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【論文摘要】總結(jié)分析了受力裂縫及非受力裂縫的不同狀態(tài)及產(chǎn)生原因,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)提出控制裂縫的措施。
1簡(jiǎn)介
磚石材料是房屋建筑中采用較廣泛而經(jīng)濟(jì)的地方材料,因?qū)幭漠?dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境及條件,砌體結(jié)構(gòu)在寧夏的建筑工程中使用的很多。磚石材料具有良好的耐火性,材料便宜,方便取得,施工工藝簡(jiǎn)單,工期短等優(yōu)點(diǎn)。但砌體結(jié)構(gòu)也存在一定的缺點(diǎn),裂縫就是其中較為嚴(yán)重的問題,磚砌體出現(xiàn)裂縫,輕者影響外形美觀和使用功能,損害結(jié)構(gòu)整體性,降低工程壽命,重者使建筑失去使用價(jià)值,甚至倒塌。
2裂縫的類型及成因
產(chǎn)生砌體結(jié)構(gòu)裂縫的原因很多,如不均勻沉降、溫度變化導(dǎo)致的熱脹冷縮、干縮變形等,或是各種因素的綜合作用結(jié)果。按裂縫的成因,墻體裂縫可分為受力裂縫和非受力裂縫兩大類。各種直接荷載作用下,墻體產(chǎn)生的裂縫稱為受力裂縫,而砌體因收縮、溫度、濕度變化、地基沉陷不均勻等引起的裂縫是非受力裂縫,又稱為變形裂縫。
2.1受力裂縫受力裂縫的產(chǎn)生主要是砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中墻體在外荷載作用下的承載力沒達(dá)到規(guī)范所要求的強(qiáng)度,墻體由于外荷載產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過了墻體自身可承受的極限而開裂。受力裂縫破壞基本上分為受壓、受拉、受彎和受剪破壞:①受拉破壞時(shí)裂縫成豎向平行分布。②受拉破壞時(shí)可分為沿齒縫開裂和沿墻面垂直開裂。當(dāng)磚塊的強(qiáng)度等級(jí)較高而砂漿的強(qiáng)度較低時(shí),磚體的抗拉強(qiáng)度大于該切向的粘結(jié)強(qiáng)度,砌體沿著與砂漿的交接面處處形成齒狀裂縫,墻體開裂破壞。反之,磚體的抗拉強(qiáng)度小于交接面處的粘結(jié)強(qiáng)度,易形成自上而下貫穿墻體的垂直裂縫,墻體開裂。③受彎裂縫破壞與受拉相似。④砌體局部受壓是常見的一種受力狀態(tài),如基礎(chǔ)頂面的墻、柱的支撐處,梁或屋架端部的支撐處。
2.2非受力裂縫非受力裂縫又分為溫度裂縫及基礎(chǔ)不均勻沉降裂縫等。
2.2.1溫度裂縫溫度裂縫產(chǎn)生機(jī)理:對(duì)于磚砌體結(jié)構(gòu),混凝土由于溫度改變而引起的變化是砌體的兩倍。當(dāng)外界溫度升高時(shí),混凝土頂蓋變形大,墻體變形相對(duì)較小,導(dǎo)致磚砌體和混凝土屋蓋之間產(chǎn)生約束應(yīng)力。使屋蓋受壓,墻體受拉、受剪。當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí),墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。
2.2.2斜裂縫常見于建筑物頂層兩端內(nèi)外縱墻門窗洞的上下角上,對(duì)稱產(chǎn)生,呈八字形,向下一層的斜裂縫比頂層裂縫小。這主要是由于屋面變形受到墻體的約束,屋面板對(duì)墻體頂端產(chǎn)生水平推力,使墻體與屋蓋的接觸面受剪。而剪力與屋蓋挑檐或女兒墻的垂直壓力構(gòu)成了墻體雙向應(yīng)力,當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體的抗拉強(qiáng)度時(shí),墻體便開裂。沿墻體分布的剪力大致為兩端大,中間小,由于端部正應(yīng)力小,其主拉應(yīng)力接近于剪應(yīng)力,使橫墻及內(nèi)外縱墻端部出現(xiàn)八字形裂縫。
2.2.3豎向裂縫常見于門窗間墻上,情況嚴(yán)重的還會(huì)延至以下幾層,甚至出現(xiàn)貫通房屋全高的豎向裂縫。這是因?yàn)閺奈萆w傳給墻體的主拉應(yīng)力,在門窗洞口處約為平均應(yīng)力的兩倍,窗間墻一般比較薄弱,當(dāng)窗過梁擱置在窗間墻的兩端,擱置處受過梁傳來的局部壓力較大,過梁在熱脹冷縮的作用下,引起窗間墻受拉、受剪的動(dòng)力較大,易產(chǎn)生垂直豎向裂縫。
2.2.4水平裂縫常發(fā)生在頂屋圈梁下的水平磚縫中,有的在建筑四角形成包角裂縫,即會(huì)在兩端間四周墻上有一圈水平裂縫。當(dāng)縱墻門窗洞口多時(shí),水平裂縫常發(fā)生在門窗洞口上的磚縫中。以上兩種裂縫是由于屋蓋的熱脹冷縮作用,墻體內(nèi)產(chǎn)生水平軸壓力和偏心彎矩,當(dāng)應(yīng)力大于砌體的拉力時(shí),在薄弱的水平磚縫中就會(huì)產(chǎn)生水平裂縫。
2.3地基不均勻沉降裂縫地基不均勻沉降的裂縫的形態(tài)是多種多樣的,有的裂縫尚隨時(shí)間長(zhǎng)期變化,裂縫較寬。沉降大處地基會(huì)產(chǎn)生局部凹陷,此時(shí)其上部荷載只能由磚砌體承擔(dān),則磚砌體上產(chǎn)生了附加拉力和剪力,當(dāng)該應(yīng)力大于磚砌體的承載能力時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂縫。這類裂縫大多會(huì)發(fā)生在底層,在頂層大量的豎向裂縫或接近豎向裂縫,在底層多數(shù)為斜裂縫。
2.3.1斜裂縫常見于房屋底部,通過門窗口,與地面成45°角,少數(shù)有可能向上延伸到二層。這類破壞可近似的按彎曲破壞進(jìn)行分析,如建筑中部沉降大,而端部沉降小,使建筑物產(chǎn)生正彎矩,結(jié)構(gòu)中下部受拉,端部受剪,墻體由于剪力形成的主拉應(yīng)力破裂。
2.3.2豎向裂縫常見于底層窗下墻的中部,裂縫上端寬下端細(xì)。原因是窗下墻兩端在窗間墻上部的集中荷載作用下,使窗下墻的兩端受的壓力大,地基壓縮下降量大,而中部向上彎曲,產(chǎn)生彎曲裂縫。
2.3.3水平裂縫窗間墻上下沿灰縫常出現(xiàn)水平裂縫,沉降大的一端,在窗間墻的下面灰縫中產(chǎn)生水平裂縫,沉降小的一端水平裂縫在窗間墻的上面。究其原因,建筑物沉降單元上部受到阻力作用時(shí),使窗間墻承受較大的剪應(yīng)力,當(dāng)剪應(yīng)力大于砌體的抗剪強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生裂縫。
3裂縫的控制措施
大量工程實(shí)踐表明,控制裂縫應(yīng)該防患于未然,特別是在設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮如何預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。磚砌體由于本身的特點(diǎn),對(duì)于不均勻沉降和溫度應(yīng)力都很敏感,一旦出現(xiàn)了裂縫就無法嚙合,當(dāng)危及到安全時(shí)還要采取加固措施,既影響美觀又影響使用,有的即使進(jìn)行了加固也不能恢復(fù)其本來面貌,因此對(duì)磚砌體的裂縫問題,應(yīng)著眼于預(yù)防,把癥害消除在發(fā)生之前。根據(jù)以上分析,提出以下幾點(diǎn)預(yù)防措施:①為增強(qiáng)外縱墻及內(nèi)縱墻的抗剪及抗拉能力,控制裂縫出現(xiàn),外縱墻厚度宜采取370mm,內(nèi)縱墻厚度宜采取240mm,增加墻的厚度后,圈梁和構(gòu)造柱仍占一磚墻厚,使圈梁和構(gòu)造柱不暴露在大氣中,有利于控制溫度應(yīng)力引起的墻體裂縫。②在現(xiàn)澆屋蓋部分及現(xiàn)澆挑檐,每隔15米左右設(shè)后澆縫一道,縫寬600~800mm,縫內(nèi)混凝土斷開,鋼筋不斷,待主體結(jié)構(gòu)完成需做保溫層前,再灌注混凝土,混凝土強(qiáng)度提高一級(jí),并加膨脹劑。磚混結(jié)構(gòu)頂層墻體裂縫早已引起人們關(guān)注,實(shí)踐證明,采取和不采取預(yù)防措施截然不同,一般采取措施后不再出現(xiàn)裂縫,而且預(yù)防裂縫方法簡(jiǎn)單,施工方便,增加工程造價(jià)不多,效果顯著。
4加固處理方法
采取砌體灰縫中嵌筋法:將裂縫墻體灰縫剔除,用空壓機(jī)吹掃干凈灰縫,用結(jié)構(gòu)膠將φ6鋼筋嵌入灰縫中,外抹水泥砂漿保護(hù)層,可有效抑制墻體裂縫達(dá)2倍以上強(qiáng)度。此方法施工簡(jiǎn)單且有效提高了磚砌體抗裂縫能力。砌體墻外貼鋼筋網(wǎng)片,噴射細(xì)石混凝土,增加磚砌體整體剛度,抑制裂縫發(fā)展,但此方法施工工藝復(fù)雜,施工作業(yè)面大,施工周期長(zhǎng)。綜上所述,施工中應(yīng)采取多種方法結(jié)合的措施減少溫度縫的產(chǎn)生,產(chǎn)生裂縫后可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。
關(guān)鍵詞:砌體 結(jié)構(gòu) 研究
砌體結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展歷史
1.1砌體結(jié)構(gòu)的概念
由磚、石、或者各種砌塊用膠結(jié)材料砌筑而成的結(jié)構(gòu),成為砌體結(jié)構(gòu)。
古人類自從山洞、叢林中移居出來后,就開始學(xué)習(xí)和使用砌體用來搭建房舍、構(gòu)筑圍墻,像西安的大雁塔、河北省的趙州橋是古代勞動(dòng)人民勤勞與智慧的結(jié)晶,也是應(yīng)用砌體結(jié)構(gòu)的典范,遺存至今的古城墻也是砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)用的杰作。
1.2砌體結(jié)構(gòu)的種類
按照不同的分類方法,砌體結(jié)構(gòu)可以有若干不同的種類:按照使用材料的不同,可以分為磚砌體、石砌體、砌塊砌體;按照砌筑型式可以分為實(shí)心砌體和空心砌體;按其所起的作用可以分為承重砌體和非承重砌體;按照配筋程度可以分為無筋砌體、約束砌體和配筋砌體。
1.3砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
無論是在地震幾度設(shè)防區(qū),抑或在多層或者中高層建筑中,砌體結(jié)構(gòu)都有著廣泛的應(yīng)用,也是世界上非常受重視的一種建筑結(jié)構(gòu)體系,是與其固有特點(diǎn)分不開的,與鋼結(jié)構(gòu)相比,砌體結(jié)構(gòu)可以大量節(jié)約鋼材,造價(jià)低;與混凝土結(jié)構(gòu)相比,無論是無筋砌體還是配筋砌體,施工時(shí)一般不需要模板,工藝簡(jiǎn)單,施工迅速簡(jiǎn)便;此外,砌體結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性、耐火性,以及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性。誠(chéng)然,砌體結(jié)構(gòu)也有自己的缺點(diǎn),自重大、體積大,砌筑工作較為繁重。
正因?yàn)槠鲶w結(jié)構(gòu)的上述優(yōu)點(diǎn),,砌體結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用,尤其是改革開放以來,各種型式的砌體結(jié)構(gòu)有了較快發(fā)展,采用了各種承重和非承重空心磚,非燒結(jié)硅酸鹽磚和各種砌塊,目前我國(guó)墻體結(jié)構(gòu)中砌體約占90%以上,砌體結(jié)構(gòu)是我國(guó)建筑工程中最常用的結(jié)構(gòu)型式。
2砌體結(jié)構(gòu)的受力分析
砌體在構(gòu)筑物中主要有圍護(hù)隔斷和承重作用,一般來說,在砌體結(jié)構(gòu)中,砌體的受力主要考慮它的抗壓性能,而抗彎、抗拉、抗剪受力較為少見。而非承重結(jié)構(gòu),則不考慮它的受力作用。如前所述,砌體在結(jié)構(gòu)中主要考慮它的軸心抗壓性能。砌體軸心受壓破壞大致經(jīng)歷三個(gè)階段,第一階段加載約為破壞荷載的50~70%左右,砌體內(nèi)的單塊砌塊出現(xiàn)裂紋,此時(shí),如果停止加載,則裂紋不會(huì)繼續(xù)發(fā)展。如果繼續(xù)加載達(dá)到破壞荷載的80~90%時(shí),砌塊的裂紋也將繼續(xù)發(fā)展,單塊砌塊的個(gè)別裂紋將連接起來形成貫通的豎向裂紋,其特點(diǎn)是此時(shí)停止加荷,裂紋仍將繼續(xù)發(fā)展,此時(shí)砌體的變形破壞類似于鋼材在超過屈服力后的情形,既在保持原有荷載力的情況下,破壞會(huì)繼續(xù)發(fā)展。通常情況下,認(rèn)為砌體是處在長(zhǎng)期荷載作用下工作,所以此時(shí)就是砌體結(jié)構(gòu)破壞的實(shí)際階段。
分析砌體結(jié)構(gòu)的破壞過程,就是為了提高它的抗破壞能力,應(yīng)當(dāng)從三個(gè)方面來考慮提高砌體的抗壓性能。
2.1提高塊材和砂漿強(qiáng)度,塊材和砂漿強(qiáng)度是決定砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素,砌塊的破壞主要是由于受剪力作用引起的,因此,除了對(duì)砌塊的抗壓性能有所要求外,還應(yīng)當(dāng)有一定的抗彎折強(qiáng)度。
2.2改善砌筑砂漿的性能,除了保證砂漿的強(qiáng)度外,砂漿的工作性能也是非常重要的指標(biāo),砂漿的流動(dòng)性和保水性能好,不但降低勞動(dòng)強(qiáng)度和減少浪費(fèi),同時(shí)易鋪砌厚度均勻和保證密實(shí)性,這樣可以降低塊材在砌體結(jié)構(gòu)內(nèi)的彎剪應(yīng)力,提高砌體強(qiáng)度。
2.3提高砌筑質(zhì)量,首先要使用外觀規(guī)整的塊材,保證每塊塊材的受力均勻,這樣塊材的砌體中所受應(yīng)力較小,其次要保證灰縫的厚度均勻性和飽滿度。塊材表面愈平整,灰縫厚薄愈均勻,砌體的抗壓強(qiáng)度可提高。當(dāng)塊材翹曲時(shí),砂漿層嚴(yán)重不均勻,將產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力使塊材過早破壞。
3、砌體結(jié)構(gòu)常見問題
3.1砌體強(qiáng)度不足。造成砌體強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求的原因是多方面的,例如施工質(zhì)量查,砂漿標(biāo)號(hào)不夠,砂漿飽滿度不夠,砌塊原材料質(zhì)量不滿足要求,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中墻、柱截面積太小等原因。
3.2砌體裂縫。砌體結(jié)構(gòu)裂縫是質(zhì)量事故中常見的問題之一。
3.2.1溫度裂縫。溫度裂縫往往出現(xiàn)在建筑物頂層,以兩端最為常見,顧名思義,溫度裂縫就是由于氣溫變化,不同材料及不同部位的變形不一致,同時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)部之間存在著較大約束,從而產(chǎn)生應(yīng)力,造成砌體裂縫。避免此類裂縫要對(duì)建筑物采取適當(dāng)?shù)臏乜卮胧?,減少晝夜溫差效應(yīng)。
3.2.2地基不均勻沉降裂縫。此類裂縫一般出現(xiàn)在建筑物底層,是由于地基沉降差較大造成的,地下水位變化,地基凍脹,附近建筑物開挖等等都可導(dǎo)致不均勻沉降。
3.2.3砌體截面小造成承載力不足裂縫,此類裂縫主要是設(shè)計(jì)缺陷或者建筑物不正常使用造成的,應(yīng)當(dāng)從嚴(yán)格設(shè)計(jì)程序著手予以考慮,設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮到砌體結(jié)構(gòu)可能受到的荷載。
3.2.4原材料質(zhì)量和施工質(zhì)量不強(qiáng)造成的裂縫。
砌體結(jié)構(gòu)的發(fā)展和趨向
雖然人類應(yīng)用砌體結(jié)構(gòu)已有幾千年的歷史,但人們真正對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的理論研究歷史并不長(zhǎng)。直至20世紀(jì)30年代,砌體結(jié)構(gòu)都是采用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì),或采用允許應(yīng)力法作粗略的估算,所設(shè)計(jì)的構(gòu)件大多粗大笨重。前蘇聯(lián)從20世紀(jì)40年代,歐美國(guó)家從20世紀(jì)50年代開始,對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的受力性能進(jìn)行較為廣泛的試驗(yàn)研究,從而提出了以試驗(yàn)結(jié)果和理論分析為依據(jù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。我們國(guó)家是最早應(yīng)用砌體結(jié)構(gòu)的國(guó)家,但是真正對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的研究是最近幾十年的事情,1988年對(duì)原1973年的《磚石結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行了修訂,并頒布為《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,2001年又對(duì)1988年版進(jìn)行了修訂,不斷地將新的研究成果納入設(shè)計(jì)規(guī)范。當(dāng)前我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)的理論研究已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。
4.1 無論是承重結(jié)構(gòu)還是非承重結(jié)構(gòu),盡量減少砌體本身所占體積和重量,都是可持續(xù)發(fā)展的要求。傳統(tǒng)的小塊粘土磚以其耗能大、毀田多,運(yùn)輸量大的缺點(diǎn)越來越不適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求。對(duì)其改革勢(shì)在必行。發(fā)展趨勢(shì)是充分利用工業(yè)廢料和對(duì)方性材料。例如,用粉煤灰、爐渣、礦渣等垃圾或廢料制磚或者板材,可變廢為寶,用河泥、湖泥、海泥制磚等。
4.2、發(fā)展高強(qiáng)、輕質(zhì)、高性能的材料。發(fā)展高強(qiáng)、輕質(zhì)的空心塊體,能使墻體自重減輕,生產(chǎn)效率提高,保溫性能良好,且受力更加合理,抗震性能也得到提高。發(fā)展高強(qiáng)度、高粘結(jié)膠合力的砂漿,能有效的提高砌體的強(qiáng)度和抗震性能。
4.3采用新技術(shù)、新的結(jié)構(gòu)體系和新的設(shè)計(jì)理論。配筋砌體有良好的抗震性能。采用工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化施工的板材和大型砌塊等可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、加快施工進(jìn)度。
4.4除了考慮砌塊在結(jié)構(gòu)中的受力作用外,砌體結(jié)構(gòu)的保溫性能也是最近幾年來非常受到政府重視的一個(gè)指標(biāo),粘土磚雖然各個(gè)方面的性能優(yōu)越,但是導(dǎo)熱系數(shù)大,熱阻小,不符合綠色發(fā)展觀念,因此發(fā)展輕質(zhì)空心、夾芯保溫墻砌塊是時(shí)展的要求。
【關(guān)鍵詞】控制;砌體;裂縫
1.裂縫的性質(zhì)
1.1溫度裂縫
溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮,當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí),墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。最常見的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上,如在門窗洞邊的正八字斜裂縫,平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫,以及水平包角裂縫(包括女兒墻)。
1.2干縮裂縫
對(duì)于砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,隨著含水量的降低,材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3~0.45mm/m,它相當(dāng)于25~40~C的溫度變形,可見干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快,如砌塊出窯后放置28d能完成50%左右的干縮變形,以后逐步變慢,幾年后材料才能停止干縮。
1.3溫度、干縮及其它裂縫
對(duì)于燒結(jié)類塊材的砌體最常見的為溫度裂縫,面對(duì)非燒結(jié)類塊體,如砌塊、灰砂磚、粉煤灰磚等砌體,也同時(shí)存在溫度和干縮共同作用下的裂縫,其在建筑物墻體上的分布一般可為這兩種裂縫的組合,或因具體條件不同而呈現(xiàn)出不同的裂縫現(xiàn)象,而其裂縫的后果往往較單一因素更嚴(yán)重。另外設(shè)計(jì)上的疏忽、無針對(duì)性防裂措施、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差、違反設(shè)計(jì)施工規(guī)程、砌體強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,以及缺乏經(jīng)驗(yàn)也是造成墻體裂縫的重要原因之一。
2.砌體裂縫的控制
2.1裂縫的危害和防裂的迫切性
砌體屬于脆性材料,裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量,如整體性、耐久性和抗震性能,同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。特別是隨著我國(guó)墻改、住房商品化的進(jìn)展,人們對(duì)居住環(huán)境和建筑質(zhì)量的要求不斷提高,對(duì)建筑物墻體裂縫的控制的要求更為嚴(yán)格。由于建筑物的質(zhì)量低劣,如墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多,建筑物的裂縫已成為住戶評(píng)判建筑物安全的一個(gè)非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu),特別是新材料砌體結(jié)構(gòu)的抗裂措施,已成為工程量、國(guó)家行政主管部門,以及房屋開發(fā)商共同關(guān)注的課題。因?yàn)檫@涉及到新型墻體材料的順利推廣問題。
2.2裂縫寬度的標(biāo)準(zhǔn)問題
實(shí)際上建筑物的裂縫是不可避免的。對(duì)砌體結(jié)構(gòu)來說,墻體的裂縫寬度多大是無害呢?這是個(gè)比較復(fù)雜的問題。因?yàn)樗€涉及到可接受的美學(xué)方面的問題。它直接取決于觀察人的目的和觀察的距離。對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu),裂縫寬度>0.3mm,通常在美學(xué)上是不能接受的,這個(gè)概念也可用于配筋砌體。而對(duì)無筋砌體似乎應(yīng)比配筋砌體的裂縫寬度標(biāo)準(zhǔn)放寬些。但是對(duì)于客戶來講二者是完全一樣的。這實(shí)際上是直觀判別裂縫寬度的安全標(biāo)準(zhǔn)。
2.3現(xiàn)有控制裂縫的原則和措施
總的來說,我國(guó)砌體結(jié)構(gòu)裂縫仍較嚴(yán)重,糾其原因有以下幾種:
2.3.1設(shè)計(jì)者重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)而忽略抗裂構(gòu)造措施
長(zhǎng)期以來住房公有制,人們對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的各種裂縫習(xí)以為常,設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為多層砌體房屋比較簡(jiǎn)單,在強(qiáng)度方面作必要的計(jì)算后,針對(duì)構(gòu)造措施,絕大部分引用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)圖集,很少單獨(dú)提出有關(guān)防裂要求和措施,更沒有對(duì)這些措施的可行性進(jìn)行調(diào)查或總結(jié)。因?yàn)榱芽p的危險(xiǎn)僅為潛在的,尚無結(jié)構(gòu)安全問題,不涉及到責(zé)任問題。
2.3.2我國(guó)《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性
我認(rèn)為這是最為重要的原因?!镀鲶w規(guī)范》的抗裂措施,如溫度區(qū)段限值,主要是針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的,而對(duì)干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋,基本是不適用的。在這方面,國(guó)外已有比較成熟的經(jīng)驗(yàn),值得借鑒:一是在較長(zhǎng)的墻上設(shè)置控制縫(變形縫),這種控制縫和我國(guó)的雙墻伸縮縫不同,而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形,又能隔聲和防風(fēng)雨,當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí),可通過設(shè)置附加鋼筋達(dá)到。這種控制縫的間距要比我國(guó)規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能,配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋,其配筋率各國(guó)不盡相同,從0.03%~0.2%,或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體,如美國(guó)配筋砌體的最小含鋼率為0.07%,該配筋率又抗裂,又能保證砌體具有一定的延性。
3.防止墻體開裂的具體構(gòu)造措施建議
3.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開裂
一是屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層;二是在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不大于30m;三是當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長(zhǎng)度大于12m時(shí),宜設(shè)置分隔縫,分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm,縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫;四是建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》BGJ3—88第5.3.2條的規(guī)定外,宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫,控制縫的間距不宜大于30m。
3.2防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫
一是設(shè)置控制縫。二是控制縫的設(shè)置位置。在墻的高度突然變化處和墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫。三是在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫。四是在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫。五是豎向控制縫,對(duì)3層以下的房屋,應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置;對(duì)大于3層的房屋,可僅在建筑物1~2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置;六是控制縫在樓、屋蓋處可不貫通,但在該部位宜作成假縫,以控制可預(yù)料的裂縫;七是控制縫作成隱式,與墻體的灰縫相一致,控制縫的寬度不大于12mm,控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料,如聚硫化物、聚氨脂或硅樹脂等填縫。
3.3控制縫的間距
第一,對(duì)有規(guī)則洞口外墻不大于6mm;第二,對(duì)無洞墻體不大于8m及墻高的3倍;第三,在轉(zhuǎn)角部位,控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。
3.4設(shè)置灰縫鋼筋
第一,在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫,鋼筋伸入洞口每側(cè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm;第二,在樓蓋標(biāo)高以上,屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫,和靠近墻頂?shù)牟课?;第三,灰縫鋼麓的間距不大于600mm;第四,灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm;第五,灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片,網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25,橫筋間距不宜大于200mm;第六,對(duì)均勻配筋時(shí)含鋼率不少于0.05%;局部截面配筋,如底、頂層窗洞上下不小于38;第七,灰縫鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置.當(dāng)不便通長(zhǎng)設(shè)置時(shí),允許搭接,搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm;第八.灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨入相交墻或轉(zhuǎn)角墻中,錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm;第九,灰縫鋼筋應(yīng)埋人砂漿中,灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層,上下不小于3mm,外側(cè)小于15mm,灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理;第十.當(dāng)利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時(shí),其配筋量應(yīng)按計(jì)算確定,其搭接和錨固長(zhǎng)度尚不應(yīng)小于75d和300mm;第十一,不配筋的外葉墻應(yīng)設(shè)控制縫,控制縫間距不宜大于6m;設(shè)置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。
(一)砌體類型
砌體類型有三大類:無筋砌體(有墻、柱或壁柱);配筋砌體(網(wǎng)狀配筋磚砌體。磚砌體和鋼筋混凝土面層或鋼筋砂漿面層組合墻砌體。混凝土砌體和混凝土構(gòu)造柱組合砌體。混凝土構(gòu)造柱及網(wǎng)狀配筋組合磚砌體);配筋混凝土砌塊砌體(墻、柱)。
(二)結(jié)構(gòu)選型及布置
結(jié)構(gòu)方案力求合理,受力明確,在滿足建筑功能要求的同時(shí),具有較好的整體剛度和穩(wěn)定性,并注意便于施工,經(jīng)濟(jì)合理;力爭(zhēng)建筑體型簡(jiǎn)單,均勻?qū)ΨQ,減少扭轉(zhuǎn)影響。
單層房屋宜盡易布置為剛性方案或剛彈性方案。多層房屋應(yīng)布置成剛性方案,盡量采用相應(yīng)的構(gòu)造措施,根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),保證結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)要求。
(三)橫墻要求
剛性和剛彈性方案房屋的橫墻應(yīng)符合橫墻中開有洞口時(shí),洞口水平截面積不應(yīng)超過橫墻截面積的50%;橫墻厚度不宜小于180mm;單層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于其高度,多層房屋的橫墻長(zhǎng)度不宜小于其總高度的1/2。縫的設(shè)置:a、豎向方面:房屋高差較大及荷載相差懸殊時(shí),應(yīng)考慮設(shè)沉降縫。b、水平方面:房屋太長(zhǎng),超規(guī)定時(shí)設(shè)伸縮縫。一般現(xiàn)澆板的砌體結(jié)構(gòu)在東北,有保溫有隔熱伸縮縫間距為50m,一般予制板砌體結(jié)構(gòu),在東北,有保濕有隔熱,伸縮縫為間距60m。
房屋宜盡量布置山墻,伸縮縫處宜設(shè)置橫墻,以滿足剛性,剛彈性方案的要求。抗震方面:沉降縫,伸縮縫應(yīng)滿足抗震縫要求。
二、確定材料強(qiáng)度、匹配原則
(一)砌體材料的最低強(qiáng)度等級(jí):磚標(biāo)號(hào)不低于Mu10;磚砌塊不應(yīng)低于Mu5.0;石料不應(yīng)低于Mu20;普通砂漿不低于M2.5。
(二)砌體的匹配原則:砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不宜大于塊材的強(qiáng)度等級(jí),如Mu10紅磚不易采用M15砂漿;同一層砌體除十分必要外不宜采用不同強(qiáng)度等級(jí)材料,以免施工麻煩。
(三)砌體房屋構(gòu)件的最低強(qiáng)度等級(jí):五層及五層以上的房屋墻體以及受振動(dòng)或?qū)痈叽笥?M墻、柱應(yīng)符合下列要求:磚標(biāo)號(hào)大于等于Mu10;砌塊標(biāo)號(hào)大于等于Mu7.5;石材標(biāo)號(hào)大于等于Mu30;砂漿標(biāo)號(hào)大于等于M5.0。
(四)對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限大于50年的房屋:所用最低材料強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)至少提高一級(jí)。地面以下或防潮層以下砌體,潮濕房間的墻也有規(guī)定。如基土很濕時(shí)嚴(yán)寒地區(qū)紅磚標(biāo)號(hào)為Mu15;一般地區(qū)紅磚標(biāo)號(hào)為Mu10;石材標(biāo)號(hào)為Mu30;水泥砂漿標(biāo)號(hào)為M7.5。承重墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M10,托梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30,這樣可使砌體與混凝同工作。網(wǎng)狀配筋砌體的砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于M7.5。
三、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造要求
(一)截面尺寸
1、承重獨(dú)立磚柱的截面尺寸,不得小于240×370mm,當(dāng)柱截面積尺寸超過490×490mm時(shí),宜采用組合磚柱,配筋砌塊柱或鋼筋混凝土柱,這樣更合理。2、承重獨(dú)立砌塊柱的截面積尺寸不宜小于390×390mm。3、毛石砌體墻厚不宜小于350mm,太小不宜砌筑。當(dāng)有振動(dòng)荷載或抗震設(shè)防要求時(shí),墻、柱不宜采用毛料石。4、承重砌體墻的厚度不應(yīng)小于180mm,墻段長(zhǎng)度不應(yīng)小于490mm,對(duì)于砌塊墻不宜小于600mm。
(二)梁下墻體設(shè)置壁柱或構(gòu)造柱條件
對(duì)于240mm厚墻,當(dāng)梁跨度>6.0m時(shí);對(duì)于180mm厚墻,當(dāng)梁跨度>4.8m時(shí);對(duì)于砌塊,料石墻,當(dāng)梁跨度>4.8m時(shí);壁柱的截面尺寸應(yīng)滿足獨(dú)立柱的要求;梁端墻體設(shè)置墊塊或墊梁的條件:對(duì)于磚砌體,當(dāng)梁跨度>4.8m時(shí);對(duì)砌塊和料石砌體,當(dāng)梁跨度>4.2m時(shí);對(duì)于毛石砌體,當(dāng)梁跨度>3.9m時(shí)。如毛石墻做地下室外墻,這時(shí)應(yīng)注意適當(dāng)選用梁墊,解決局壓。注意梁墊厚度≥180mm,每側(cè)挑出長(zhǎng)度不宜大于墊塊厚度,以免太長(zhǎng)而不起作用。
(三)墻與樓(屋)蓋板的連接
預(yù)制板的支承長(zhǎng)度:在墻上≥100mm;現(xiàn)澆板的支承長(zhǎng)度:在墻上≥120mm;在混凝土圈梁上不宜小于80mm。墻體間的連接:在墻體轉(zhuǎn)角、丁字處每隔0.5m設(shè)一道拉結(jié)筋。
(四)砌體中留槽、留洞的要求
盡量避免管道穿墻垛、壁柱,確實(shí)需要時(shí)應(yīng)采用帶孔的C20混凝土塊預(yù)埋為宜;墻體中預(yù)留的電器開關(guān)箱、消防栓箱等洞口宜選擇受力較小的墻段,否則應(yīng)進(jìn)行承載力演算或采取加強(qiáng)措施;當(dāng)洞口大于等于2.0m時(shí),對(duì)磚砌體宜在洞口兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土門框或壁柱。
四、多層砌體抗震設(shè)計(jì)中的一般規(guī)定及構(gòu)造措施(以7°區(qū)為例)
(一)一般規(guī)定
多層房屋的層數(shù)和高度應(yīng)符合下列要求:一般情況下,房屋的層數(shù)和總高度不應(yīng)超過抗震規(guī)范的要求。如多層砌體、普通磚、最小墻厚為240mm,總高度不能超過21.0m,層數(shù)不能超過7層。這里房屋的總高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨取0氲叵率覐牡叵率沂覂?nèi)地面算起,全地下室和嵌固條件好的半地下室允許從室外地面算起;對(duì)于帶閣樓的坡屋面應(yīng)算至山尖墻的1/2高度處。另外,室內(nèi)外高差>0.6m時(shí),房屋總高度允許適當(dāng)增加,但不應(yīng)多于1.0m。同時(shí)還規(guī)定:普通磚多孔磚和小砌塊砌體承重房屋的層高不應(yīng)超過3.6m;底部框架――抗震墻的底部和內(nèi)框架房屋的層高不超過4.5m,最大高寬比7°區(qū)為2.5。在做方案階段就要與建筑專業(yè)和甲方溝通,以滿足規(guī)范。若因建筑功能要求,房屋某層層高超過規(guī)定,應(yīng)于該層承重墻沿墻長(zhǎng)每隔不大于2.0m設(shè)構(gòu)造柱。
(二)房屋的橫墻間距
如多層砌體,現(xiàn)澆或裝配整體式混凝土樓、屋蓋,橫墻間距不允許大于18.0m,但是如果在砌體房屋的頂層,最大橫墻間距應(yīng)允許適當(dāng)放寬。在實(shí)際工程中,頂層有大會(huì)議室,這時(shí),橫墻間距可以大于18.0m,要在構(gòu)造上加強(qiáng),如其外縱墻除應(yīng)與橫墻相交處設(shè)構(gòu)造柱,各開間窗間墻均應(yīng)于軸線處增設(shè)構(gòu)造柱,此構(gòu)造柱均應(yīng)至少向下延伸一層,以增加整體剛度。
(三)房屋的局部最小尺寸限值
關(guān)鍵詞:砌體;房屋;抗震
中圖分類號(hào): TU973文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、概念設(shè)計(jì)的意義
概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍廣泛,包含了極多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從中可以知道概念設(shè)計(jì)的作用越來越重要。概念設(shè)計(jì)的重要性主要有以下幾點(diǎn):
如今的計(jì)算理論及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論有待完善,存在著各種各樣的缺陷以及不可計(jì)算性。所以,概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用則不僅解決了計(jì)算理論的缺點(diǎn),還解決了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)際存在的那些大量無法計(jì)算的問題,更加合理的完成了建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程需要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計(jì)算,需要借助計(jì)算機(jī)來完成。而在方案的初級(jí)設(shè)計(jì)階段不能使用計(jì)算機(jī)來輔助計(jì)算。因此,需要熟練掌握結(jié)構(gòu)概念的結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)自己的合理計(jì)算和準(zhǔn)確的判斷來篩選高效、低造價(jià)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程中存在的大量繁瑣的計(jì)算,往往需要借助計(jì)算機(jī)完成。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員也過分依賴計(jì)算機(jī),這樣會(huì)降低工作人員對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的敏感性,對(duì)于計(jì)算中存在的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和運(yùn)算方法不合理問題不能辨別和糾正,從而使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在諸多問題,并給建筑結(jié)構(gòu)留下很多安全隱患。
由以上分析可知,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有相當(dāng)重要的影響,其地位是不可取代的。
二、砌體房屋抗震計(jì)算分析
確定多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖,應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):①將水平地震作用在建筑物兩個(gè)主軸方向分別進(jìn)行抗震驗(yàn)算。②地震作用下結(jié)構(gòu)的變形為剪切型。③房屋各層樓蓋水平剛度無限大,僅做平移運(yùn)動(dòng),因此各抗側(cè)力件在同一樓層標(biāo)高處側(cè)移相同。
計(jì)算多層砌體房屋地震作用時(shí),應(yīng)以防震縫所劃分的結(jié)構(gòu)單元為計(jì)算單元,在計(jì)算單元中各樓層的集中質(zhì)點(diǎn)設(shè)在樓、屋蓋標(biāo)高處,各樓層質(zhì)點(diǎn)重力荷載應(yīng)包括樓、屋蓋上的重力荷載代表值,墻體上、下層各半的重力荷載。
三、砌體結(jié)構(gòu)的布置
多層砌體結(jié)構(gòu)在地震中與水平地震作用平行的墻體是承受地震作用的主要抗側(cè)力構(gòu)件,從以往的地震調(diào)查資料顯示,承重橫墻的破壞主要剪切破壞,且一般是底層比上層嚴(yán)重??v墻的破壞往往是因?yàn)闄M墻間距過大或者樓(屋)蓋剛度較差而使平面外受彎受剪,在窗口上下截面處出現(xiàn)水平裂縫。建筑物墻角的破壞也是很常見的,主要是因?yàn)閼?yīng)力集中和地震的扭轉(zhuǎn)作用造成的。樓梯間的破壞一般比較嚴(yán)重,原因是樓梯間沒有一般房間的樓蓋形成空間的盒子結(jié)構(gòu),致使空間剛度較差。因此,多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合以下幾點(diǎn):①應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。②縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù),同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。③依據(jù)《規(guī)范》合理的設(shè)置防震縫。④樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。⑤不宜采用無錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。
四、抗震構(gòu)造措施
(一)選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地和地基,以減少地震的能力輸入地震造成建筑物的破壞,除地震動(dòng)直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外,場(chǎng)地條件也是一個(gè)重要的原因,“重災(zāi)區(qū)中有輕災(zāi),輕災(zāi)區(qū)中有重災(zāi)”。地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂,地基土的不均勻沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。因此抗震設(shè)防區(qū)的建筑工程場(chǎng)地的選擇應(yīng)做到:(1)應(yīng)選擇對(duì)建筑抗震有利的地段,如開闊平坦的堅(jiān)硬場(chǎng)地土或密實(shí)均勻的中硬場(chǎng)地土等地段。(2)應(yīng)避開對(duì)建筑抗震不到的地段,如軟弱場(chǎng)地土,易液化土,條件突出的山嘴,高聳孤立的山丘,非巖質(zhì)陡坡、采空區(qū)、河岸和邊坡邊緣,場(chǎng)地土在平面分布上的成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻(如故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘濱溝谷及半填半挖地基等)等地段。當(dāng)無法避開時(shí),應(yīng)采取有效的抗震措施。(3)不應(yīng)在危險(xiǎn)地段造建甲、乙類建筑,對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)地段,一般是指地震的可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段,發(fā)震斷裂帶上地震等可能發(fā)生地表錯(cuò)位地段。建筑場(chǎng)地為I類時(shí),甲、乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施:丙類建筑允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度的要求采取抗震構(gòu)造措施,但抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度時(shí),可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施。(二)科學(xué)布局建筑的平面與立面
房屋的平面最好為矩形,縱橫墻的設(shè)置盡可能對(duì)稱于房屋平面的兩個(gè)主軸,且上下層墻體應(yīng)對(duì)齊,這樣遇地震時(shí)可使房屋能較好地保持協(xié)調(diào)一致,減少抗震不利環(huán)節(jié),抗震效果較好。如果房屋的質(zhì)量中心和剛度中心不重合,地震時(shí)將生扭轉(zhuǎn)作用,使房屋的震害加重。震害調(diào)查表明,房屋轉(zhuǎn)角處的破壞,往往比其他部位嚴(yán)重;平面上凸出或凹進(jìn)的房屋,對(duì)抗震不利。如因特殊需要,要求布置成較復(fù)雜平面時(shí),則應(yīng)設(shè)置防震縫,將房屋分隔成若干獨(dú)立的單元,以減輕震害。此外,對(duì)位于松軟地基和不均勻多層土地基上的房屋,為提高其豎向剛度,減小地基在震前和震后累計(jì)產(chǎn)生的不均勻沉降,房屋的長(zhǎng)寬比值應(yīng)控制在3~4之內(nèi)。
震害調(diào)查表明,建筑立面上的不規(guī)則要比平面上不規(guī)則帶來的震害更嚴(yán)重。立面上各部分高差過大,或有局部凸出的小建筑物,或剛度突變、質(zhì)量懸殊,地震時(shí)都易造成嚴(yán)重震害,甚至引起房屋倒塌。因此,當(dāng)無特殊功能要求時(shí),房屋應(yīng)設(shè)計(jì)成質(zhì)量和剛度沿高度對(duì)稱、均勻分布的形式。一般情況下,應(yīng)將重設(shè)備、倉(cāng)庫、檔案庫、書庫等房間,盡可能布置在房間的下部樓層,使結(jié)構(gòu)重心降低,以減輕震害。在磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不應(yīng)過度追求大開間、大門洞、大懸挑及階梯形。由于剛度突變和高振型的影響,其頂部因地震時(shí)的鞭梢效應(yīng)所造成的震害比正常情況下大得多,因此應(yīng)盡量避免。
(三)合理確定圈梁和構(gòu)造柱的位置
設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱,砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能可以大大改善。據(jù)研究,若配筋墻體兩端設(shè)置構(gòu)造柱,由于水平鋼筋錨固于柱中,使鋼筋的效應(yīng)發(fā)揮得更為充分,則可比無構(gòu)造柱同樣配筋率的墻體的承載能力可提高13%左右。而且設(shè)置了構(gòu)造柱和圈梁的砌體結(jié)構(gòu)形成兩道防御:第一道時(shí)砌體墻只出現(xiàn)寬度不大的裂縫,層間變形不大,構(gòu)造柱尚未開裂;第二道是砌體裂縫大幅度地發(fā)展,構(gòu)造柱及圈梁對(duì)砌體約束使墻體大變形消耗輸入的地震能量。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后,位移延性系數(shù)增大很多,可達(dá)4~6。構(gòu)造柱除了能夠約束墻體的變形,提高砌體的抗剪強(qiáng)度之外,還能增強(qiáng)墻體之間的連接。這些對(duì)砌體的抗震都是十分有利的。
要確保構(gòu)造柱和圈梁有效地發(fā)揮他們的作用,合理確定它們的位置是至關(guān)重要的。建筑抗震規(guī)范對(duì)此已經(jīng)作了比較具體的規(guī)定,我們一定要嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行。另外,圈梁應(yīng)封閉連續(xù),盡可能形成一個(gè)個(gè)近似矩形或圓形的箍。
加強(qiáng)各構(gòu)件間的連接
1)構(gòu)造柱與磚墻。構(gòu)造柱與磚墻連接處應(yīng)砌成馬牙槎,并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2
2)構(gòu)造柱與圈梁。構(gòu)造柱與圈梁連接處,構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿過圈梁,保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。
3)屋架與圈梁。樓屋蓋的鋼筋混凝土梁或屋架應(yīng)與墻(柱)或圈梁可靠連接;6度時(shí)梁與磚柱連接不應(yīng)削弱柱截面,獨(dú)立磚柱頂部在兩個(gè)方向均有可靠連接;7度以上不得采用獨(dú)立磚柱。
4)墻與墻的連接。7度時(shí)層高超過3.6m或長(zhǎng)度大于7.2m的大房間,以及8度或9度時(shí)外墻轉(zhuǎn)角或內(nèi)外墻交接處,當(dāng)未設(shè)構(gòu)造柱時(shí)應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2
5)后砌墻體的連接。后砌的非承重砌體隔墻,應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)2
6)附屬構(gòu)件的連接。欄板的連接:磚砌欄板應(yīng)配水平鋼筋,且壓頂臥梁應(yīng)與混凝土立柱相連,壓頂臥梁宜錨入房屋的主體構(gòu)造柱。
結(jié)語
地震是一種自然現(xiàn)象,為避免它給我們帶來的巨大的災(zāi)難,要求在房屋的建筑設(shè)計(jì)中重視抗震概念設(shè)計(jì),在確定房屋總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造中,遵守抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)要求和合理原則,進(jìn)行必要的抗震驗(yàn)算,采取適當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造措施,保證施工質(zhì)量,使多層磚砌體房屋的抗震能力有所提高。
參考文獻(xiàn):