什么是砌體結(jié)構(gòu)?砌體是由塊體、砂漿砌筑而成的墻或柱。砌體結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用很廣泛,這是因?yàn)樗梢跃偷厝〔模哂泻芎玫哪途眯约拜^好的化學(xué)穩(wěn)定性和大氣穩(wěn)定性,有較好的保溫隔熱性能。較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)約水泥和鋼材,砌筑時(shí)不需模板及特殊的技術(shù)設(shè)備,可節(jié)約木材。砌體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是自重大、體積大,砌筑工作繁重。由于磚、石、砌塊和砂漿間粘結(jié)力較弱,因此無(wú)筋砌體的抗拉、抗彎及抗剪強(qiáng)度都很低。由于其組成的基本材料和連接方式,決定了它的脆性性質(zhì),從而使其遭受地震時(shí)破壞較重,抗震性能很差,因此對(duì)多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需要采用構(gòu)造柱、圈梁及其它拉結(jié)等構(gòu)造措施以提高其延性和抗倒塌能力。此外,磚砌體所用粘土磚用量很大,占用農(nóng)田土地過(guò)多,因此把實(shí)心磚改成空心磚,特別發(fā)展高孔洞率、高強(qiáng)度、大塊的空心磚以節(jié)約材料,以及利用工業(yè)廢料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心磚塊代替紅磚等都是今后砌體結(jié)構(gòu)的方向。
砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
本規(guī)范適用于建筑工程的下列砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),特殊條件下或有特殊要求的應(yīng)按專(zhuān)門(mén)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì):
一、磚砌體:包括燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚、混凝土普通磚、混凝土多孔磚的無(wú)筋和配筋砌體;
二、砌塊砌體:包括混凝土砌塊、輕集料混凝土砌塊的無(wú)筋和配筋砌體;
三、石砌體:包括各種料石和毛石的砌體。
1、齡期為28d的以毛截面計(jì)算的砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí),應(yīng)根據(jù)塊體和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)分別按下列規(guī)定采用:
①燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表3.2.1-1采用。
注:當(dāng)燒結(jié)多孔磚的孔洞率大于30%時(shí),表中數(shù)值應(yīng)乘以0.9。
②混凝土普通磚和混凝土多孔磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表3.2.1-2采用。
③蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表3.2.1-3采用。
注:當(dāng)采用專(zhuān)用砂漿砌筑時(shí),其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按表中數(shù)值采用
④單排孔混凝土砌塊對(duì)孔砌筑時(shí),灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg,應(yīng)按下列方法確定:
a、混凝土砌塊砌體的灌孔混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于Cb20,且不應(yīng)低于1.5倍的塊體強(qiáng)度等級(jí)。灌孔混凝土強(qiáng)度指標(biāo)取同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土強(qiáng)度指標(biāo)。
b、灌孔混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fg,應(yīng)按下列公式計(jì)算:
fg=f+0、6αfc (3.2.1—1);
α=δρ (3.2.1-2);
式中:fg———灌孔混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,該值不應(yīng)大于未灌孔砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的2倍;
f ———未灌孔混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表3.2.1-4采用;
fc———灌孔混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
α———混凝土砌塊砌體中灌孔混凝土面積與砌體毛面積的比值;
δ———混凝土砌塊的孔洞率;
ρ———混凝土砌塊砌體的灌孔率,系截面灌孔混凝土面積與截面孔洞面積的比值,灌孔率應(yīng)根據(jù)受力或施工條件確定,且不應(yīng)小于33%。
⑤雙排孔或多排孔輕集料混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表3.2.1-5采用。
注:表中的砌塊為火山渣、浮石和陶粒輕集料混凝土砌塊;對(duì)厚度方向?yàn)殡p排組砌的輕集料混凝土砌塊砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表中數(shù)值乘以0.8。
⑥塊體高度為180mm~350mm的毛料石砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)按表3.2.1-6采用。
注:對(duì)細(xì)料石砌體、粗料石砌體和干砌勾縫石砌體,表中數(shù)值應(yīng)分別乘以調(diào)整系數(shù)1.4、1.2和0.8。
2、齡期為28d的以毛截面計(jì)算的各類(lèi)砌體的軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,應(yīng)符合下列規(guī)定:
①當(dāng)施工質(zhì)量控制等級(jí)為B級(jí)時(shí),強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3.2.2采用:
注:
a、對(duì)于用形狀規(guī)則的塊體砌筑的砌體,當(dāng)搭接長(zhǎng)度與塊體高度的比值小于1時(shí),其軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft和彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftm應(yīng)按表中數(shù)值乘以搭接長(zhǎng)度與塊體高度比值后采用;
b、表中數(shù)值是依據(jù)普通砂漿砌筑的砌體確定,采用經(jīng)研究性試驗(yàn)且通過(guò)技術(shù)鑒定的專(zhuān)用砂漿砌筑的蒸壓灰砂普通磚、蒸壓粉煤灰普通磚砌體,其抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按相應(yīng)普通砂漿強(qiáng)度等級(jí)砌筑的燒結(jié)普通磚砌體采用;
c、對(duì)混凝土普通磚、混凝土多孔磚、混凝土和輕集料混凝土砌塊砌體,表中的砂漿強(qiáng)度等級(jí)分別為:≥Mbl0、Mb7.5及Mb5。
②單排孔混凝土砌塊對(duì)孔砌筑時(shí),灌孔砌體的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fvg,應(yīng)按下式計(jì)算: fvg=0.2f0、55g,式中:fg——灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)。
3、下列情況的各類(lèi)砌體,其砌體強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)γa:
①對(duì)無(wú)筋砌體構(gòu)件,其截面面積小于0.3m2時(shí),γa為其截面面積加0.7;對(duì)配筋砌體構(gòu)件,當(dāng)其中砌體截面面積小于0.2m2時(shí),γa為其截面面積加0.8;構(gòu)件截面面積以“m2”計(jì);
②當(dāng)砌體用強(qiáng)度等級(jí)小于M5.0的水泥砂漿砌筑時(shí),對(duì)第3.2.1條各表中的數(shù)值,γa為0.9;對(duì)第3.2.2條表3.2.2中數(shù)值,γa為0.8;
③當(dāng)驗(yàn)算施工中房屋的構(gòu)件時(shí),γa為1、10
四、預(yù)制鋼筋混凝土板在混凝土圈梁上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于80mm,板端伸出的鋼筋應(yīng)與圈梁可靠連接,且同時(shí)澆筑;預(yù)制鋼筋混凝土板在墻上的支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm,并應(yīng)按下列方法進(jìn)行連接:
1、板支承于內(nèi)墻時(shí),板端鋼筋伸出長(zhǎng)度不應(yīng)小于70mm,且與支座處沿墻配置的縱筋綁扎,用強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25的混凝土澆筑成板帶;
2、板支承于外墻時(shí),板端鋼筋伸出長(zhǎng)度不應(yīng)小于1OOmm,且與支座處沿墻配置的縱筋綁扎,并用強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25的混凝土澆筑成板帶;
3、預(yù)制鋼筋混凝土板與現(xiàn)澆板對(duì)接時(shí),預(yù)制板端鋼筋應(yīng)伸入現(xiàn)澆板中進(jìn)行連接后,再澆筑現(xiàn)澆板。
4、墻體轉(zhuǎn)角處和縱橫墻交接處應(yīng)沿豎向每隔400mm~500mm設(shè)拉結(jié)鋼筋,其數(shù)量為每120mm墻厚不少于1根直徑6mm的鋼筋;或采用焊接鋼筋網(wǎng)片,埋入長(zhǎng)度從墻的轉(zhuǎn)角或交接處算起,對(duì)實(shí)心磚墻每邊不小于500mm,對(duì)多孔磚墻和砌塊墻不小于700nmm。
5、外葉墻的磚及混凝土砌塊的強(qiáng)度等級(jí),不應(yīng)低于MU10。
五、廠房、倉(cāng)庫(kù)、食堂等空曠單層房屋應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置圈梁:
1、磚砌體結(jié)構(gòu)房屋,檐口標(biāo)高為5m~8m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道;檐口標(biāo)高大于8m時(shí),應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量;
2、砌塊及料石砌體結(jié)構(gòu)房屋,檐口標(biāo)高為4m~5m時(shí),應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道;檐口標(biāo)高大于5m時(shí),應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量;
3、對(duì)有吊車(chē)或較大振動(dòng)設(shè)備的單層工業(yè)房屋,當(dāng)未采取有效的隔振措施時(shí),除在檐口或窗頂標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆混凝土圈梁外,尚應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。
4、住宅、辦公樓等多層砌體結(jié)構(gòu)民用房屋,且層數(shù)為3層~4層時(shí),應(yīng)在底層和檐口標(biāo)高處各設(shè)置一道圈梁。當(dāng)層數(shù)超過(guò)4層時(shí),除應(yīng)在底層和檐口標(biāo)高處各設(shè)置一道圈梁外,至少應(yīng)在所有縱、橫墻上隔層設(shè)置。多層砌體工業(yè)房屋,應(yīng)每層設(shè)置現(xiàn)澆混凝土圈梁。設(shè)置墻梁的多層砌體結(jié)構(gòu)房屋,應(yīng)在托梁、墻梁頂面和檐口標(biāo)高處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。
5、墻梁計(jì)算高度范圍內(nèi)每跨允許設(shè)置一個(gè)洞口,洞口高度,對(duì)窗洞取洞頂至托梁頂面距離。對(duì)自承重墻梁,洞口至邊支座中心的距離不應(yīng)小于0.1loi,門(mén)窗洞上口至墻頂?shù)木嚯x不應(yīng)小于0.5m。
六、配筋砌塊砌體剪力墻的構(gòu)造配筋應(yīng)符合下列規(guī)定:
1、應(yīng)在墻的轉(zhuǎn)角、端部和孔洞的兩側(cè)配置豎向連續(xù)的鋼筋,鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm;
2、應(yīng)在洞口的底部和頂部設(shè)置不小于2φ10的水平鋼筋,其伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于40d和600mm;
3、應(yīng)在樓(屋)蓋的所有縱橫墻處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,圈梁的寬度和高度應(yīng)等于墻厚和塊高,圈梁主筋不應(yīng)少于4φ10,圈梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于同層混凝土塊體強(qiáng)度等級(jí)的2倍,或該層灌孔混凝土的強(qiáng)度等級(jí),也不應(yīng)低于C20;
4、剪力墻其他部位的豎向和水平鋼筋的間距不應(yīng)大于墻長(zhǎng)、墻高的1/3,也不應(yīng)大于900mm;
5、剪力墻沿豎向和水平方向的構(gòu)造鋼筋配筋率均不應(yīng)小于0.07%。
七、多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的總層數(shù)和總高度,應(yīng)符合下列規(guī)定:
1、房屋的總高度指室外地面到主要屋面板板頂或檐口的高度,半地下室從地下室室內(nèi)地面算起,全地下室和嵌固條件好的半地下室應(yīng)允許從室外地面算起;對(duì)帶閣樓的坡屋面應(yīng)算到山尖墻的1/2高度處;
2、室內(nèi)外高差大于0.6m時(shí),房屋總高度應(yīng)允許比表中的數(shù)據(jù)適當(dāng)增加,但增加量應(yīng)少于1.0m;
3、乙類(lèi)的多層砌體房屋仍按本地區(qū)設(shè)防烈度查表,其層數(shù)應(yīng)減少一層且總高度應(yīng)降低3m;不應(yīng)采用底部框架-抗震墻砌體房屋。
4、各層橫墻較少的多層砌體房屋,總高度應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定降低3m,層數(shù)相應(yīng)減少一層;各層橫墻很少的多層砌體房屋,還應(yīng)再減少一層;
5、抗震設(shè)防烈度為6、7度時(shí),橫墻較少的丙類(lèi)多層砌體房屋,當(dāng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011規(guī)定采取加強(qiáng)措施并滿(mǎn)足抗震承載力要求時(shí),其高度和層數(shù)應(yīng)允許仍按規(guī)定采用;
6、采用蒸壓灰砂普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚的砌體房屋,當(dāng)砌體的抗剪強(qiáng)度僅達(dá)到普通黏土磚砌體的70%時(shí),房屋的層數(shù)應(yīng)比普通磚房屋減少一層,總高度應(yīng)減少3m;當(dāng)砌體的抗剪強(qiáng)度達(dá)到普通黏土磚砌體的取值時(shí),房屋層數(shù)和總高度的要求同普通磚房屋。
7、考慮地震作用組合的砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其截面承載力應(yīng)除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)γRE,承載力抗震調(diào)整系數(shù)應(yīng)按表10.1.5采用。當(dāng)僅計(jì)算豎向地震作用時(shí),各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)均應(yīng)采用1.0。
8、配筋砌塊砌體抗震墻結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度和房屋高度按表10.1.6采用。
砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)
一、優(yōu)點(diǎn)
1、容易就地取材。磚主要用粘土燒制;石材的原料是天然石;砌塊可以用工業(yè)廢料──礦渣制作,來(lái)源方便,價(jià)格低廉。
2、磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性和較好的耐久性。
3、砌體砌筑時(shí)不需要模板和特殊的施工設(shè)備,可以節(jié)省木材。新砌筑的砌體上即可承受一定荷載,因而可以連續(xù)施工。在寒冷地區(qū),冬季可用凍結(jié)法砌筑,不需特殊的保溫措施。
4、磚墻和砌塊墻體能夠隔熱和保溫,節(jié)能效果明顯。所以既是較好的承重結(jié)構(gòu),也是較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
5、當(dāng)采用砌塊或大型板材作墻體時(shí),可以減輕結(jié)構(gòu)自重,加快施工進(jìn)度,進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)和施工。
二、缺點(diǎn)
1、與鋼和混凝土相比,砌體的強(qiáng)度較低,因而構(gòu)件的截面尺寸較大,材料用量多,自重大。
2、砌體的砌筑基本上是手工方式,施工勞動(dòng)量大。
3、砌體的抗拉、抗剪強(qiáng)度都很低,因而抗震較差,在使用上受到一定限制;磚、石的抗壓強(qiáng)度也不能充分發(fā)揮;抗彎能力低。
4、粘土磚需用粘土制造,在某些地區(qū)過(guò)多占用農(nóng)田,影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。