与墙中的烟道矛盾。

6. 顶层挑梁有时为两层板荷载,不能选用标准层的挑梁。

7. 构造柱设计不符合《建筑抗震设计规范》的要求,较大洞口(内纵墙、横墙>=2m,外纵 墙>=2.4m)两侧应设构造柱。

8. 多层砌体住宅应设置不少于三道承重纵墙,每道纵墙还应沿各自轴线对齐、贯通。同一 轴线上的窗间墙宜等宽,且房屋的局部尺寸宜满足《建筑抗震设计规范》 (GB 50011—2001) 第 7.1.6 条的要求。 (见《全国民用建筑工程设计技术措施-结构》P162)

9. 在冻胀地区,地面以下或防潮层以下的砌体,不宜采用多孔砖,如采用时,其孔洞应用水泥砂浆灌实。

10. 砌体结构挑梁埋入砌体的长度不满足规范要求。 《砌体结构设计规范》GB50003—2001, 既挑梁埋入砌体长度 L1 与挑出长度 L 之比宜大于 1.2,当挑梁上无砌体时,L1/L 之比宜大 于 2。

11. 砌体结构的大梁,应根据《砌体结构设计规范》GB50003—2001 第 6.2.5 条设计。既: 当梁跨度大于或等于下列数值时,其支承处宜加设壁柱,或采用其他加强措施。 对 240mm 厚的砖墙为 6m,对 180mm 厚的砖墙为 4.8m; 对砌块、料石墙为 4.8m。

12. 外凸窗台板抗倾覆.

13. 突出屋面的屋顶房间何时可按突出屋面的屋顶计算而不算做一层。 一般认为当出屋面的屋顶房间面积小于楼层总面积的 30%时,该部分可按突出屋面的屋顶 间计算而不算做一层。

14. 多层砌体房屋不应采用砌体墙与现浇钢筋混凝土墙混合承重.

5结束语

砌体结构抗震设计可分为三部分,一是抗震概念设计,如选择有多道设防的结构体系,保证结构有良好的整体、结构平面布置规则对称、竖向设计应规则、结构的侧向刚度应均匀;二是抗震计算,计算地震力,验算各个墙体的抗震承载力,三是抗震构造,按规范要求布置构造柱、圈梁。设计人员熟练应掌握如下设计规范:建筑结构荷载规范、抗震规范、混凝土结构设计规范等。并应考虑当地地方性的建筑法规。设计人员应熟悉当地的建筑材料的构成、货源情况、大致造价及当地的习惯做法,设计出经济合理的结构体系。

参考文献:

【1】周炳章.砌体房屋抗展设计规定【J】工程抗震,1999,1

【2】吴明舜.抗震设计方法研究【A】第巧届全国高层建筑结构学术交流会议论文集【C】.1998

砌体结构篇3

关键词:砌体 抗震

一、引言

砌体的结构是一种传统的墙体材料,在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。近些年来,随着建筑业的蓬勃发展,新型墙体材料也不断涌现,如从欧美引进的混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外,结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料,如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖.这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围.

现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类,它们的界限定义为:仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07%以下时为无筋砌体;约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构,如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱),同时墙段上下设置有圈梁,此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件,砌体配筋量在0.07%-0.17%左右;配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑,如配筋混凝土空心砌块,其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构,其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构,即在0.2%左右。

1966年的邢台地震和1976年的唐山地震等数十次破坏性大地震,以及1923年日本关东大地震等,几乎无一例外的表明无筋砌体结构不能承受大地震的考验。因此目前国外抗震规范一般只允许建造3层及三层以下的砌体结构。

尽管砌体结构的抗震性能如此之差,然而在城镇建设中,由于我国人口集中,土地有限,所以我们不可能把砌体结构限制过严,而是要适应发展的需要,在研究和总结震害的基础上,改进砌体的抗震性能,提高它的建造层数和高度,满足业主需要。

二、约束砌体

砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。1976年唐山大地震后,总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验,提出了在承重墙体中设置边缘约束构件的规定。经过二十多年的实践考验证明,设有构造柱的砌体房屋,在经受九度地震后未发现有倒塌的实例,此种做法是安全的。但应注意以下几点:

1、约束墙体的构造柱截面不宜过大,配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土,使柱与墙体能够紧密结合,共同工作。此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小,刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎,构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和配筋过大,由于混凝土刚度远大于砌体墙体,所以构造柱会吸收大多数的地震力,结果构造柱先于墙体破坏,起不到约束墙体的作用。

2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂,并逐步延伸,形成对角的“x”形裂缝;如果墙段的高宽比较大,则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大,否则将会消弱对墙段砌体的约束作用,基本上是纵墙内每开间均设,横墙内间距不大于层高的两倍。

3、构造柱必须依靠楼层上下楼盖圈梁的拉结。构造柱作为一种竖向构件,一般沿墙截面不变,配筋也少有变化。因此,在各楼层柱高处必须有圈梁作为锚固点,以形成上下和左右墙段的约束作用。

4、楼盖圈梁在多层结构中很难准确计算,它的作用是多方面的,如增强拉接,提高结构的整体性,抵御地基的不均匀沉降,加强楼板与墙体的连接等。而构造柱的作用也是如此,它在加强墙体之间的连接方面是明显的,但它的约束作用一般要在墙体开裂以后才能发挥,这是构造柱的特点之一。

5、设置构造柱之后,墙体的抗剪能力一般提高20%左右,因此应当认为提高砌体抗剪强度不是在墙两端设置构造柱的主要目的,构造柱的主要作用在于较大幅度的增大墙体的变形能力,特别是对墙段塑性变形后的约束作用。墙段两端的构造柱既不能阻止墙体裂缝的出现,也不能大幅度的提高墙段的抗剪能力,但它使墙段和房屋取得了较大的延性,从而减小了突然发生倒塌的危险性。

6、构造柱间距应该分两种情况区别对待。一种是单一作为约束边缘构件的构造柱,此类构造柱的设置主要考虑约束墙段的长度需要,以往抗震规范中尚不明确,无论在砌体横墙或纵墙中均为提出间距的要求。事实证明构造柱的约束作用是有限的。例如在以往的纵墙中设置构造柱时只要求在两端设构造柱,数十米长的构造柱难以约束墙段的破坏此时构造柱的数量是远远不够的。即使横墙中的构造柱间距一般可能达到11~12米,构造柱作用也难以完全发挥。

根据工程实践经验和有关试验研究资料分析结果,新规范对此做了补充和完善:

a) 当层数和房屋高度接近或者达到砌体结构限定高度时横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍,即一般不宜超过5.4米;纵墙内的构造柱一般不超过3.9米(外纵墙)和4.2米(内纵墙),即大致每开间均应设置一根构造柱。如此要求是十分必要的,实验证明墙段的宽高比超过2时,构造柱的约束作用降低。

b) 在开间较大、横墙较少的多层住宅中,当层数和房屋高度接近和达到砌体高度限定高度时对构造柱的设置间距要求更高。在横墙内的柱间距不宜大于层高,在纵墙内的柱间距不宜大于4.2米;同时在所有纵横墙交接处及横墙的中部也均应设有构造柱以约束相应墙段的砌体。

通过上面规定可以看出构造柱作为一种约束边缘构件限定其最大间距是十分必要的,否则将难以发挥其应有的作用,新规范完善了对多层砌体结构构造柱设置的规定,在一定程度上也提高了砌体结构的抗震安全性,有效的保证了大震不倒的抗震设防的总目标的实现。

7、构造柱的计算

按照提高墙段的抗剪强度要求,设置构造柱是对构造柱作用的一种新发展。设置构造柱的目的不同因此设置部位也不同,此类构造柱一般均布置在墙段中段。当房屋的设防烈度要求较高或横墙较少,墙段不能承受所承担的地震作用时可采用增设构造柱的做法来提高墙段的抗剪强度,满足抗震设防地区对多层砌体结构的抗剪要求,因此中段构造柱的作用不同与设置在墙段边缘的约束构造柱,两者从概念上不能混为一谈。

三、对于配筋砌体,主要是对于当房屋层数比较高时应用,对于大量的民用建筑中,应用还不是很广泛,在此我们就不多谈了。但对于青岛地区而言,气候潮湿、抗震设防六度,住宅建设中的通常做法是在地面设架空层或半地下室,坡屋顶,实际层数达到8层,已超出规范限值。规范中的用词为“不宜”超过7层,也就是说只要采取合理有效的措施,还是可以实现的。具体做法是: (1)楼层圈梁层层设置,截面适当加大;

(2)墙体交接处均设置构造柱;

(3)构造柱间距不大于4米;

(4)大于米的洞口两侧设构造柱;

这样处理的中心意思就是按组合砌体来考虑这类情况。但这样处理后,因为现在的住宅设计要求较高,平面一般情况下都比较复杂,纵墙很少有连通的,所以墙体内的构造柱数量较大,对砌体本身而言是不利的,所以构造柱的截面不能过大,否则达不到我们要求的结果。

砌体结构篇4

引起砌体结构墙体裂缝的因素很多,既有地基、温度、干缩,也有设计上的疏忽、施工质量、材料不合格及缺乏经验等。而最为常见的裂缝有两大类,一是温度裂缝,二是干燥收缩裂缝。

1.1温度裂缝温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在砼平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝等。导致平屋顶温度裂缝的原因,是顶板的温度比其下的墙体高得多,而砼顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端大,中间小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展。

1.2干缩裂缝烧结粘土砖,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不要考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但对这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形。对于砌块等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。如砼砌块的干缩率为0.3~0.45mm/m,它相当于25~40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%左右。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部一至二层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。另外不同材料和构件的差异变形也会导致墙体开裂。如楼板错层处或高低层连接处常出现的裂缝,框架填充墙或柱间墙因不同材料的差异变形出现的裂缝。

2裂缝的危害和防裂的迫切性

砌体属于脆性材料,裂缝的存在降低了墙体的质量,如整体性、耐久性和抗震性能,同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。它已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构,已成为国家行政主管部门、建筑公司及房屋开发商共同关注的课题。

3现有产生裂缝的原因

3.1设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施设计者一般认为多层砌体房屋比较简单,在强度方面作必要的计算后,针对构造措施,引用标准图集,很少单独提出有关防裂要求和措施。

3.2我国《砌体规范》抗裂措施的局限性我认为这是最为重要的原因。《砌体规范》GBJ3-88的抗裂措施主要有两条,一是第5.3.1条:对钢筋砼屋盖的温度变化和砌体的干缩变形引起的墙体开裂,可采取设置保温层或隔热层;采用有檩屋盖或瓦材屋盖;控制硅酸盐砖和砌块出厂到砌筑的时间和防止雨淋。二是第5.3.2条:防止房屋在正常使用条件下,由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。

由此可见,《砌体规范》的抗裂措施,如温度区段限值,主要是针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的,而对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的砼砌块和硅酸盐砌体房屋,基本是不适用的。因为如果按照砼砌块、硅酸盐块体砌体的干缩率0.2~0.4mm/m,无筋砌体的温度区段不能越过10m;对配筋砌体也不能大于30m。在这方面,国外已有比较成熟的预防和控制墙体开裂的经验,值得借鉴:一是在较长的墙上设置控制缝,这种控制缝和我国的双墙伸缩缝不同,而是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形,又能隔声和防风雨,当需要承受平面外水平力时,可通过设置附加钢筋达到。这种控制缝的间距要比我国规范的伸缩缝区段小得多。二是在砌体中根据材料的干缩性能,配置一定数量的抗裂钢筋,其配筋率各国不尽相同,从0.03%~0.2%或将砌体设计成配筋砌体,如美国配筋砌体的最小含钢率为0.07%,该配筋率又抗裂,又能保证砌体具有一定的延性。

4防止墙体开裂的具体构造措施建议

4.1防止混凝土屋盖的温度变化与砌体的干缩变形引起的墙体开裂,宜采取下列措施:

4.1.1屋盖上设置保温层或隔热层;

4.1.2在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;

4.1.3当采用现浇混凝土挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;

4.1.4建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》BGJ3-88第5.3.2条的规定外,宜在建筑物墙体的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不宜大于30m。

4.2防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施之一

4.2.1设置控制缝①控制缝的设置位置a在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;b在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;c在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;d在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;e竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1-2层和顶层墙体的上述位置设置;f控制缝在楼、屋盖处可不贯通,但在该部位宜作成假缝,以控制可预料的裂缝;g控制缝作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度不大于12mm,控制缝内应用弹性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅树脂等填缝。②控制缝的间距a对有规则洞口外墙不大于6mm;b对无洞墙体不大于8m及墙高的3倍;c在转角部位,控制缝至墙转角的距离不大于4.5m。

4.2.2设置灰缝钢筋①在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;②在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;③灰缝钢筋的间距不大于600mm;④灰缝钢筋距楼、屋盖混凝土圈梁或配筋带的距离不小于600mm;⑤灰缝钢筋宜采用小螺纹钢筋焊接网片,网片的纵向钢筋不小于25,横筋间距不宜大于200mm;⑥对均匀配筋时含钢率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、顶层窗洞上下不小于38;⑦灰缝钢筋宜通长设置,当不便通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于300mm;⑧灰缝钢筋两端应锚人相交墙或转角墙中,锚固长度不应小于300mm;⑨灰缝钢筋应埋人砂浆中,灰缝钢筋砂浆保护层,上下不小于3mm,外侧小于15mm,灰缝钢筋宜进行防腐处理;⑩当利用灰缝钢筋作砌体抗剪钢筋时,其配筋量应按计算确定,其搭接和锚固长度尚不应小于75d和300mm;不配筋的外叶墙应设控制缝,控制缝间距不宜大于6m;设置灰缝钢筋的房屋的控制缝的间距不宜大于30m。

4.2.3在建筑物墙体中设置配筋带①在楼盖处和屋盖处;②墙体的顶部;③窗台的下部;④配筋带的间距不应大于2400mm,也不宜小于800mm;⑤配筋带的钢筋,对190mm厚墙,不应小于2Φ12,对250~300mm厚墙不应小于2Φ16,当配筋带作为过梁时,其配筋应按计算确定;⑥配筋带钢筋宜通长设置,当不能通长设置时,允许搭接,搭接长度不应小于45d和600mm;⑦配筋带钢筋应弯入转角墙处锚固,锚固长度不应小于35d和400mm;⑧当钢筋带仅用于控制墙体裂缝时,宜在控制缝处断开,当设计考虑需要通过控制缝时,宜在该处的配筋带表面作成虚缝,以控制可预料的裂缝位置;⑨对地震设防裂度≥7度的地区,配筋带的截面不应小于190mm×200mm,配筋不应小于410;⑩设置配筋带的房屋的控制缝的间距不宜大于30m;

4.3也可根据建筑物的具体情况,如场地土及地震设防裂度、基础结构布置型式、建筑物平面、外形等,综合采用上述抗裂措施。

摘要:通过多年在施工现场的观察,查阅有关砌体方面的专著,发现在建筑工程施工中砌体产生裂缝有很多原因。砌体裂缝的产生若不加以预防并采取措施控制,它的进一步发展延伸将会导致结构的承载力降低及减少耐久使用年限,甚至会给人民生命的安全及财产造成损失。本文在简要总结分析砌体裂缝的性质、裂缝控制原则和措施的基础上,有针对性的提出了砌体结构裂缝的原因及如何相应采取措施加以控制。

砌体结构篇5

关键词:砌体结构;斜屋面;结构设计

中图分类号:TU318文献标识码: A

一、砌体结构的组成

砌体结构包括上部结构和基础。上部结构由竖向承重构件和水平承重构件组成,竖向承重构件包括砌体墙和砌体独立柱。砌体房屋中一般布置有圈梁和构造柱,此外,根据需要还有过梁、挑梁和墙梁等构件。为了增强砌体结构的整体性,防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响,在房屋的檐口、基础顶面和适当的楼层处布置有钢筋混凝土圈梁。为提高房屋的延性,地震设防区的砌体结构,在外墙四角、内外墙交接处等部位设有钢筋混凝土构造柱或芯柱(对砌块砌体),构造柱要求先砌墙后浇柱。为了将门窗洞上方的荷载传递给洞口侧边的墙体,需要设置过梁,过梁分钢筋混凝土过梁、钢筋砖过梁、砖砌平拱过梁和砖砌弧拱过梁。挑梁是指嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁,一般有阳台挑梁、雨篷挑梁和外走廊挑梁。当悬挑梁与混凝土圈梁连成一体时,不称其为挑梁。当房屋因底部大空间的需要,部分墙体不能落地时,需设置钢筋混凝土托梁,钢筋混凝土托梁和托梁上的墙体共同组成墙梁。另外,单层工业厂房围护结构中的基础梁与墙体、连系梁与墙体也构成墙梁。墙梁分简支墙梁、连续墙梁和框支墙梁。

二、斜屋面结构方案设计

斜屋面结构设计方案一般有两种:

第一种是顶部直接做成斜面板,该斜面板兼作屋面板。

第二种是斜屋面先做一层水平板,斜面部分按造型做。

对比两种方案,方案一结构造价相对较低,但屋面保温、隔热及防水施工较为困难。方案二结构造价相对较高,但屋面防水、保温、隔热易于施工;同时砖混结构在地震区结构层数达到规范规定的上限、总高度超过规范的规定时,应采用此方案,但超出屋面部分的面积不得超过顶层的30%,且高度不应过高。如采用框架结构,上述二种结构方案均可以在斜屋面的最低点处设置水平框架梁,再采用梁托小柱支承倾斜部分。在柱网尺寸不大的时.对方案一可不设置水平框架梁,但应充分考虑三角拱结构对框架柱顶产生的水平推力。

三、 斜屋面结构设计计算

结构设计计算包括抗震验算和静力计算两部分。

1 、抗震验算

1.1 方案一,抗震验算时顶层层高可取顶层倾斜屋面顶点高度的 2/3 作为该层的结构高度。

1.2 方案二,抗震验算时屋面造型部分仅以屋面荷载作用在顶层屋面板处,不单独作为一个质点考虑。

2 、静力计算

以下以四边简支的单向板为例讨论倾斜构件的荷载特点。对某一倾斜构件,其荷载 g′+q′为沿斜向板长每延 1m 的屋面自重(包括防水层、找平层、保温层、结构板自重、板底 抹灰、吊顶等)和使用活荷载的设计值。为计算斜板的内力,应将 g′+q′(图 1)分解为垂直于板面(图 2)和平行于板面的两个分量,以其中垂直于板面的荷载分量 g+q=(g′+q′)・COSα为荷载,可求得斜板跨中最大弯矩为:

式中:L′为斜板斜向的实际计算跨度;L 为斜板斜向计算长度的水平投影长度,L=L・COSa;g+q 为作用于斜板上的计算荷载沿水平投影方向的单位荷载,为斜板倾角。对于 的理解由图 3、图 4 可以看得比较清楚,即沿水平方向取出单位长一段,则作用于此段内的实际竖向荷载总和应为。其中为水平投影长度为 L 的斜向板

长,可见 g+q 即为在单位 L水平投影长度范围内作用于斜板上的荷载值。在某结构软件中,对斜屋面可以通过定义节点高度、梁的左右节点标高、层简斜撑等来完成倾斜构件、楼层的定义,从而建出与工程实际一致的结构模型来,但根据软件所提供的资料来分析,该软件提供的荷载类型中仅有倾斜构件沿水平或垂直方向的分布集度简图(图 5);因此,要求用户输入的倾斜构件的荷载是倾斜构件沿水平或垂直方向的分布集度,并不是倾斜构件沿斜长方向的荷载分布(单位面积、单位长度内的荷载)。事实上,设计人员往往仅输入了倾斜构件沿斜长方向的荷载分布(单位面积、单位长度内的荷载),这就导致了程序算出来的倾斜构

件的配筋结果偏小,给结构带来隐患。

四、斜屋面倾斜构件的构造结构设计

1、防止屋面板开裂的构造设计措施

如果屋面板跨度很大,屋面现浇板长度又大时,应适当考虑加设抵抗温度收缩的钢筋,或按以下方式加强构造:

⑴顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋。

⑵屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝,分隔缝间距不宜大于6m,并与女儿墙隔开,其缝宽不小于30mm。

⑶在屋盖的适当部位设置分割缝,间距不宜大于20m。(图7)

⑷当现浇混凝土挑檐或坡屋顶长度大于12m时,宜沿纵向设置分隔缝或沿坡顶脊部设置分割缝,缝宽不小于20mm,应用防水弹性材料嵌缝。(图8)

⑸当房屋进深较大时,应沿女儿墙内侧的现浇板处设置局部分隔缝,缝宽不小于20mm,应用防水弹性材料嵌缝。(图9)

⑹在混凝土屋面板与墙体圈梁间设置滑动层。滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等:对于较长纵墙,可在其两端的2~3个开间内设置,对于横墙可在其两端各L/4范围内设置(L为横墙长度)。

2、 砌体结构中斜山墙的构造

在砖混结构中还应注意对砌体斜山墙的构造要求。通常情况下要求屋面板支承在墙体上应设置抗扭圈梁(拉梁),且在该圈梁(拉梁)对应位置加设垂直于该梁的水平拉梁,山墙斜三角部分构造要求,可参考(图 9)构造做法加强。

3、关于保温、隔热的处理

在屋面保温隔热设计中应当特别注意,采用方案一时,保温材料一定要采用块材,而不宜采用颗粒现场制作,因为这样很容易造成保温厚度不均匀;对于极易发生冷桥的外露钢筋混凝土构件,应作保温处理。

五、结束语

综上所述,对于多层砌体房屋斜坡屋面结构,首先应选用合理的结构方案,在结构设计时,应建立合理的结构模型,尤其是在采用结构软件设计时,荷载输入一定要输入倾斜构件沿水平或垂直方向的荷载分布集度,而并不是倾斜构件沿斜长方向的荷载分布(单位面积、单位长度内的荷载)。斜屋面倾斜构件的构造设计时,除了注意配筋应满足要求外,应作好屋面板开裂及保温、隔热的处理,以满足砌体房屋斜屋面良好的整体功能要求。

参考文献:

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[2]胡晓楠,刘正保.房屋基础设计的合理改进[J].中国科学学报,2004,1(4):30~31,3

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[4] 马嵘.砌体结构裂缝的分析与预控[J]. 嘉兴学院学报. 2009(03)

[5] GB 50011- 2010,建筑抗震设计规范[S].

[6] GB50009- 2012,建筑结构荷载规范[S].

[7] GB 50010- 2010,混凝土结构设计规范[S].

砌体结构篇6

关键词:砌体结构 整体性/稳定性 抗裂/防裂措施

在《砌体结构设计规范》GB50003(以下简称新规范或GB50003)第四章4.1.2条规定:砌体结构应按承载力极限状态设计,并应满足正常使用极限状态下的要求。根据砌体结构的特点,砌体结构正常使用要求,一般情况下可由相应的构造措施保证。这些构造措施包括砌体结构或结构构件的稳定和整体性构造措施、耐久性措施及裂缝或变形控制措施等等。由于砌体结构组成材料的多样性,其相应的构造措施也要比其他材料结构的相应措施看起来显得“繁杂或琐碎”些。多层砌体结构是我国应用最广泛和应用数量最大的结构形式。近年来随着国家墙改推广应用新型墙体材料,由于研究乏力和相应措施的滞后,设计、施工、施工管理的针对性不强,又因系多层结构,对其重视程度不够等因素,致使砌体结构房屋出现了一些带普遍性所谓质量问题,而新型砌体材料较传统砌体材料表现的尤其突出,这在一定程度上影响了新型墙材的顺利推广应用。另外随着国家住宅产业化和商品化的深入,对房屋的建筑结构功能,提出了更高的要求,包括业主的使用要求、设计、施工的责任以及主管部门的监管责任的强化。这其中体现标准强化、管理的措施就是国家已颁布实行的“工程建设标准强制性条文”。这对全面提高工程质量具有重大作用和深远意义。新规范就是根据这样的背景,总结我国近年来试验研究成果、工程经验以及借鉴国外可行的技术的基础上完成本规范的全面修订的。本章的构造要求,和原规范相比虽仍为三节,但其内容已有较大的扩充和变化,有关构造要求的标准也有所提高。限于篇幅,本文着重介绍新增和修改变动较大的那些条文以及被列为强制性的条文,并按“深入浅出”的原则,在简介背景的基础上,力求在执行和应用方面提出注意事项或例证,供参考。

6.1 墙、柱的高厚比

墙、柱的高厚比验算是保证砌体结构稳定性的重要构造措施之一,本次修订因提高了砂浆的强度,本节表6.1.1墙、柱允许高厚比[]值取消了M2.5以下的数值。墙、柱的允许高厚比与承载力计算无关,主要根据墙、柱在正常使用和施工情况下的稳定性和刚度要求,由经验确定,近年来在理论上进行了报导或论证[1]。

墙、柱的高厚比验算以带壁柱更具代表性,而且包括带壁柱墙的整体高厚比验算和壁柱间墙高厚比验算。设置壁柱的墙又是砌体结构最常用的提高结构稳定性和承载力重要措施。70年代已来构造柱、圈梁系统已成我国多层砌体房屋的最重要的抗震构造措施之一[2]。近年来为提高砌体的结构的承载能力或稳定性而又不增大截面尺寸,墙中的构造柱间距已不仅仅设置在房屋墙体转角、边缘部位,而按需要设置在墙体的中间部位。这样的墙体的稳定性和承载力就成为本规范解决的课题之一[3]。其中带构造柱墙的稳定性是按类似带壁柱墙的原则处理的。即把墙中的构造柱当作壁柱,并根据墙中构造柱的设置情况进行了理论分析并提出使用要求。

1、带构造柱墙稳定性推导要点

1)构造柱的纵向配筋率较小,当间距0.9~4.8m,墙厚为240mm时,配筋率均小于0.2%(当构造柱配筋为4φ12,柱距0.9、4.8m时的配筋率分别为0.13%和0.03%)。因此这种墙体的纵向弯曲的影响可按无筋砌体考虑;

2)根据压杆稳定理论,无构造柱和有构造柱纵向变形曲线为(图1~2):

图1 墙体构造间图 图2 墙体失稳临界曲线

(1)

(2)

对两式分别求一阶、二阶导数并根据能量法分析压杆稳定的理论,可推得

(3)

令分别为不设构造柱墙和设构造柱墙的高厚比,可求出设构造柱墙在相同临界荷载下允许高厚比提高系数为

(4)

(5)

式中:mc——允许高厚比的提高系数。

从式(4)可看出,构造柱对墙体允许高厚比的影响大小,随块材强度等级、砌筑砂浆强度等级,以及构造柱的宽度bc、构造柱的间距而变化的。根据工程中常用的各类砌体块材、砂浆强度等级及构造柱的砼强度等级(C15~C20),可求出相应条件下计算高厚比提高系数mc。从式(4)和计算结果看出,随着块材和砂浆等级的提高,mc值降低,这是自然的。因有较高的砌体强度,其弹性模量与砼的弹性模量比()减少,当砌体的弹性模量与砼弹性模量接近或相等时,mc =1,即不提高;另外构造柱间距和截面宽度的比值bc/s也是影响mc的一个重要因素,计算表明当bc/s<1/20时,mc没有明显变化。构造柱宽一般为240mm或180mm,当bc/s=20时,s分别为4.8m或3.6m,最后根据数据分析,得到各种砌体材料时的mc取值:

①对烧结砖(含烧结多孔砖)、蒸压灰砂砖、粉煤灰砖和轻骨料砼小型空心砌块砌体:

(6)

②对砼小型空心砌块、粗骨料、半细料石、毛料石及毛石砌体:

(7)

③按式(6)、(7)计算的计算允许高厚比提高系数mc列于下表:

表—1 计算允许高厚比提高系数mc

公式类别

bc/s

1/20

1/15

1/12

1/10

1/8

1/4

公式(6)

1.075

1.100

1.125

1.150

1.188

1.375

公式(7)

1.050

1.067

1.083

1.100

1.125

1.250

由表可见,当bc/s =1/20时构造柱的作用不大,而当bc/s =1/4,尽管构造柱的影响很大,但考虑到构造柱间距太密,不仅施工较繁,经济效果也因之下降,因此规范规定其范围定为1/20~1/4,其平均的mc值对式(6)对应的材料为1.19,对式(7)对应的材料为1.11。即通过在墙体设置构造柱可使允许高厚比[]提高10%~20%,已接近组合砖砌体构件提高幅度。这是容易理解的,当增大墙中构造柱后不仅增大了其稳定性,而且显著提高了墙体的平面外抗弯能力。

3)若把公式(5)看作构造柱截面面积的放大系数,那么带构造柱墙可看作相应的带壁柱墙。

2、带构造柱墙高厚比验算注意事项

1)按下式验算带构造柱墙的高厚比

(7)

式中h为墙厚。

2)构造柱沿墙方向的宽度(bc)不小于180mm,沿墙厚方向的边长不小于墙厚,主筋不小于4ф12,砼强度等级不应低于C15;

3)当构造柱的截面高度(沿墙厚方向的边长)≥1/30柱高和墙厚,且顶部与横向支承结构(楼、屋盖、大梁等)有可靠连接时,可作为带壁柱墙验算柱间墙的高厚比。这和6.1.2条3款中,当圈梁的截面高度与柱间距之比(b/s)≥1/30时,圈梁可视作壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支点的道理是相同的。前者通过设构造柱减小了墙的长度,后者则减少了柱间墙的高度,这种方法对解决较高和较长的墙体,尤其是砌体隔墙的稳定验算提供了理论依据。砌体规范管理组反馈到不少关于这方面应用的例子;

4)设置构造柱对墙体允许高厚比的提高仅适于正常使用阶段;

5)当利用构造柱提高砌体的承载力,设构造柱墙体的构造应按本规范8.2.8的规定;

6)构造柱应为先砌墙后浇砼柱的施工顺序,并与墙体有可靠的连接。

6.2 一般构造措施

本节共有16条主要根据砌体结构的特点,对砌体结构房屋或构件的耐久性和整体稳定性作出的规定。以下择重点或新条文简介:

一、耐久性措施

为保证砌体结构各部分具有较均衡的耐久性等级,因此对处于受力较大或不利环境条件下的砌体材料,规定了比一般条件下较高的材料等级低限,对使用年限大于50年的砌体结构,其材料耐久性等级应更高。国外发达国家的砌体材料强度等级比我国高得多,自然相应的耐久性等级也高。这两条和原规范的相应条文的要求相比虽然高了一些,但限于国情,提高幅度也不大,这和新规范适当提高砌体结构可靠度的耐久性和可靠度、促进砌体材料向高强发展都是有利的。另外,当多孔块体用于有冻胀的环境时,应采取相应的措施(表6.2.2注1):当蒸压粉煤灰砖用于地面以下或基础时,其强度等级不应低于MU15,并应选用一等砖;蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖不宜用于有侵蚀介质的地基。

二、整体性措施

砌体结构房屋的整体性取决于砌体、砌体构件的整体稳定性及其与非砌体构件连接的可靠程度。砌体和砌体构件的整体稳定性与非砌体构件主要由其间的传力、连接构造,如设置梁垫或垫梁,以及锚固连接等措施保证。

1、填充墙、隔墙与周边构造的连接(6.2.8条、6.2.11条)

通常作为自承重墙的骨架房屋的填充墙及围护墙,除满足稳定和自承重之外,从使用角度,还应具有承受侧向推力、侧向冲击荷载、吊挂荷载以及主体结构的连接约束作用的能力。因此骨架填充墙及围护墙的材料强度等级不宜过低;与骨架或承重结构的连接,应视具体情况,采用柔性连接、半柔性或半刚性连接和刚性连接。对可能有振动或需抗震设防的骨架或结构的填充墙及围护墙宜优先选用柔性或半柔性连接。

砌块墙与后砌隔墙的连接(6.2.11)是保证后砌隔墙稳定性的主要措施,砌块后砌隔墙的厚度多数为90mm非承重砌块砌筑的,因其墙厚较承重砌块墙(通常为190mm厚)薄得多,相应高厚比很大,自然墙体自身的稳定性成为主要矛盾。由于后砌隔墙是按自承重墙设计的,容易忽略它可能要承受来自侧向的推力、撞击或冲击荷载、吊挂荷载以及地震作用,这可能成为后砌隔墙失稳或倒塌的主要原因,而一旦出现隔墙倒塌也会对生命财产造成一定的损失。因此在《建筑抗震设计规范》GB50011的第13.3节规定了建筑非结构构件的基本抗震措施。尽管未专门列出砌块后砌隔墙的连接构造要求,但其原则是完全适用的,说明后砌隔墙与主体结构连接的重要性。本条的连接方式属柔性连接,除便于承重砌块墙体的排块设计外,对调节较长砌块隔墙的变形(砌体干缩或地震作用)有一定的作用。但对较长的隔墙(如超过4m)除本条的连接外,尚应考虑其它增加稳定和防裂的措施。另外,填充墙连接处的抗裂措施也是当今工程中被看作“质量标准”的一个非常重要的内容,应引起足够重视。下面提供两个示例:

①多层和高层房屋悬挑外廊的填充墙,宜与其上部的梁底脱开或设置柔性垫层(图3)。

图3 悬挑外廊填充墙脱开示意图

该例始于一个高层外悬挑梁刚度偏小,填充墙与梁底塞紧,引起底部填充墙因超载(即上部数十层的墙体卸载),产生压曲破坏。

②框架柱与墙的柔性连接(图4)。既解决施工后砌难,又能避免荷载集中引起自承重墙体承载力不足,设计时应控制悬挑板的刚度。

图4 悬挑外夹心墙示意图

2、砌块砌体的组砌搭接要求(6.2.10)

砼砌块与整浇的砼结构不同,砌体是由块体和砂浆组砌而成的,砌体的强度是通过块体和砂浆的共同工作实现的,而砌体中块体必要的搭接长度是保证砌体强度的关键,反之砌体中的材料就形不成整体,受荷后就会过早地出现解体破坏,其受力机理是砌体中块体的错缝搭接(长度)是维持砌体在竖向荷载(或变形)作用下引起的横向变形应力不致产生过早破坏的基本要素或基本构造措施。按砌体基本力学试验方法标准规定,砌体的基本抗压强度试件,其搭接长度为1/2标准块长(对砌块为190mm),它反映了砌体施工中最普遍的组砌方式,而出现搭长为1/4标准块长(对砌块为90mm)的情况在砌体中占的数量很少,考虑到基本试件比实际墙体的边界条件更不利,因此从总体上讲能保证砌体强度的发挥。如不能满足上述的最小搭接长度,采用本条规定的灰缝钢筋网片也能起到类似的作用,包括抗裂约束作用。当承受较大的竖向荷载时,该部位的拉结网片的竖向间距不应大于200mm。

砌块砌体结构房屋的组砌搭接要求,是通过砌块设计时的墙体排列图来保证的,也是砌块结构标通图包括的重要内容,另外砌块砌体分皮错缝搭砌还能保证砌块孔洞上下贯通,是砌块砌体设置竖向钢筋的最重要的结构功能要求。

3、砌体中设置凹槽和管槽的要求

为防止在墙体中任意开凿沟槽埋设管线引起墙体承载力的降低或承载力不足,本规范6.2.14条规定,当无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。这些必要的措施包括允许按规定设置小的凹槽和管槽,而不需计算。而国际标准《无筋砌体结构设计规范》ISO9652-1均有具体规定。

4、夹心墙的构造要求(6.2.15~16)

夹心墙是集承重,保温和装饰于一体的一种墙体,特别适用于寒冷和严寒地区的建筑外墙。国外应用广泛并具有完整的设计和构造规定。我国试验表明[4]按照本规范规定的构造设计的夹心墙具有可靠的建筑结构功能。而保证这些功能的基本要素为墙体的材料、构造方式,包括拉结件的布置及拉结件(筋)的防腐,以及外叶墙的横向支承的间距等。

由内外叶墙和连接这些叶墙的拉结件组成的夹心墙在荷截作用下存在着一定程度的共同工作,国外规范也有相应的计算方法。砌体规范从简化夹心墙的设计仅规定了6.2.15~16条的构造要求。为加深对夹心墙的构造原理的理解,下面简介美国建筑统一规范(UBC)[5]砌体部分中夹心墙设计及构造要求。

1)夹心墙承受的荷载

①每叶墙单独承受作用其上的竖向荷载,即不考虑荷载的相互分配;

②由夹心墙支承的水平构件(如梁、板)产生的重力荷载,应由距该构件中心最近的叶墙承受;绕夹心墙平面外方向的弯距,应按每个叶墙的相对刚度进行分配;

③平行于夹心墙平面的荷载,仅应由受荷载的叶墙承受,不考虑叶墙间的应力传递;

④横向作用于夹心墙平面的荷载,应按所有叶墙的抗弯刚度进行分配。

2)夹心墙的有效厚度

①当夹心墙的两叶墙均受轴向荷载时,每叶墙的有效厚度即为其单叶墙的厚度;

②当仅一个叶墙受轴向荷载时夹心墙的有效厚度,取各叶墙厚度的平方和的开方。

3)夹心墙的拉结件(筋)

①夹心墙单位面积(m2)的钢筋拉结件,对Ф3.8不少于4个,对Ф4.8不少于2.4个;

②拉结件(筋)应沿竖向交错布置,其最大间距,水平为900mm,竖向为600mm,沿洞口周边300mm范围内应附加间距不大于900 mm的拉结件,允许灰缝钢筋网片的横向钢筋作拉结件,但其间距不大于400mm;允许用矩形或Z形拉结件拉结任何块体;

③拉结件应具有足够的长度,以连接(咬合)所有墙片,拉结件在叶墙上的部分应全部埋入砂浆或混凝土中。拉结件的端部应弯折90度,其弯折端的长度不小于50 mm。在叶墙间未埋入砂深或混凝土中的拉结件,应为每端咬合于每个叶墙的单独构件;

④拉结件应能将横向荷载从一叶墙传到另一叶墙;

⑤拉结件或网片应作防腐处理。国外采用重镀锌或不锈钢拉结件;

⑥拉结件和灰缝钢筋的保护层,其最小保护层厚度不小于16mm,墙体和灰缝钢筋间的砂浆或混凝土厚度不小于3mm。

4)夹心墙的横向支承

①夹心墙的横向支承可由交叉墙、墙、壁柱提供;当竖向跨越时,可由楼盖、梁或屋盖提供。梁的横向支承间的净距不应大于其受压截面最小宽度的32倍;

②美国规范未明确夹心墙外叶墙的横向支承高度。而国际标准《无筋砌体结构设计规范》ISO9652-1,明确规定夹心墙外叶墙的横向支承间距不大于12m或100倍 的外叶墙的厚度;

5)夹层宽度大于100mm的夹心墙

规范中规定的夹心墙的夹层厚度不应大于100mm及金属拉结件的规格、数量及间距,是基于过去的经验确定的。当夹层大于100mm时,必须在墙的拉结件设计时,考虑压屈、抗拉、拔出和荷载分布等因素。美混凝土协会和加拿大标准协会已提出了宽夹心墙的建议。

6)夹心墙裂缝控制

夹心墙与一般外墙有两点不同,一是内外叶墙承受力的荷载不同,前者要比后者大得多,因而在竖向有着较大的变形差,也是引起这种墙体开裂的重要原因;二是外叶墙处在室外不利环境中,对内墙提供保护,这也是外叶墙易开裂的另一个原因,国外有专门考虑内外叶墙差异变形的连接构造,如可调拉结件及沿竖向分布的水平控制缝等措施。

7)本规范夹心墙拉结件的设置,从直径、间距及洞口周边附加拉结件的要求均较UBC的规定更严。如我国砌体规范规定的最大横向支点距离,对6度、7度及8度区,分别为9m、6m和3m,即近似于3层、2层和一个楼层。夹心墙的构造示于图5中。夹心墙横向支承圈梁节能构造示于图6。

a) 拉结件布置 b) 外叶墙的横向支承

(a)矩形 (b)Z形 (c)焊接网片

c) 拉结件型式

图5 夹心墙结构构造

注:图中括号内数字仅用于砼砌块

防止屋面渗漏,南方刚加设屋面隔热及通风层;

②外表浅色处理,外墙、屋盖刷白色,可使其内表面降温,隔热指标可显著提高;

③严格控制块体材料的上墙含水率。

2)“放”,即采用适当措施,允许屋面或墙体在一定程度上自由伸缩,如屋面设置伸缩缝、滑动层、墙体设置控制缝等,都能有效的降低温度或干缩变形应力。

3)“抗”,即通过构造措施,如设置圈梁、构造柱、芯柱、提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,以减少墙体变形、减少裂缝。是砌体房屋普遍采用的抗裂构构造措施。但是这些措施的效果如何,以及用何种方法对已开裂墙体的修补最有效,下面给出我国最近的研究成果[6],供参考:

①提高砌体材料强度等级,不是最有效的防裂措施。

②芯柱或构造柱加圈梁能加强整体性,提高抗裂能力。

③在关键部位和易裂部位,或已开裂部位采取下列措施有显著效果;

a、玻璃纤维砂浆能提高墙体的抗裂能力两倍。

b、玻璃丝网格布砂浆加芯柱可使墙片的抗裂能力提高3倍。

c、玻璃网格布砂浆抹面的砌块墙的初开荷载可提高1倍。

d、开洞墙片设芯柱和钢筋砼带形成的封闭框架式的墙体的抗裂能力可提高33%~100%。

e、增加芯柱对门窗洞口的墙体抗裂最有效;增加芯柱的墙片温度应力降低21%,而用玻璃网布砂浆后使墙片温度应力减少18%。

④使用高弹涂料也能有效的保护已开裂的墙体不受外界浸蚀。

二、防止温度变化和砌体干缩变形引起的砌体房屋顶层墙体开裂的措施

为防止或减轻由于混凝土屋盖和墙体间的温差变形和墙体干缩变形引起的顶层墙体的开裂,可根据具体情况采取或选择下列措施:

1、根据砌体房屋墙体材料和建筑体型、屋面构造选择适合的温度伸缩区段(规范表6—3—1)。表中对于干缩性较大的材料:石砌体、砼小型砌块砌体房屋的最大伸缩缝间距宜为烧结类块体材料的砌体伸缩缝间距的0.8倍。

2、屋面应设置有效的保温层或隔热层。

3、采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖或瓦材屋盖。

4、屋面保温层或屋面刚性面层及砂浆找平层设置分隔缝,其间距不大于6m,并与女儿墙隔开,缝宽不小于30mm。

5、在屋盖的适当部位设置分割缝,间距不宜大于20m(图8)。

6、当现浇混凝土挑檐或坡屋顶的长度大于12m,宜沿纵向设置分隔缝或沿坡顶脊部设置分隔缝,缝宽不小于20mm,缝内应用防水弹性材料嵌填(图9)。

7、当房屋进深较大时,在沿女儿墙内侧的现浇板处设置局部分割缝,缝宽不小于20mm,缝内应用防水弹性材料嵌填(图10)。

8、在混凝土屋面板与墙体圈梁间设置滑动层。滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片;对较长的纵墙可只在两端的2-3个开间内设置,对横墙可只在其两端各1/4墙长范围内设置。

9、顶层屋面板下设置现浇混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内适当配置水平钢筋。

10、顶层挑梁与圈梁拉通。当不能拉通时,在挑梁末端下墙体内设置3道焊接钢筋网片或2Φ6钢筋,其从挑梁末端伸入两边墙体不小于1000mm(规范图6.3.2)。

11、在顶层门窗洞口过梁上的水平灰缝内设置2-3道焊接钢筋网片或2Φ6钢筋,并应伸入过梁两端墙内不小于600mm。

12、顶层墙体内适当增设构造柱。

13、女儿墙应设构造柱,其间距不大于4m,构造柱应伸入女儿墙顶,并与现浇混凝土压顶梁浇在一起。

三、防止或减轻房屋其它有关部位墙体开裂的构造措施

根据砌体材料、结构形式选择或采用下列构造措施:

(一)增强砌体抗裂能力的措施

1、设置基础圈梁或增加其刚度。

2、在底层窗台下砌体灰缝中设置3道2Φ4焊接钢筋网片或2Φ6钢筋;或采用现浇混凝土配筋带或窗台板,灰缝钢筋或配筋带不少于3Φ8并应伸入窗间墙内不小于600mm。

3、在墙体转角和纵横墙交接处沿竖向设置拉结钢筋或钢筋网片。对砖砌体拉结筋的数量每120mm厚墙不少于1Φ6,竖向间距不大于500mm;对砌块砌体拉结网片不小于2Φ4,竖向间距不大于600mm。拉结钢筋和钢筋网片埋入砌体的长度,从转角墙或交接墙内侧算起每边不小于600mm。

4、对灰砂砖、粉煤砖砌体房屋尚宜在下列部位加强:

1)在各层门窗过梁上方的水平灰缝内及窗下第一和第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或2Φ6钢筋,其伸入两边窗间墙内不小于600mm。

2)当实体墙的长度大于5m,在每层墙高中部设置2~3道焊接钢筋网片或3Φ6的通长水平钢筋,其竖向间距为500mm。

5、对混凝土砌块砌体房屋尚宜在下列部位加强:

1)在门窗洞口两侧不少于一个洞口中设置不小于1Φ12钢筋,钢筋应在楼层圈梁或基础梁锚固,并采用不低于Cb20混凝土灌实;

2)在顶层和底层设置通长钢筋混凝土窗台梁,窗台梁的高度宜为块高的模数,纵筋不少于4Φ10,箍筋Φ6@200、C20混凝土,其它各层门窗过梁上方及窗台下的配筋要求,宜符合本节4.1)的要求;

3)对实体墙的长度大于5m的砌块,沿墙高400mm配置不小于2Φ4通长焊接网片,网片横向钢筋的间距为200mm,直径同主筋。

4)在门窗洞口两边墙体的水平灰缝中,设置长度不小于900mm,竖向间距为400mm的2Φ4焊接网片。

6、灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆,混凝土砌块应采用专用砂浆,其强度等级不宜低于Mb10。

(二)在墙体中设置竖向控制缝(图11)

本措施可用于所有材料的砌体,但更适于干缩变形较大的灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块等砌体结构的裂缝控制,房屋墙体控制缝设置的位置和间距可按下列规定采用:

1、在建筑物墙体高度或厚度突然变化处,在门窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;并宜在房屋阴角处设置控制缝;

2、对3层以下的房屋,应沿墙体的全高设置,对大于3层的房屋,可仅在建筑物的1~2层和顶层墙体的上列部位设置;

3、控制缝在楼、屋盖的圈梁处可不贯通,但在该部位圈梁外侧宜留宽度和深度均为12mm的槽作成假缝,以控制可预料的裂缝;

4、控制缝的间距不宜大于9m;落地门窗口上缘与同层顶部圈梁下皮之间距离小于600mm者可视为控制缝;建筑物尽端开间内不宜设置控制缝;

5、控制缝可作成隐式,与墙体的灰缝相一致,控制缝的宽度宜通过计算,且不宜大于12mm。控制缝应用弹性密封材料填缝。

a)预制板屋盖分割缝 b)现浇板屋盖分割缝

图8 屋盖分割缝

a) 女儿墙分割缝

b) 坡屋顶分割缝

图9 女儿墙、坡屋顶分割缝

图10 沿女儿墙屋盖处局部分割缝

图11 在墙体中设置竖向控制缝

参考文献

1.施楚贤.砌体结构理论与设计.中国建工出版社,1992

2.建筑抗震设计规范.GBJ11-89/GB50011-2001

3.刘立新等.带构造柱墙的高厚比验算.世纪之交砌体结构的新发展—99′全国砌体结构学术论文集.杭州,1999.9

4.唐岱新等.空腔墙结构性能研究. 现代砌体结构.2000年全国砌体结构学术会议论文集.中国建工出版社,2000.12

5.Masonry codes and specifications,1994 UBC—Masonry

6.翟希梅.砌块空腔墙体与约束配筋砌块结构的抗震性能研究.哈尔滨工业大学.工学博士论文,2001.6

砌体结构篇7

【关键词】砌体结构;墙体裂缝;预防与处理

一、砌体结构墙体裂缝产生的主要原因

1.地基不均匀沉降引起的墙体裂缝

由于地质勘探不利,没有搞清地基土层情况,很容易引起地基的不均匀沉降。当房屋中部的下沉值较两端大时,形成正向弯曲而造成正八字缝;房屋中部的下沉值较两端小时,其形成反向弯曲而造成倒八字缝。这种情况与第一种情况正好相反;当房屋一端地基较弱,建筑物一端较高或荷载较大时,造成一端沉降大而出现斜裂缝;当房屋出现正八字缝和倒八字缝时,若房屋的刚度较弱, 随着沉降的加剧,会在八字缝的中间出现一些竖向裂缝,一般是由砌体内的主拉应力大于砌体的抗拉强度引起的。

2.温度引起的墙体裂缝

这类裂缝比较容易出现在墙体与其它构件接触的地方,比如,墙体与圈梁的交接处。这是因为,由于混凝土的线膨胀系数与普通砖砌体的线膨胀系数有相当大的差别,在相同温差下,混凝土的伸缩要比砖砌体大1 倍左右。所以当温度变化较大时,容易产生裂缝。除了以上情况之外,局部荷载过大、施工工艺与施工方法等也可能引起墙体的裂缝产生。

二、现行规范抗裂措施

规范引入的防止或减轻墙体开裂的主要措施,是基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”的原则。

“防”,即以适当的屋面构造处理,减小屋盖与墙体的温差、减小屋盖与墙体的变形,效果最佳。通常采取的措施包括:保证屋面保温层的性能,采用低含水或憎水保温材料,防止屋面渗漏,南方则加设屋面隔热及通风层;外表浅色处理,外墙、屋盖刷白色,可使其内表面降温,隔热指标可显著提高;严格控制块体材料的上墙含水率。

“放”,即采用适当措施,允许屋面或墙体在一定程度上自由伸缩,如屋面设置伸缩缝、滑动层,墙体设置控制缝等,都能有效地降低温度或干缩变形应力。

“抗”,即通过构造措施,如设置圈梁、构造柱、芯柱、提高砌体强度,加强墙体的整体性和抗裂能力,以减小墙体变形、减少裂缝,这是砌体房屋普遍采用的抗裂构造措施。

三、砌体结构开裂的预防措施及处理加固方法

1.结构开裂的预防措施

砌体结构由于自身的特点,一旦出现了裂缝,处理起来比较困难的。有的即便进行了加固,也不能完全恢复其本来面貌。因此砌体结构的裂缝问题,应着眼于预防,把症害消灭在发生之前。长期以来人们一直在寻求控制砌体结构裂缝的实用方法,并根据裂缝的性质及影响因素有针对性的提出一些预防和控制裂缝的措施。从防止裂缝的概念上,形象地引出“防”、“放”、“抗”相结合的构想。

2.温度变化引起的墙体开裂

防止主要由温度变化引起的砌体结构开裂,宜采取下列措施:

(1)当采用整体式或装配式的钢筋混凝土屋盖时,宜在屋盖上设置保温层或隔热层;

(2)在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30m;

(3)当采用现浇砼挑檐的长度大于12m时,宜设置分隔缝,分隔缝的宽度不应小于20mm,缝内用弹性油膏嵌缝;

(4)建筑物温度伸缩缝的间距应满足现行《砌体结构设计规范》的规定,控 制缝宜在建筑物墙体的适当部位设置,控制缝的间距不宜大于30m。

3.墙体材料的干缩引起的开裂

防止主要由墙体材料的干缩引起的裂缝可采用下列措施:

(1)选用干缩值低的墙材。控制砌墙时材料的含水量(先让材料干缩后砌墙)。采用低强度砂浆和长度小的砖块,可以避免砖块的断裂,并将细小裂缝均匀分散到各个垂直的灰缝隙中,避免变形和应力集中,累加出现大裂缝。

(2)面积较大的墙体采用在墙体内增设构造粱柱的构造措施。如墙体长度超过5m,可在中间设置钢筋混凝土构造柱;当墙体高度超过3m(≤120厚墙)或4m(≥180厚墙)时,须在墙中腰处增设钢筋混凝土腰梁。或设置伸缩缝。

(3)严格控制以胶凝材料为原料的砌块的龄期,不足28d的不应进入施工现场。如混凝土制品,有资料反映,如果以90d的干燥收缩值为基准,28d的只完成收缩的80%左右。而且这类砌块,28d前含水率大,物理化学变形不稳定,干燥收缩值大,特别是蒸压加气混凝土,出厂含水率有时高达60%以上。

(4)正确掌握各种砌块使用时的含水率。《规范》规定,轻集料混凝土空心砌块和蒸压灰砂加气混凝土砌块、蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑时的含水率分别控制为5%~8%和15%、20%以内。因而砌体在生产储存期、运输、现场堆放等均要防止被水浸湿,雨季还应做好对砌块和砌体的遮盖。施工时,一般提前1~2d洒水稍作湿润。砌块含水深度以表层8mm~10m m为宜。

(5)除了以上措施外,还可对砌体结构本身采取以下构造措施:

①设置控制缝。控制缝的设置位置:在墙的高度突然变化处设置竖向控制缝;在墙的厚度突然变化处设置竖向控制缝;在不大于离相交墙或转角墙允许接缝距离之半设置竖向控制缝;在门、窗洞口的一侧或两侧设置竖向控制缝;竖向控制缝,对3层以下的房屋,应沿房屋墙体的全高设置;对大于3层的房屋,可仅在建筑物1~2层和顶层墙体的上述位置设置;控制缝在楼、屋盖处可不贯通。

②设置灰缝钢筋。在墙洞口上、下的第一道和第二道灰缝,钢筋伸入洞口每侧长度不应小于600mm;在楼盖标高以上,屋盖标高以下的第二或第三道灰缝,和靠近墙顶的部位;灰缝钢筋的间距不大于600mm;灰缝钢筋距楼、屋盖砼圈梁或配筋带的距离不大于600mm。

4.结构开裂加固补强

砖砌体结构一旦出现了裂缝,应首先分析裂缝产生的主要原因,在弄清情况的基础上,迅速采取有效措施,尽可能消除引起裂缝的因素。针对裂缝发生的原因、部位、严重程度,对裂缝进行加固与修复。常见的方法有以下几种:

(1)压力灌浆补缝法。此法是由灰浆泵把水玻璃胶泥或掺有其他胶结材料的水泥砂浆,水泥浆灌入裂缝内,把砌体重新胶结成为整体。

(2)局部锚固法。此法沿裂缝走向,每隔一定的距离,埋入水平钢筋或预制钢筋混凝土块或加设拉条,象缝衣服一样,把裂成两块的砖墙重新结合在一起,或拆掉一段重砌。

(3)外包加固法。对裂缝较多又不规则,像“十”字形、“X”形交叉裂缝的砖砌体,更适宜此法。

(4)整体加固法。前面所说的三种加固方法,一般只能加固建筑物的某个局部位置,对加强整个建筑物的整体性收效不大。尤其对上个世纪六七十年代、乃至八十年代的砌体结构房屋来说,根本没有采用抗震措施或抗震标准偏低,对这类建筑的裂缝加固处理,我们应该做到一步到位,即在修补其裂缝的同时,还要保证或提高房屋的整体刚度。整体加固法包括钢拉杆加固法和钢腰箍及拉杆加固法,前者指在每层楼板或屋盖下面纵横墙交接处设置钢拉杆,将外墙与整个建筑物拉在一起;后者指在前者的基础上,外墙增加钢腰箍。

四、结语

砌体裂缝作为建筑物的常见病号问题,因此要从设计和施工等多方面来对待,这样也能有效预防砌体结构的开裂问题,若是对已经存在的砌体结构房屋的施工必须做好调查工作,及时的采取加固处理措施。

参考文献

[1]史兆福; 程权.关于建筑工程砌块结构墙体裂缝处理方法的论述[J]江西建材. 2014(03).

[2]申毅,浅谈砌体结构房屋产生裂缝的处理方法[J]科技与企业.2012(18).

作者简介:

刘小班,男(1986.6),河南郑州,身份证号: 410122198606237413;

砌体结构篇8

关键词:温度裂缝;线膨胀系数;温差;隔热保温层;

Abstract: The cracking is the main and one of the most difficult issues in masonry structure quality. When the temperature changes to a larger extent, the temperature difference will produce the stress and deformation. The cracking of masonry structure level temperature not only affects the appearance, but also the service life of the using function of building. The paper conducts an analysis of the causes of temperature cracking in masonry structure wall and puts forward the corresponding prevention methods, all of which is for reference.

Keywords: temperature cracking; linear expansion coefficient; temperature difference; thermal insulation layer;

中图分类号:TU973+.16 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)

1、工程概况

全椒县方圆公司工程5#、7#住宅楼系底部二层框架,上部砖混结构,带坡顶阁楼住宅楼,该工程于2002年6月竣工。交房后发现阁楼大老虎窗拱顶下部墙体有水平裂缝,裂缝最大宽度为0.9,大多为老虎窗拱顶卧梁下沿砖与梁交接近的水平缝,裂缝均为抹灰层开裂,凿开抹灰层查看,裂缝未贯通至砖砌体及灰缝,结构无损坏现象,裂缝处抹灰层有空鼓及与墙体粘结较好两种情况。对以上裂缝情况,我们着手研究这些裂缝及同类裂缝产生的原因及形成机理,并给出相应的防范和处理措施。

2、温度裂缝产生的原因分析

对于砖砌体的结构,砖砌体的线澎胀系数5×16-6,是混凝土的一半。当外界温度升高时,混凝土顶盖变形大,墙体变形相对为较小,导致砖砌体和混凝土屋盖之间产生约束应力。使屋盖受压,墙体受拉、受剪。当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。

该工程的构造措施:a)、采用现浇楼面.b)、凡建筑总长度超过55米以上按规定设置温度伸缩缝。c)、建筑物的圈梁隔层设置,构造柱于房四角、楼梯间四角各户住宅阳台伸出处设置。砖墙与构造设拉结,在柱内预埋2φ6钢筋,砌入砖墙灰缝内500,墙高每8皮砖(500)设置。承重外墙转角及纵横墙接处,当未设构造柱时沿墙高500在灰缝内配置2φ6钢筋,砌入墙灰缝内500。填充墙与承重墙或柱交接处,沿墙高1米设置2φ6钢筋,砌入砖墙灰缝内500MM。结合工程构造措施。根据裂缝形态以及裂缝出现部位可判断:裂缝主要由温度的变化引起。

钢筋砼屋盖受到太阳光辐射的面积比砖砌体大得多,接受太阳光照射的时间比其它任何部位都长,而钢筋砼屋盖的阻热能力比砖砌体差得多;这样,屋面板顶面温度比底面温度变化更剧烈,即室外温度场变化较快,室内温度较稳定,变化较均匀,屋面板与墙的相对温度差在顶板内引起压应力,接触面上产生剪应力,墙体产生水平拉应力,该拉力数量较小,不致引起竖向裂缝,但可加重剪力引起的斜裂缝。当屋面板与墙顶的自由差异变形较大时,通过摩擦阻力,使墙内主拉应力达到一定数量(抗拉强度)之后,便引起主拉应力斜裂缝或剪应力水平裂缝。又因纵横墙不能自由伸缩,其始终受屋面板的反作用而处于受剪及受拉状态,当主拉应力大于砖砌体的抗剪强度时,必然在墙体薄弱的灰缝处产生水平或八字形的裂缝。

因此,从本例中裂缝原因分析得知:当气温升高后屋面板伸长对外墙产生水平推力,使窗台部位的墙体内侧向外扩展,外墙在水平推力作用下发生侧面弯曲而导致开裂。

3、温度裂缝的种类及成因

3.1内外纵墙和横墙上的“八”字形裂缝

这种裂缝多出现在每片墙体的端部,而且集中出现有门窗洞口的角部,呈“八”字形.当温度升高时,屋面板伸长比相应砖墙伸长大,使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪.拉应力和剪应力的房屋平面中间为零,两端最大的分布情况决定了“八”字裂缝多出现在墙体的两端部位。屋面保温隔热层的质量越差,屋面板和墙体之间的相对变形就越大。裂缝越大,裂缝越明显。内纵墙和横墙在室内,与屋面板之间的温差比相应的外纵墙和山墙与屋面板之间的温差大,所以屋内墙体裂缝比外墙重。

3.2屋面板下面外墙的水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝

这种裂缝出现在屋面板底部。顶层圈梁底部墙体,门过梁上口部墙体,裂缝有时贯通墙厚.升温时屋面板对顶层圈梁及墙体产生推力,降温时,屋面板对墙体产生拉力,墙体因抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致开裂.

3.3女儿墙裂缝

女儿墙建成后容易发生侧向弯曲,如儿墙的根部和平屋、顶面层交接处,墙体外凸或女儿墙外倾,造成女儿墙开裂.形成这种现象的主要原因是:钢筋混凝土屋盖和屋面水泥砂浆面层在气温升高后的伸长比砖墙大,砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长,因此屋盖结构和砂浆面层伸长,对墙体产生推力,导致女儿墙墙体开裂.温差越大,房屋越长,面层砂浆越厚,这种推力越大,墙体开裂就越严重。

4、温度裂缝的防治及预防措施

4.1设计措施

a)根据《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)第6.3.1条规定,砖砌体当为整体式或装配整体式钢筋混凝土结构的有保温层或隔热层时,屋面伸缩缝最大大间距为50米,设计时伸缩缝设置间距尽量不要达到上限。

b)顶层屋面板下设置钢筋混凝土圈梁,并沿内外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋.女儿墙应设构造柱,构造柱间距不应大于4米,构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋砼压顶整浇在一起.顶层及女儿墙砂浆强度不低于M5。

c)在钢筋砼屋面板与墙体圈梁的接触面设置水平滑动层,滑动层可采用滑石粉、橡胶片、沥青油毡、白铁皮等。圈梁设于滑动层下,能控制圈梁与顶板之间的可能微动但不大动。

d)设置隔热保温层,防水层做在保温层下或两层保温层之间。防水层通常的做法是设置在顶面,易老化,黑色的防水层受光照射后,温度可上升到70C0以上.不仅造成屋面板与顶层墙体温差加大,而且引起防水层下的找平层剧烈伸缩而拉裂。

e)当房屋长高比较大,房屋空间较宽敞,窗户宽度大于1500时,应在窗台下二皮砖处设2Φ6钢筋砖砌体,可防止窗台下“八”字形温度变形缝和水平裂缝;在房屋两端单元1-2个开间的内外纵墙,窗台下二皮砖处设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封闭箍,防止窗口斜裂缝、对角裂缝、竖向裂缝产生。

4.2施工措施

a)提高顶层墙体的砌筑砂浆强度等级,以增强砌体刚度和抗剪能力,保证砂浆质量,使水平灰缝和竖缝的砂浆饱满度符合规范要求,以增强墙体的抗剪能力.冬季施工时,应按常温下提高一级混合砂浆标号,提高砖砌体强度。

b)保证隔热保温层的施工质量。隔热层效果不佳的结构中,墙体经常出现八字形裂缝和水平裂缝.选择合适的屋面板施工季节,屋面施工完毕后应立即施工保温层隔热层,前后时间不能太长,特别是间隔夏、冬季后会产生很大的温差,因此要做到合理的安排施工。屋面施工尽量避开高温季节,防止前后温差变化过大带来不利影响。

c)设置后浇带,当现浇钢筋砼屋面超过一定长度时,可在适当位置设置后浇带,或分断间隔浇注砼以减小混凝土收缩变形引起的内力。

5、温度裂缝治理措施

温度裂缝一般要经过一个冬夏之后,才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度也随着温度的变化而略有变化。签定裂缝是否稳定的方法:可在裂缝内嵌抹水泥浆或玻璃纸经过一段时间观察,如果嵌抹水泥浆或玻璃纸形态完整无损,说明裂缝已趋于稳定,不会再有发展。裂缝稳定以后,根据裂缝情况作相应处理。

当细小裂缝不影响使用时可不处理。当裂缝造成墙面渗水,可采用嵌补密封胶或水泥浆处理。

当裂缝较多且贯穿墙厚,影响美观和正常使用,给用户造成不安全感时,可在裂缝墙体两侧用Ф4 @200或Ф6 @200钢筋网片,两侧网片用拉结钢筋固定后,用1:1水泥砂浆进行外部抹面处理。

参考文献:

1.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

2.《砌体结构设计规范》GB50003-2001

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