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【摘要】目前,多層砌體住宅建筑結構在我國建設工程中占很大的比重,由于其材料呈脆性、砂漿抗剪強度弱、浪費資源等特點,由此造成的很多問題不容忽視,同時抗震性能差等也容易造成隱患。本文主要對設計過程中易忽視的問題進行了探討。
【關鍵詞】 多層砌體住宅建筑 結構設計 問題
【 Abstract 】 At present, multi-story masonry residential building structure in our country construction project accounting for a large proportion of, because its material is brittle, mortar shear strength weak, waste resources and other characteristics, which cause a lot of problems can't be ignored, and at the same time, the seismic performance are likely to cause such hidden trouble. This paper focuses on the design process is easy to ignore the problem was discussed.
【 Key words 】 of multi-story masonry residential building structural design problem
中圖分類號:TU3 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
多層砌體房屋是指由燒結普通磚、燒結多孔磚、混凝土小型空心砌塊等砌體承重的多層房屋。通常砌體結構房屋給人們的印象是建筑高度不大、層數較少,層高較低、窗戶較小、內部橫墻較多,立面造型簡單,這種印象正好說明了砌體結構的建筑特點。正是由于砌體結構本身的特點,工程中的問題才出現很多, 其中部分問題甚為突出,表現為承載能力不足或溫度應力引起的墻、梁、板開裂,所以我們不能忽視其中的問題。
一、結構選型問題
結構選型即結構方案的選擇,它往往直接影響建筑體型及空間,立面及平面布置等方面,是確立整體布局和建筑選型的核心環節,砌體結構結構選型中核心問題就是墻體布置及洞口布置,同時砌體結構中層高超高,結構縫作法等也是結構設計中頻繁出現的問題。
砌體結構是抗震不利結構形式,必須加強抗震構造措施,才能使得結構在地震作用下保證人民生命財產的安全。在地震作用下,地震力是按墻體的剛度平均分配的,墻體布置甚為重要,若平面形狀和承重橫墻布置不均衡,在水平地震力作用下,會使房屋產生扭轉,地震力分配不均勻。墻體布置應該均勻,橫縱布置應該基本一致,橫墻間距不宜過大,住宅砌體結構靜力方案宜為剛性方案;洞口不宜過大,大洞口兩側應加強;樓蓋應采取利于抗震的整體樓蓋。
二、設計內容不全
設計內容不清楚或不完整,多數情況下,對建筑、結構設計有關事項進行了交待,而對施工工藝、施工順序、驗收標準和相關專業配合的注意事項未作必要的說明,導致施工過程隨意,影響工程質量。
砌體結構設計中,常疏漏或交代不清的問題如下:1、正負零下砂漿未采用水泥砂漿,容易引起墻體滲水等問題;2、磚墻未采用國家推薦的節能材料,仍采用粘土磚,造成土地資源的浪費;3、構造柱施工工藝未交待,造成構造柱同墻體連接消弱;4、結構主體施工同其他專業配合交代不清,各專業配合不到位,后開洞對結構造成較大損傷;5、砌體的施工質量控制等級不明確,造成施工質量參差不齊;
6、剛性樓蓋未設溫度縫或留置現澆板后澆帶,造成工程完工后墻體出現不規則裂縫;7、為節省造價未設置地圈梁,由于地基不均勻沉降產生裂縫;8、窗臺、挑梁底部等位置為采取防裂措施等。
三、構造柱及墻體加筋問題
構造柱除應按規范要求,在外墻四角、樓(電)梯間四角,較大洞口兩側、大房間內外墻交接處、較大洞口兩側,所有縱橫墻交接處設置以外,在8度區的磚混結構計算時,許多墻中部都應按計算要求增加構造柱,尤其是端部短墻,如圖1中方框處短墻,若不增加墻中部構造柱,墻體抗力效應比只能達到0.71,抗震驗算根本無法通過。但應注意到,如適當增加構造柱數量將有利于改善墻體抗力效應比,但當中部構造柱增加到一定程度時,不僅對抗力效應比提高沒有幫助,反而會因為墻體截面面積減小而降低其抗震承載力,而某些部位的構造柱應整體加強,如圖1中樓梯面凸出部位,外墻角部,這些在地震作用中效應較大的部位,加強措施可采用加大箍筋,提高混凝土標號,同時應增大豎向鋼筋規格。計算中若增加構造柱仍無法使抗力效應大于1,則只能采取墻體加筋的方法,但設計時應注意很多問題。如計算結果僅提供配筋值,并未考慮最大最小配筋率,另外規范要求,水平灰縫厚度不得大于12mm。而鋼筋上下至少應保證2 mm厚砂漿,因此水平筋根部筋直徑之和不得大于8 mm。一般情況下,水平筋可取4 nm(240墻三排、370墻四排),分布筋3mm。但設計中應盡量少采用或不采用水平配筋,而應靠盡可能調整方案、洞口大小位置來提高抗力效應比,因為在施工過程中,鋼筋上下各2 nm砂漿就很難保證,而且加筋后灰縫厚度經常超過規范值,不得不返工重做,從而加大了經濟成本,產生耗時耗力的效果。
圖l 抗震驗算結果(抗力效應比,括號內為配筋面積)
四、挑梁上墻體兼作上層挑梁底模問題
多層砌體房屋中, 每層懸挑梁單獨承擔本層挑廊 (或陽臺) 荷載, 但在實際工程中, 設計者未加以專門說明, 施工方出于方便施工的考慮, 將挑梁上的隔墻兼作上層挑梁的底模, 致使整個上層懸挑部分形成一個整體, 其實際傳力模型和設計者的初衷完全不一致, 使最底層挑梁實際承受了上面各層傳來的荷載, 導致其彎剪承載能力不足。
如開封通許某工程,7層砌體結構辦公樓,由于建筑設計的需要,2-5層外挑 1.5m, 開間 3.6m, 每層挑梁截面尺寸240×360, 上部配筋3?18,按分層荷載計算, 挑梁強度及剛度均滿足安全使用要求,但由于施工中將挑梁上的240mm厚墻體兼作上層挑梁的底模,致使底層挑梁承受彎矩過大而開裂。
此類問題將直接導致承重挑梁的破壞, 危及結構的安全, 設計時應予以特別注明, 在結構設計中應將隔墻改為120mm厚的后砌隔墻, 或專門說明處理方法及改變結構設計方案
五、設計中對住宅樓梯間墻體削弱的考慮
單元式住宅的樓梯間墻體,承受樓面筒載及梯梁傳來的集中荷載,是房屋結構中的重要部位。由于使用功能的要求,除入戶門洞外,在底層墻體中常暗設消火栓箱、配電箱、弱電傳接線箱,以及在入戶門旁墻體中豎向剔槽敷設強電及各種弱電管線(如電源線、可視對講線、電話網絡線、光纖、遠程數據線),另外,使用者常在裝修過程中,人為對入戶門旁的墻體進行改造,如暗設鞋柜等,致使該墻體受到削弱造成承載能力不足。由于使用功能的要求,該類墻體的削弱往往難以避免,且隨著生活質量的提高,各種弱電線路有日益增多的趨勢,在結構設計中應引起足夠重視。除應與其它工種密切配合外,尚應對單元式住宅樓梯間墻體予以加強,在適當部位(如進戶門旁)加設鋼筋混凝土構造柱,適當加大圈梁的高度與配筋,加大底層墻體厚度等。
結語
總之,多層砌體結構設計中,需注意的問題不少,我們必須深入理解概念設計,全面考慮實際工程中的問題,符合設計規范,才能設計出適用、安全、經濟、美觀的住房。
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