砖砌体室外独立墙壁及围墙结构设计

许剑峰

由于人们生活水平的提高,人们对居住环境的私密性和美观性的要求越来越高,所以伴随出现了大量净高超过一般围墙的高景墙和高围墙。因此室外独立墙壁及围墙的安全性和经济性在结构设计中突显出来。

自承重墙所受的荷载主要包括结构自重,风荷载和地震荷载。因围墙结构属于丁类建筑,根据GB 50011-2001建筑抗震设计规范3.1.4规定抗震设防烈度为6度时,除本规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。我国大部分地区属于6度抗震设防区,同时地震作用属于偶然荷载,所以在砖砌体结构室外独立墙壁及围墙设计中,风荷载起主导作用。

1 砌体结构墙高厚比验算

GB 50003-2001砌体结构设计规范6.1.1规定墙的高厚比应按下式验算:

其中,H0为墙的计算高度;h为墙厚;μ1为自承重墙允许高厚比的修正系数,厚度 h≤240 mm的自承重墙,允许高厚比修正系数应按下列规定采用:h=240 mm,μ1=1.2;h=90 mm,μ1=1.5;90 mm＜h＜240 mm,μ1可按插入法取值。注:室外独立墙壁及围墙可以提高30%;μ2为有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数,取值1.0;[β]为墙允许高厚比,取值28。

GB 50003-2001砌体结构设计规范6.1.2规定当构造柱截面宽度不小于墙厚时,允许高厚比[β]可乘以系数μc:

其中,bc为构造柱沿墙长方向的宽度;l为构造柱的间距。

当bc/l＞0.25时取 bc/l=0.25;当 bc/l＜0.05时取bc/l=0。

2 砖砌体结构验算

砖砌体主要承受水平风荷载作用,根据GB 50009-2001建筑结构荷载规范规定:

室外独立墙壁及围墙βz,μs分别为1,1.3。

根据GB 50003-2001砌体结构设计规范6.1.2当圈梁的宽度比构造柱间距大1/30时,圈梁可视作构造柱间墙的不用铰支点。

故室外独立墙壁及围墙可视为由许多圈梁和构造柱围合的四周铰接砖砌体结构的组合,并验算各自在水平风荷载作用下沿齿缝弯曲抗拉强度和沿通缝弯曲抗拉强度(见图1)。

再根据结构自重和风荷载按照GB 50010-2002混凝土结构设计规范分别验算构造柱和圈梁的极限承载力。

3 构造要求

根据GB 50003-2001砌体结构设计规范构造要求:

圈梁高度不应小于120 mm。纵向钢筋不应少于4φ 10,绑扎结构的搭接长度按受拉钢筋考虑,箍筋间距不应大于300 mm。

构造柱的截面尺寸不宜小于240 mm×240 mm。柱内竖向受力钢筋,对于中柱,不宜少于 4φ 12;对于边柱、角柱,不宜少于4φ 14。构造柱的竖向受力钢筋的直径也不宜大于16 mm。箍筋宜采用φ 6@100/200。构造柱间距不宜大于4 m。

砖砌体与构造柱连接处应砌成马牙槎,并沿墙高每隔500 mm设2φ 6通长拉结钢筋。

组合砖墙的施工顺序应为先砌筑墙后浇筑混凝土构造柱。

4 结语

经过以上分析可知,由于建筑和景观的要求,砖墙的净高和墙厚一般被限制,通过分析砖墙高厚比,沿齿缝弯曲抗拉强度和沿通缝弯曲抗拉强度,确定砖墙构造柱和圈梁的间距,并采用合理的相关构造要求,以达到快速施工和经济安全的目的。

[1]GB 50003-2001,砌体结构设计规范[S].

[2]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

[3]GB 50009-2001,建筑结构荷载规范[S].