卢留洋 郭未残
河南建筑材料研究设计院有限责任公司(450002)
建筑结构是建筑物的空间骨架系统,是建筑物得以存在的基本物质要素。所以,应当选择一种合理的结构型式。砌体结构是根据建筑构造所采用的材料,将其进行分类而成的。砌体结构设计主要是为了满足砌体材料的抗压强度等力学性能,砌体结构承重计算等的要求。
用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构叫做砌体结构。我国砌体结构应用非常的广泛,它具有可以就地取材,非常好的耐久性和比较好的大气稳定性和化学稳定性,也同样具有不错的保温隔热性能。
砌体结构施工工艺结构简单,不需要模板和特殊的施工设备且能较好地连续施工;砌体结构(在一定的使用范围内)可大量地节约钢材、水泥和木材,因而工程造价低。但是砌体强度低,构件截面尺寸大,因而结构自重大;砌体的抗压、抗剪强度低、砌体结构的抗震性能差;砌筑工作量大,生产效率低。生产轻质、高强的砌块和砖以及高粘结强度的砂浆以克服强度低、自重大的缺点,采用配筋砌体结构或预应力砌体可扩大砌体在地震区和高层建筑中的应用范围。
根据荷载的传递的路线不同,砌体结构的房屋的结构布置可分为横墙承重、纵墙承重、纵横墙承重以及内框架承重四种形式。
横墙承重结构的特点∶横墙数量较多、间距较小。因此房屋的横向刚度较大,整体性能较好,抵抗风荷载、地震作用以及调整地基不均匀沉降的能力较强;屋盖,楼盖结构通常采用钢筋混凝土板,因此屋盖,楼盖结构较简单,施工方便;外纵墙属自承重墙,建筑立面易处理,门窗大小及位置较灵活;横墙较密,建筑平面布局不灵活,今后欲改变房屋的使用条件,拆除横墙较困难。横墙承重结构主要用于房间大小固定、横墙间距较密的住宅、宿舍、学生公寓、旅馆以及招待所等房屋中。
纵墙承重结构的特点∶把荷载传给梁,由梁传给纵墙,纵墙是主要承重墙,横墙只承受小部分荷载,横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要,它的间距比较大。房屋的空间可以比较大,平面布置比较灵活,墙面积较小。纵墙承重结构主要用于开间较大教学楼、医院、食堂、仓库等建筑中。
纵横墙承重结构的特点∶房屋沿纵、横向刚度均较大,砌体应力,而且抗风能力较强;在占地面积相同的条件下,外墙面积较小。纵横墙承重结构主要用于多层塔式住宅等房屋中。
内框架承重结构的特点∶内部可形成空间大,平面布局灵活,容易满足使用要求;与全框架结构相比,由于利用外墙承重,可节约钢材、水泥、降低房屋的工程造价;横墙较少,因此房屋空间刚度较差;砌体和钢筋混凝土是两种力学性能不同的材料,因此这种承重结构在荷载作用下将产生不同的压缩变形而引起较大的附加内力,抵抗地基不均匀沉降的和抗震能力均较差。
砌体结构由于它的元件的组成以及连接方式的原因,抗震性比较低,再加上以前的房屋设计无论是从结构上还是从购买者的心理上都没有做出充分的考虑,所以,其抗震性能更加是大大的打了折扣。往往来说,客厅里面的内纵墙容易断裂,断裂之后就只剩下了外纵墙,但是外纵墙相对位置又大于了4.2 m,当地震来临的时候往往破坏的是横墙之间的距离,使其忽大忽小,由于住宅的刚度很差,然后再加上平面外所受到的剪力,所以出现了水平的裂缝。在施工时候一定要同时交错施工,保证足够的拉结,特别是地震时容易产生裂缝的纵向连接处。以此来保证证住宅的抗震性。目前,配有钢筋的砌体结构建筑技术早已成熟,在设计结构时,可以充分考虑。
采用简单的整体布局,合理的确定构造柱、圈梁的位置,确保砌体墙同墙体之间、构造柱与墙体,楼屋盖与圈梁墙体以及其他混凝土构件与墙体之间设置可靠的连接,能有效的提供砌体结构的抗震性。因为砌体墙在受到地震影响的时候,第一道是砌体墙只出现宽度不大的裂缝,层间变形不大,构造柱尚未开裂;第二道是砌体裂缝大幅度地发展,构造柱及圈梁对砌体约束,使墙体大变形消耗输入的地震能量。
无论采用什么结构形式来设计要因地施宜,必须满足建筑结构的基本要求,选择合理的结构材料,运用合适的计算方法,合理的传导墙体荷载,使建筑结构具有良好的抗震、抗压、耐久和耐用性,同时达到某种美观的效果。
[1]张洪学.砌体结构设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008.
[2]何益斌.建筑结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[3]叶志明.土木工程概论[M].北京:高等教育出版社,2009.
[4]林宗凡.建筑结构原理及设计[M].北京:高等教育出版社,2008.