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砌体结构论文赏析八篇

时间:2023-02-27 11:15:16

砌体结构论文

砌体结构论文第1篇

【提 要】地震是最严重的自然灾害。震灾是通过房屋的倒塌产生。砌体结构抗震性能较差,但只要用滑移减震技术改造彻体结构,此类房屋亦能在特大地震中不倒塌。此种建筑在辽宁省经一年试点推广,受到各方面的普遍欢迎。 【论文关键词】 滑移减震、石墨助滑剂、错动位移。1滑移减震建筑适应工程抗震技术的发展 1.1震灾的严重性 本世纪世界陆地7级以上地震,中国有66次占1/3,人口死亡200多万,中国有115万占1/2。在最近期的1978年唐山大地震中死24万,死伤40万,经济损失100亿人民币。在国内的各种灾害中,属灾死人占54%。经济损失占6%。 1.2震灾预报的艰难性 至今世界上发生了无数次的大小地震,据资料介绍,只有海城与墨西哥两次地震的临震预报稍准,由于中长期预报不准,海城与墨西哥城的建筑物损坏与震灾还是严重的。关于地震发生的机理目前总说纷坛,例如,断裂带错动、地壳板块插入、整板变形断裂,学说越多说明可靠的学说尚未形成。日本是震灾较多,研究地震机理及预报人员最多、水平最高的国家,可是1995年1月17 日偏偏在其预报安全区西部的阪神发生大地震,死5oo0多人,经济损失1000亿美元,全国一遍震惊。因此在1994年在西班牙召开的国际地震会议上有关专家指出,目前地震是不可预报的,因此各国应将重点放在建造耐震的建筑上。 1.3如何吸取唐山大震的经验教训 海城地震后,天津市有些工程搞了抗震加固。在唐山大地震时,这些加固过的工程表现了明显的耐震性能,因此唐山地震后全国开始了大规模的现有建筑抗震加固与新建建筑抗震设防工作。我国的抗震设防是按地区设防烈度划分等级的,例如按六度设计的房屋的设防目标是:遭迂从值烈度(5.5度)时建筑不损坏;遭迂基本烈度(7度)时建筑有些损坏,但可修复使用;遭遇罕遇地震(8度强)时,破坏严重,但下例塌。海城地震时海城是9度,唐山地震时唐山中心区是10度。7度设计的房屋迂海城、唐山那样的9度、10度大震就要破坏倒塌了。全国把大多数地区均划为七度、六度区,由于经济的原因及技术的困难,尚无法按10度的条件设计这些地区的房屋结构,因此无法避免唐山地震的悲剧重演。我国地震工程科技人员寻找新的方法,也就是开始研究隔震、减震。消能与控制技术,从”硬抗”转到“软消”。我院滑移减震建筑技术就是在这种形势下从1985年开始列题研究的项目。 2滑移减震技术研究的主要成果及水平 为了避免唐山大地震的悲剧重演,为了寻求抵御十度大震的建筑技术,在1985年开展了滑移减震技术的研究。从1985年至1990年为项目研究,以机理为主;第二阶段1995年至1997年结合试点建筑,进行设计、构造及施工等配套技术研究。 2.1项目研究成果 (1)石墨是较理想的助滑剂材料:它耐久、构造简单、适宜的上部结构抗震构造与适宜的最大错动位移值。 最大错动位移是54mm;残存错动位移小于20mm; (3)高宽比控制为2,能保证只滑不摇摆; (4)能起到保险丝作用,滑誉减震房7度强时起滑, 10度时上部建筑只滑不破坏倒塌。 1990年经全国著名抗震专家宋秉译、周福霖、刘季、李桂肴、霍自正等组成的鉴定委员会鉴定认为课题成果具有重大的社会效益与经济效益,成果的广度和深度达到国内先进水平,有关计算参数均可为滑移减震消能多层砖房的设计提供依据。 然后根据研究报告编写的论文在第十届世界地震工程会议(西班牙)与国内“建筑结构学报”上发表。均获较高评价。 2.2试点建筑的研究成果 (1)上部结构设计安全度,横墙安全度是相应按7度抗震设计的1.5倍;纵墙是1.8倍。这与辽宁地区目前7度区的七层砖混住宅结构相当; 配套研究了上、下水管、煤气管及暖气管穿过滑移层的柔性接头或柔性构造; (3)构造简单施工方便; (4)采用挖孔桩基础时,由于桩的配筋减少使总造

砌体结构论文第2篇

关键词:剪压复合作用;混凝土空心砌块砌体;抗震抗剪强度;下降段;破坏形态

中图分类号:TU398 文献标志码:A 文章编号:16744764(2012)05000105

随着竖向压应力σy的增加,混凝土空心砌块砌体的剪切破坏依次表现为剪摩、剪压和斜压3类破坏形态[15],如图1所示,而与之对应的分别是库仑、主拉应力和主压应力理论[1, 612],如图2所示。但是,中国现行《砌体结构设计规范》[13](简称砌体规范)和《建筑抗震设计规范》[14](简称抗震规范)对混凝土空心砌块砌体的静力和抗震抗剪强度采用了各自不同形式的库仑理论公式,两者不仅在计算方法上不统一,而且在可靠度的取值上也与相对成熟的烧结普通砖砌体相差较大。具体表现在以下几个方面:

〖=D(〗 吕伟荣,等:混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度〖=〗 1)正如图1、2所示,单一的库伦理论公式仅适用于其对应的剪摩破坏,而对于另两类破坏形态,特别是具有明显下降段的斜压破坏,则拟合较差,甚至偏于不安全[1]。

2)如图3所示,尽管现行抗震规范较2001版规范在混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度计算上进行了调整,但当σ0/fv大于16时,按水平段取值仍不具备下降段,与实际明显不符,不能满足日益增长的高层配筋砌体结构设计[1516]的要求。

3)以MU10、M75的烧结普通砖砌体和MU10、Mb7.5的混凝土砌块砌体为例(取永久荷载分项系数γG=1.2),如图3所示,对于国内试验数据相对较多,运用也较为成熟的烧结普通砖砌体,其静力抗剪强度曲线①普遍高于抗震抗剪强度曲线③;而对实验数据相对较少的混凝土空心砌块砌体,其静力抗剪强度曲线②普遍低于抗震抗剪强度曲线④。两本规范对于这两类砌体结构在抗剪强度计算上表现出来的不同规律,值得商榷。

综上所述,现行抗震规范采用库伦理论公式计算混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度不仅不全面,而且其可靠度也值得质疑。针对以上问题,李晓文[17]、骆万康[18]、蔡勇[8, 12]、梁建国[19]等中国学者均对此进行了系统地研究,并提出了各自的计算公式,但均无法实现对剪摩、剪压和斜压三类破坏形态的全面模拟。

为此,本文作者于2008年提出了砌体剪压破坏区理。该理论认为,既然在多数的砌体剪压试验中剪摩与剪压破坏或剪压与斜压破坏共同出现,不妨将砌体的三类剪压复合破坏分为剪摩剪压破坏区和剪压斜压破坏区,通过引入权函数,推导出相应的砌体静力与动力抗剪强度简化公式[11]:

其中A、B及a需根据试验结果确定。在文[11]中,尽管也曾提出了混凝土空心砌块砌体的抗震抗剪强度公式,但该公式中A、B及a等参数的确定仅仅是在其静力抗剪强度公式的基础上,简单的对其曲线峰值折减15%得到,缺乏试验支持。

因此,本文将基于砌体剪压破坏区理论,引入近年来收集到的中国58片混凝土砌块砌体墙的剪压试验结果[19],在保证可靠度的基础上,运用曲线拟合方法,确定式(1)的3个参数,提出了剪压复合作用下混凝土砌块砌体抗震抗剪强度设计值全曲线公式,解决了现行砌体和抗震规范中存在不合理和不安全的问题。1 剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体的抗剪强度全曲线 砌体剪压破坏区理论简化公式(1)具有下降段,能较全面的模拟砌体剪压破坏全曲线。为此,本文根据图1曲线中相关数学特征,可对公式(1)中的参数A、B及a确定如下:

根据中国现有的58片不同高宽比、不同试件尺寸、不同加载方式的混凝土空心砌块砌体结构试验结果[19],如图4所示,同时参考相关文献研究成果,对剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体抗剪强度曲线的关键参数取值如下:

1)曲线峰值点坐标(b, ymax)的取值

如图5所示,对于坐标系统为x=σy/fm、y= fvm/fm的混凝土空心砌块砌体的剪压相关曲线而言,相关文献中横坐标b的取值各不相同:重庆建筑大学骆万康教授(1999年)对于普通粘土砖动力剪切试验回归曲线峰值点取为0502;湖南大学刘桂秋教授(2000年)对于砌体结构统一取为067[10];而对于混凝土而言,其剪压相关曲线峰值坐标为060。综合以上取值,并考虑到动力试验的取值相对偏低,本文建议取为055。

如图4所示,文[19]的试验值与式(6)计算值比值的平均值为1.27,变异系数为0245,两者吻合较好,且式(6)的计算值偏于安全。

同时,与文[19]的公式相比,式(6)的改进在于:1)具有下降段,能全面的反映剪压复合作用下混凝土空心砌块砌体的剪摩、剪压及斜压3个破坏阶段;2)解决了文[19]的计算取值偏于保守的取值,即当σy,m/fv0, m>5,文[19]取值为水平直线。同时,当σy,m/fv0, m>13.1,文[19]的计算取值由于缺乏下降段而导致不安全,无法适用于高层配筋砌块砌体结构。

2 混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式2.1 γ的取值

与试验平均值公式取值不同,现行砌体规范中已明确给出了fv0和f的取值,根据砌体规范表322所列的混凝土砌块砌体类型,可计算出γ的范围在(0.015~0.050)之间,平均值为0.026,

2.2 抗震抗剪强度设计公式的确定

根据可靠度理论,砌体的强度设计设计值f与强度平均值fm的关系为:

(8)

如图5所示,本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计公式(8)与试验平均值公式(5)相比,不仅具有可靠度保障,而且具有与试验曲线及理论分析相同的特征。为方便工程应用,本文对表1中的各种混凝土砌块砌体组合按式(8)的计算结果与现行规范中所采取的公式计算结果进行了对比,部分结果如下图6所示。

图6的计算结果表明:1)本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度公式(8)普遍低于现行规范规定的混凝土砌块砌体静力抗剪强度计算值,不仅提高了其抗震可靠度,而且较好的统一、协调了烧结普通砖砌体和混凝土砌块砌体的抗震与静力抗剪强度设计值之间的变化关系。2)不同类型的混凝土砌块砌体按式(8)计算的抗震抗剪强度均在σy=f时趋于0,较好地实现了对砌体剪压相关曲线中3个破坏形态的模拟,避免了现行规范中抗剪强度单调递增的不合理和不安全。3 结论

1)在砌体剪压复合破坏区理论基础上,根据中国已有的58片灌芯砌块砌体墙片试验结果,推导出混凝土砌块砌体的剪压相关性试验值曲线公式(5)。与传统砌块砌体剪压相关曲线相比,该曲线不仅光滑连续,而且具有下降段。

2)通过对式(5)曲线顶点按f=0.42 fm进行折减以及起点、终点的相关处理后,本文推导出具有一定可靠度保证的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值公式(8)。如图5所示,经式(8)的计算得到的凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计值不仅低于现行抗震规定的抗震抗剪强度,而且也普遍低于现行规范砌体规定的静力抗剪强度,这表明式(8)不仅满足设计可靠度要求,而且较好的统一、协调了烧结普通砖砌体和混凝土砌块砌体的抗震与静力抗剪强度设计值之间的变化关系。

3)如图6所示,本文提出的混凝土空心砌块砌体抗震抗剪强度设计公式(8)不仅具有下降段,且对于不同类型的砌块砌体组合基本上均在主压应力σy=f时趋于0,较好地实现了对砌体剪压相关曲线中各种破坏形态的模拟,能直接运用于高层砌体结构设计,避免了现行规范中抗剪强度单调递增的不合理和不安全。

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砌体结构论文第3篇

〔关键词〕 无筋砌体 配筋砌体 绿色建材

In this paper, a brief introduction to the achievements in the field of masonry since the founding of P.R. China, which include the usage of all kinds of masonry structures, the development of new masonry materials and its structures and systems, the studies and researches on masonry theory. A recommendation to the development of masonry in future based on the author's knowledge.?

〔keywords〕 unreinforced masonry; reinforced masonry; green building material.

中国是砌体大国,在历史上有举世闻名的万里长城,它是两千多万年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一;有在春秋战国时期就已兴修水利,如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程;有在1400年前由料石修建的现存河北赵县安济桥,这是世界上最早的敞肩式拱桥。该桥已被美国土木工程学会选入世界第12个土木工程里程碑。这些都是值得我们自豪和继承的,也对弘扬我国文化遗产起到积极作用。[1]?解放后我国在砌体结构方面有了很大的发展,分三个方面加以概要介绍。

一 砌体结构量大面广[2]?

解放以来我国砖的产量逐年增长,据统计[3]?,1980年的全国年产量为1600亿块,1996年增至6200亿块,为世界其它各国砖每年产量的总和。全国基建中采用砌体作墙体材料约占90%左右。在办公、住宅等民用建筑中大量采用砖墙承重。50年代这类房屋一般为3-4层,现在已为5-6层,不少城市一般建到7-8层。现在每年兴建的城市住宅建筑面积多达1亿m2以上。根据重庆市1980~1983年新建住宅建筑面积为503万m2,其中采用砖承重的占98%,7~7层以上的占50%,1972年还建成12层住宅。

? 在中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房,以及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。

? 砖石结构还用于建造各种构筑物。如镇江市建成的顶部外经2.18m、底部外径4.78m、高60m的砖烟囱;用料石建成的80m排气塔;在湖南建造的高12.4m、直径6.3m、壁厚240mm的砖砌粮仓群;福建用毛石建造的横跨云宵—东山两县的大型引水工程—向东渠,其中陈岱渡槽全长4400m,高20m,槽支墩共258座,工程规模宏大。此外我国在古代建桥技术的基础上,于1959年建成跨度60m、高52m的石拱桥,接着又建成了敞肩式现代公路桥,最大跨度达120m——湖南乌巢河大桥。我国建成的100m以上的石拱桥有10座(包括乌巢河桥),每座都有新发展和世界纪录。

? 我国还积累了在地震区建造砌体结构房屋的宝贵经验。我国绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区。地震烈度≤6度的砌体结构经受了地震的考验。经过设计和构造上的改进和处理,还在7度区和8度区建造了大量的砌体结构房屋。据不完全统计,从80年代初至今10多年间我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积已达70-80亿m2[4]。

二 新材料、新技术、新结构的研究与应用

60年代以来,我国粘土空心砖(多孔砖)的生产和应用有较大的发展,在南京建造了6-8层的空心砖承重的旅馆。当时空心砖孔洞率为22%,与实心砖强度等效,但可减轻自重17%、墙厚减小20%,节省砂浆20~30%,砌筑工时少20-25%,墙体造价降低19~23%。根据节能进一步要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为380×240×190、孔洞率为40%的烧结保温空心砖(块),这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5Mpa,热阻1.649m2K/W。在主要力学和热工性能的指标接近或达到国际同类产品的水平[5]。《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准,为这种砖的推广创造了条件。

? 近10余年来,采用砼、轻骨料砼或加气砼,以及利用河砂、各种工业废料、粉煤灰、煤干石等制无热料水泥煤渣砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。1958年建成采用砌块作墙体的房屋,经过四十多年的实践,砌块墙体已成为我国墙体革新的有效途径之一。砌块种类、规格较多,其中以中、小型砌块较为普遍,在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计[6],1996年全国砌块总产量约为2500万m3,各类砌块建筑

约5000万m2,近十年砼砌块与砌块建筑的年递增都在20%左右,尤其以大中城市推广迅速,以上海推广砌块建筑为例,1994年约50万m2,1995年100万m2,1996年约150万m2,到1999年一季度累计完成的砌块建筑450万m2。这些砌块建筑大多是多层的,至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手和进行试点工作,如1982年建成的广西区科委十层砌块住宅试验楼、1986年建成的广西区建二公司十一层小砌块试验楼(7度设防),[7]为我国砌块中高层的发展作了开创性的工作。从90年代初期,在总结国内外配筋砼砌块试验研究经验的基础上,我国在配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破,在此基础上开展了更具代表性和针对性的试点工程[10],如1997年建成的盘锦市国税局15层砌块住宅,1998年建成的上海砼空心砖块配筋砌体住宅试点工程[8]。试点工程实践表明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益:前者15层砌块建筑,节省钢材45%、土建造价降低18%;上海18层节约钢材25%,土建造价降低7.4%。因此,将中高层配筋砌块结构体系纳入到我国砌体结构设计规范中是理所当然的。由此可见,作为粘土砖的主要替代材和某些功能强于粘土砖的砌块的发展前景是非常好的。

? 我国在50年代~70年代,采用预制大型墙板建造多层住宅,如采用振动砖墙板、烟灰煤渣、矿渣砼墙板建造了几十万m2的建筑。近10多年来北京等地采用内浇(砼)外砌的混合结构建造中高层建筑,取得了较好的经济效益。最近几年清华大学开展了多层大开间砼核心筒、砌体外墙的混合结构的试验研究和小规模试点工程,在改进和扩展砌体结构的性能和应用范围作了有益的探索。[12、13]

? 我国配筋砌体应用研究起步较晚,60年代衡阳和株州一些房屋的部分墙、柱采用网状配筋砌体承重,节省纲材和水泥。1958~1972年在徐州采用配筋砖柱建筑了12-24m、吊车起重量50-200t的单层厂房36万m2,使用情况良好。70年代以来,尤其是1975年海城—营口地震和1976年唐山大地震之后,对设置构造柱和圈梁的约束砌体进行了一系列的试验研究,其成果引入我国抗震设计规范。在此基础之上,通过在砖墙中加大加密构造柱形成所谓强约束砌体的中高层结构的研究取得了可喜的成果。如辽宁省沈阳市、江苏徐州、湖南长沙、兰州等地先后建造了8~9层上百万m2的这类建筑,获得了较好的经济效益。这些研究成果有的已纳入到地方标准或国家标准[14、15、16]。这是我国科研工作者在粘土砖砌体低强材料情况下,向中高层作出的贡献。利用如此低的砌体材料在地震区建造如此之高的建筑唯有中国!

? 和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体,即国外广泛应用的配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和纲筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪力墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体具有强度高、延性好,和钢筋砼剪力墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构[6]。如美国抗震规范规定,配筋砌体的适用范围同钢筋砼结构。我国在80年代初期主持编制国际标准《配筋砌体设计规范》[11]起至今对其进行了较为系统的试验研究[7、8、9],表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构,如广西的10-11层、盘锦的15层、上海的18层等。目前正在筹建的配筋砌块高层有首钢十八层配筋砌块住宅工程(8度设防),辽宁抚顺6栋16层砌块住宅、哈尔滨2栋18层砌块住宅等。可见配筋砌体中高层的研究和应用具有十分广阔的前景。

? 我国有着用砖砌筑拱和券的丰富经验,解放以来,又向新的结构形式和大跨度方向发展。50-60年代修建了一大批砖拱屋盖和楼盖,还建成了10.5×11.3m的扁球形砖壳屋盖,16×16m的双曲扁球型砖薄壳和40m直径的园形球砖壳。60年代南京用带勾空心砖建成14×10m双曲扁壳屋盖仓库,以及10m直径的园形壳屋盖油库,在西安建成了24m双曲扁壳屋盖等。70年代我国还在闽清梅溪大桥工程中建成88m跨的(砼助)双曲砖拱桥等。

三 砌体结构理论研究与计算方法

解放前直至1950年我国谈不上有任何结构设计理论。国家建委于1956年批准在我国推广应用苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》NUTY120-55,直到60年代。60~70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查,总结出一套符合我国实际、比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砌体受压构件的承载力计算、按刚弹性方案考虑房屋的空间工作,以及有关构造措施方面具有我国特色。在此基础上于1973年颁布了国家标准《砖石结构设计规范》GBJ3-73。这是我国第一部砖石结构设计规范。从此使我国的砌体结构设计进入了一个崭新的阶段。70年代中期至80年代末期,为修订GBJ3-73规范,我国对砌体结构进行了第二次较大规模的试验研究,其中收集我国历年来各地试验的砌体强度数据4023个,补充长柱受压试件近200个,局压试件100多个,墙梁试件200多根及2000多个有限元分析数据和进行了11栋多层的砖房空间性能实测和大量的理论分析工作等。这样在砌体结构的设计方法、多层房屋的空间工作性能、墙梁的共同工作,以及砌块的力学性能和砌块房屋的设计方面取得了新的成绩。此外对配筋砌体、构造柱和砌体房屋的抗震性能方面也进行了许多试验研究。相继出版了《中型砌块建筑设计与施工规范》JGJ5-80、《砼小型空心砌块建筑设计与施工规程》JGJ14-82、《冶金工业厂房钢筋砼墙梁设计规程》YS07-79、《多层砖房设置钢筋砼构造柱抗震设计与施工规程》JGJ13-82等,特别是《砌体结构设计规范》GBJ3-88,使我国砌体结构设计理论和方法趋于完善。我国砌体结构可靠度的设计方法,已达到当前的国际先进水平。对于多层砌体房屋的空间工作,在墙梁中考虑墙和梁的共同工作和局压设计方法等专题的研究成果在世界上处于领先地位。近10余年来,特别是《砌体结构设计规范》GBJ3-88颁行后,进入了第三次较大规模的修订时期。如1995年颁行的《砼小型空心砖块建筑技术规程》JGJ/T14-95,通过试验增强抗震构造措施,使原规范(JGJ14-82)可增加一层,扩大了地震区的应用范围。1999年6月1日颁行的《砌体工程施工及验收规范》GB50203-98,取代了《砖石工程施工及验收规范》GB203-83。它主要补充了近年来新型材料和配筋砌体施工技术、施工质量控制等级方面的内容。目前正在修编的《砌体结构设计规范》GBJ3-88,主要在砌体结构可靠度方面、配筋砼砌块砌体、墙梁的抗震方面作了调整和补充。砌体结构可靠度,根据我国当前国情,作了适当的上调。这样作主要为促进采用较高等级的砌体材料,提高耐久性和适当提高抗风险能力。配筋砌体,特别是配筋砼砌块中高层,根据我国主编的国际标准《配筋砌体结构设计规范》和我国近年来各地较大规模的试验研究和试点建筑的经验,使我国配筋砌体的理论更完善,应用范围和限制有了较大的扩展和突破。如其应用范围,已达到钢筋砼剪力墙的适用范围。配筋灌孔砼砌块砌体是作为一个体系纳入到砌体规范中的,它的未来的实施,对促进我国砌块结构向高档次发展具有重要作用。

? 另外本次修订增补了墙梁在地震区的设计方法,进一步扩大了这种结构形式的使用范围。另外根据多年来砌体结构,特别是新型墙体材料结构的温度裂缝、干燥收缩裂缝普遍比较严重,进行深入研究后,增加了比较有效的抗裂构造措施。

? 我国砌体结构理论近年来有较大提高,反映在《砌体结构设计规范》GBJ3-88颁行前后,陆续出版了许多教材和著作,如丁大钧主编的《砌石结构》、《砌体结构学》、施楚贤主编的《砌体结构理论与设计》,以及《砌体结构论文集》、《砌体结构设计手册》等。这些对促进我国砌体结构的发展有一定作用。

四 展望?

砌体是包括多种材料的块体砌筑而成的,其中砖石是最古老的建筑材料,几千年来由于其良好的物理力学性能、易于取材、生产和施工,造价低廉,致今仍成为我国主导的建筑材料。但是我国的砌体材料普遍存在着自重大、强度低、生产能耗高、毁田严重、施工机械化水平较低,和耐久性、抗震性能较差等弊病。因此我认为要针地这些问题开展下列方面的工作。

1、积极开发节能环保形的新型建材[3]

? 1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念,1992年6月联大巴西里约热内卢环境和发展世界各国首脑会议,通过了“21世纪议程”宣言,确认了“可持续发展”的战略方针,其目标是:依据环境再生、协调共生、持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物的再利用和净化。保护生态环境以确保人类社会的可持续发展。

? 近年来发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展,我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机,遵照江泽民同志“经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,决不能走浪费资源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗饭、断子孙路……。”的指示精神,迅速行动起来,广泛研制“绿色建材”产品,取得了初步成果。

?1) 加大限制高能耗、高资源消耗、高污染低效益的产品的生产力度。如对粘土砖(按1996年生产6000亿块的代价是毁田10万多亩、能耗6000万吨标煤)国家早就出台了减少和限制的政策。近年的限制力度越来越大,如北京、上海等城市在建筑上不准采用粘土实心砖,这间接地促进了其它新材的发展。

?2) 大力发展蒸压灰砂废渣制品。这包括钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖及其空心砌块、粉煤灰加气砼墙板等。这些制品我国80年代以前生产量曾达2.5亿块,吃掉工业废渣几百万吨,但由于种种原因大多数厂家已停产,致使粘土砖生产回潮。今后应加大科研投入、改进工艺、提高产品性能和强度等级、降低成本,向多功能化发展。

?3) 利用页岩生产多孔砖。我国页岩资源丰富,分布地域较广。烧结页岩砖具有能耗低、强度高、外观规则,其强度等级可达MU15~MU30,可砌清水墙和中高层建筑。页岩砖在四川、湖北和大连等地已初步应用。如城都的“绵城苑”小区16万m2的建筑均采用这种砖。

?4) 大力发展废渣轻型砼墙板。这种轻板利用粉煤灰代替部分水泥,骨料为陶粒、矿渣或炉渣等轻骨料,加入玻璃纤维或其它纤维。以及其它轻材料墙板,提高砌体施工技术的工业化水平。

?5) GRC板的改进与提高。这种板自重轻、防火、防水、施工安装方便。GRC空心条板是大力发展的一种墙体制品,需用先进的生产工艺和装配,以提高板的产量和质量。

?6) 蒸压纤维水泥板。我国是世界上第三大粉煤灰生产国,仅电力工业年排灰量达上亿吨,目前的利用率仅为38%。其实粉煤灰经处理后可生产价值更高的墙体材料。如高性能砼砌块、蒸压纤维增强粉煤灰墙板等。它具有容重低、导热系数小、可加工性强、颜色白净的特点,目前全国的产量已达700万m2。

?7) 大力推广复合墙板和复合砌块。目前国内外没有单一材料,既满足建筑节能保温隔热,又满足外墙的防水、强度的技术要求。因此只能用复合技术来满足墙体的多功能要求。如钢丝网水泥夹芯板。目前看来,现场湿作业,抹灰后难以克服龟裂现象有待改进。

?复合砌块墙体材料,也是今后的发展方向,如采用矿渣空心砖、灰砂砌块、砼空心砌块中的任一种与绝缘材料相复合都可满足外墙的要求,目前已有少量生产。我国在复合墙体材料的应用方面已有一定基础,宜进一步改善和完善配套技术,大力推广,这是墙体材料“绿色化”的主要出路。

2、发展高强砌体材料

? 目前我国的砌体材料和发达国家相比,强度低、耐久性差。如粘土砖的抗压强度一般为7.5~15Mpa,承重空心砖的孔隙率≤25%。而发达国家的抗压强度一般均达到30~60Mpa,且能达到100Mpa,承重空心砖的孔洞率可达到40%,容重一般为13KN/m3,最轻可达0.6KN/m3。根据国外经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进,是可以显著提高烧结砖的强度和质量的。如我国中美合资大连太平洋砖厂可生产出20Mpa~100Mpa的页岩砖。由于强度高、耐久性、耐磨性和独特的色彩,可作清水墙和装饰材料,已出口和广泛用于高档建筑。高强块材具有比低强材料高得多的价格优势。

? 根据我国对粘土砖的限制政策,可就地取材、因地植宜,在粘土较多的地区,如西北高原,发展高强粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙装饰砖、块材等;在少粘土的地区发展高强砼砌块、承重装饰砌块和利废材料制成的砌块等。

? 在发展高强块材的同时,研制高强度等级的砌筑砂浆。目前的砂浆强度等级最高为M15。当与高强块材匹配时需开发大于M15以上的高性能砂浆。我国正在起草的《砼小型空心砌块砂浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5~M30,灌孔砼的强度等级为C20~C40,这是砼砌块配套材料方面的重要进展,对推动高强砌体材料结构的发展有重要作用。

? 根据发展趋势,为确保质量,发展干拌砂浆和商品砂浆具有很好的前景。前者是把所有配料在干燥状态下混合装包供应现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆,价格约高20%左右。商品砂浆的优点同商品砼。这类砂浆的发展一旦取代传统砂浆,将是一个多么巨大的变化!

3、继续加强配筋砌体和预应力砌体的研究。

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定型生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒(ф≤25)、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对配筋砌块结构的质量至关重要。

?预应力砌体其原理同预应力砼,能明显地改善砌体的受力性能和抗震能力。国外,特别是英国在配筋砌体和预应力砌体方面的水平很高。我国80年代初期曾有过研究,但直至最近才有少数专家研究,如重庆建筑大学的骆万康教授对预应力砖墙的抗震设计提出了建议。[17]

4、加强砌体结构理论的研究

? 进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能,通过物理和数学模式,建立精确而完整的砌体结构理论,是世界各国关心的课题。我国在这方面的研究具有较好的基础,有的题目有一定的深度,[18]继续加强这方面的工作十分有利,对促进砌体结构发展也有深远意义。为此还必须加强对砌体结构的实验技术和数据处理的研究,使测试自动化,以得到更精确的实验结果。

?正如一位资深砌体结构学者,E、A、James指出“砌体结构经历了一次中古欧洲的文艺复兴,其有吸引力的功能特性和经济性,是它获得新生的关键。我们不能停留在这里。我们正在进一步赋予砌体结构的新的概念和用途”。我们对砌体结构的未来充满信心,在党的方针政策的正确指引下,坚持科学态度,敢于创新,不断努力,为我国及世界的砌体结构的发展作出更大的贡献。

参考文献

?1、丁大钧.《砌体结构》教学刍议.建筑结构.1999.(3)

?2、施楚贤主编.砌体结构理论与设计.中国建筑工业出版社.1992.

?3、周玉琴等.浅谈新世纪“绿色建材”在国内外发展趋势.天津墙改办.墙改与节能.1999.(2)

?4、建筑结构设计统一标准修订组.我国建筑结构设计可靠度设定水平分析与改进意见.1999.7

?5、郑墨林.烧结保温空心砌块的性能与应用初探.天津墙改办.墙改与节能.1999.(2)

?6、苑振芳.砼砌块建筑发展现状及展望.工程建设标准化.1998.(6)

?7、广西建科所.抗震设防(7度)配筋小砌块高层建筑研究—成果鉴定资料.1987.12

?8、肖小松.砼砌体的性质.同济大学博士后工作报告.1998.5

  9、谢小军.砼小砌块砌体力学性能及其配筋砌体抗震性能的研究.湖南大学硕士论文.1998?

  10、苑振芳.15层配筋砌块住宅试点工程简介.施工技术.1998.(7)

?11、苑振芳.国际标准《配筋砌体结构设计与施工规范》简介.工程建设标准化.1995.(5)

砌体结构论文第4篇

【关键词】砌体结构;土木工程;课程教学;教学改革

为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的需要,2010年6月,中国工程院和教育部牵头,联合有关部门和行业协(学)会,启动实施“卓越工程师教育培养计划”,以促进我国高等工程教育的改革。该计划要求培养造就一大批创新能力强,适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。为了满足国家建设对土木工程卓越人才的迫切需求,有效的推动各高校土木工程专业卓越工程师教育培养计划的实施,促进高等学校土木工程专业教育改革[1],土木工程领域的各门专业课程进行了不同程度的教学改革研究,本文拟对砌体结构课程教学改革提出一些思考。

砌体结构有着悠久的历史,是我国应用广泛的结构形式之一。近年来为适应我国经济建设的可持续发展和墙体的材料的不断革新、建筑节能、环境保护以及提高建筑物抵抗自然灾害能力的需要,砌体结构的相关内容也在进行着一系列的更新。砌体结构课程作为土木工程专业的一门重要的专业课,通过对该课程的学习,使学生掌握砌体及其基本材料力学性能,掌握砌体结构设计的基本原理,能计算砌体结构构件承载力,掌握混合结构房屋的墙体设计方法和构造措施,为今后从事砌体结构的设计、施工打下基础。砌体结构课程对培养学生的工程实践能力和工程创新能力有着重要的作用。因此,对砌体结构课程的教学进行改革就变得十分重要。本文从砌体结构课程的特点出发,分析了以往的教学方法,根据自己的多年的教学经验,在此基础上提出了一些自己的思考,以便改进教学效果,达到卓越工程师培养要求。

一、砌体结构课程的特点

砌体结构课程的主要内容包括:砌体结构的材料,基本设计规定,无筋砌体构件和配筋砌体构件设计,墙、柱的构造措施,圈梁、过梁、墙梁和挑梁的设计,砌体结构构件抗震设计等。砌体结构课程有如下特点:

1. 砌体结构构件承载力计算中的系数比较多。例如:砌体强度设计值调整系数、砌体局部抗压强度提高系数、受压构件承载力影响系数、上部荷载的折减系数,梁端底面压应力图形的完整系数、垫块外砌体面积的有利影响系数、刚性垫块的影响系数等等,而这些系数在计算中往往又需要根据不同的情况采用不同的数值,这就容易让学生在学习中容易混淆,容易忽略,弄不清楚明白。

2. 砌体结构课程中的计算公式主要来源于试验数据。结构设计的公式常常是根据试验结果统计回归以后,给出的一个便于计算的式子。它不像我们学的数学、力学等有严密的逻辑推导过程,在公式的推导过程中让学生加深了对它的认识和理解。而砌体就是试验图表,然后根据图表给出了公式,这让学生记住公式相对来说要困难一些。

3.砌体结构构件有些比较抽象,内部布置难以理解。比如:配筋砖砌体构件、组合砖砌体构件、配筋砌块砌体构件中的钢筋的布置等等,这些对于学生来说比较抽象,很难在脑海中想象出它的实际布置情况,这就加大了我们在讲解这部分内容的难度。

4.砌体结构的构造内容比较多,比较繁琐,容易混淆。比如:网状配筋砖砌体的体积配筋率有最大值和最小值的要求,钢筋的间距有最大和最小的要求,圈梁和构造柱根据不同的情况其纵筋和箍筋的配筋要求也不同等等。这些要求都是工程中应该满足的最低要求,我们的计算结果必须符合这些要求,但是往往在学生的学习过程中被大家给忽略了。

二、砌体结构课程教学中存在的问题

砌体结构课程作为土木工程的专业课,已经存在了很多年。只是各个高校在课程设置上稍有区别,有的院校是把砌体结构课程和混凝土结构课程合并为混凝土和砌体结构课程,有的院校是把砌体结构课程单独设立的,但不管是哪种课程设置方式,砌体结构讲授的内容都是没有变的。它都是按照先材料性能、设计方法,然后到各种受力构件承载力计算,再到混合砌体结构的墙柱设计,最后是过梁、墙梁、挑梁及圈梁的设计。由于近年来地震比较活跃,工程经验和研究成果比较多,所以砌体结构中又加入了砌体抗震设计的内容。砌体结构课程头绪比较多,内容比较繁杂,传统的教学方式只是按顺序讲解各个部分,而各个部分的内容又是相对独立的,在学习的过程中学生就容易忽略各部分相互之间的联系,对所学的知识就容易遗忘,常常是学了后面忘了前面,不会前后联系加深记忆理解。另外传统的教学方法都是依据教材,通过板书和多媒体课件的方式按部就班的来进行讲授。对于对砌体结构没有形象认识的学生的来说,这种授课的方式让学生很难理解课堂中所讲授的内容。比如墙体中拉结钢筋的位置,构造柱马牙槎的砌筑等等,学生很难想象,当然也就更不容易理解了。但是如果我们在讲解这些内容之前,就让学生先对砌体结构有一个感性的认识,那么在后续的学习中,学生可能更容易理解课程内容。当然现在的多媒体课件也可以通过图片向学生展示各种砌体结构构件,这也有助于学生对课程内容的理解,但是图片毕竟不是实物,它没有实物那么形象、具体,不能象实际工程可以给人留下更深刻的印象。鉴于目前砌体教学中存在的这些问题,有必要对其进行改革。

三、砌体结构课程的教学思考

根据砌体结构课程的特点,总结以往教学中存在的问题,按照国家中长期人才培养计划的要求,提出了如下的一些教学思考。

1. 注重课程内容体系的整体性教学

砌体结构课程各个部分的内容看起来是相对独立的,但相互之间实质上是有联系的。砌体结构课程内容实质上是遵循设计的过程需要来进行的安排,比如砌体结构是由各种砌体构件组成的,砌体构件又是由各种砌体材料构成的,所以进行结构设计首先就需要先了解材料的性能,然后了解由这种材料所构成的构件的性能,最后才能弄明白由这些构件所构成的结构的性能。这就需要老师在教学中抓住这一主线进行各部分内容的衔接,注意前后知识的一个连续性,让学生在学习中知道前后知识之间的联系,并且通过例题讲解,习题练习训练,引导学生在做题的过程中,将前后各部分知识点联系起来灵活运用。这样不仅复习了以前的知识,而且加深了对各个知识点的理解运用。比如注册结构师资格考试题就是不错的练习题,因为这些考试题与实际联系紧密,学生比较感兴趣,而且每道试题涉及的知识点比较多,通过这些题的练习可以让学生熟悉相关知识的运用,而且能够把所学的不同知识点串联起来,有利于学生从整体上把握专业知识,加深专业知识在实际中的运用理解。

2. 加强课程的实践性教学

砌体结构是一门工程类的课程,它与工程实际是密不可分的,为了能很好的学习它,应该与工程实际相结合,加强学生对它的认知。在课程开始之初就应该安排学生进行砌体结构的认识实习,组织学生去施工现场参观,了解砌体结构的各个构件所处位置,留下一些更形象具体的认识。在讲解后续课程内容时,学生就可以和以前参观的工程实物相联系,这样更直观,更容易理解课程内容,对课程内容的理解也更深入,学习起来的兴趣也更大一些。在课程结束的时候,又可以组织学生去施工现场参观,这时就可以结合课程内容,对学生所学砌体结构课程内容做一个总结,让学生对所学课程知识有一个更全面更深入的理解,并能将所学的知识和实际工程相联系。

对砌体结构课程来说,实际工程的参观认识是非常重要的,它对课程学习的作用是不能替代的。进行现场参观后再课堂学习再现场参观,这是认识事物、了解事物、理解事物的一个过程,对学生认识砌体结构、理解砌体结构理论,应用砌体结构知识有着重要的帮助[2]。

3. 重视教师自身的不断学习

砌体结构既传统,又不断的焕发出新的活力。新型的墙体材料、新技术、新结构不断涌现,砌体结构设计计算理论也得到了不断的完善,形成了比较完整的具有中国特色的设计计算理论和应用体系。现行的《砌体结构设计规范》(GB5000.-2011)吸收了近年来的工程经验和研究成果,它的颁布和实施使中国砌体结构的设计水平有了新的提高。相应的砌体结构课程的内容就需要做出更新,这就需要老师不断的学习能够及时掌握新规范、新技术的内容,并且能按照新规范、新技术的内容对砌体的教学内容做出相应的修改,让学生能够尽快的获取最新的砌体结构的计算理论和设计方法,

四、结语

通过对以往教学方法的总结,根据自己多年的教学经验,本文提出了注重课程内容体系的整体性教学,加强课程的实践性教学,重视教师自身的不断学习等三个方面的教学改革。希望通过这些教学改革,能够让学生更好的掌握理论知识,并能将理论灵活的运用到实际工程中,让学生能够成为适应社会发展的工程技术人员,达到人才培养的要求。

参考文献:

[1] 阎奇武.砌体结构[M].武汉大学出版社.2014.

[2] 齐岳.砌体结构课程教学改革探讨[J].高等建筑教育,2014.23(1):58~60.

[3] 徐占发.砌体结构[M].北京:中国建材工业出版社。2010.

[4] 中华人民共和国国家标准GB50003-2011砌体结构设计规范[S]。北京:中国建筑工业出版社。2012.

[2]章志光.社会心理学[M].人民教育出版社,2008.

[3]李玉龙.高职院校学风建设[J].教育与职业,2014,(35):54-55.

[4]孙勇.生源多样化背景下高职院校学风建设的研究与实践[J].价值工程,2014,(27):252-253.

[5]冉福祥.新时期加强和改进高职院校学风建设的对策研究[J].价值工程,2014,(11):275-276.

砌体结构论文第5篇

关键词:二次结构砌筑;施工要求;质量控制

一?引言

随着建筑行业的不断发展,框架结构、框架剪力墙结构等得到了广泛的应用。通过对2008年5月12日汶川地震灾害的伤亡人数来看,在这次灾害中90%以上的人员伤亡都是由于房屋倒塌所致,只有极少部分的伤亡人数是由于自然灾害本身所致。

通过近年来的房屋倒塌事故的原因来看,房屋的二次结构砌筑工程的安全性能与结构的主体结构的安全性能一样重要,对结构的整体组成以及安全性能起着至关重要的作用。下面对于二次砌筑的施工工艺以及施工注意事项做了介绍。

二?二次砌筑工程施工工艺

(1)原材料的控制

二次砌筑工程首先要对原材料的质量进行控制,而对于砌筑质量控制的第一步应该加强对砌块质量的控制。砌块要求力学性能、外观等方面要符合一定的规范规程的设计要求。其次是对砂浆质量的控制,通常情况下,对于标高在±0.000以上的墙体采用砂浆的标号为M5的水泥砂浆,而对于标高在±0.000以下的墙体采用砂浆的标号为M7.5的水泥砂浆。

(2)构造柱要求

砌筑工程中构造柱应与马牙槎相连,形成结合体系,马牙槎应采用进退结合的方式,其构造尺寸见图1,对构造柱的施工要求见图表1。

表1?构造柱的施工要求

构造柱 内容

构造柱的设置 按照设计图纸要求,填充墙在内墙转角处,外挑墙端及墙长≥5m的墙中应设构造柱。

构造柱的要求 构造柱厚度同墙厚,宽度200mm,柱内竖筋4Φ12,箍筋Φ6@200,接头范围箍筋加密100mm,加密高度600mm。基础墙体构造柱箍筋间距为100mm。

(3)门窗过梁及洞口设置

对于门窗洞口过梁可以采用预制和现浇的方法,二次砌筑的根据洞口宽度以及梁的长度进行合适的配筋,其配筋方案见表2。二次砌筑的门窗洞口应采用抱框,其厚度应采用与墙厚相同。在门窗洞口处若没有挑板时,则在二次砌筑时应将砌块内灌入砂浆,以满足力学性能的要求。

表2?门窗洞口配筋表

洞口宽度L 尺寸h 配筋

L≤1200 120 2?8?2?12??6@200

1200≤L≤2500 200 2?10?3?12??6@200

2500≤L≤3000 300 2?10?3?16??6@150

三?二次砌筑工程施工注意事项

(1)二次砌筑砂浆要按照规范要求和施工要求进行配比,其中材料的质量比在经过合理的计算后进行规范的称量,同时拌制砂浆时应采用机器搅拌的方法,通常搅拌时间不低于2.5分钟。若无条件限制需要采用人工搅拌时,则应该规定一定的搅拌时间。搅拌的砂浆应在一定时间内用完,否则会影响二次砌筑的施工质量,通常情况下再搅拌后3小时候用完。

(2)由于在砌筑工程过程中不可避免的会留下脚手架与砌筑房屋的空洞(俗称脚手架眼),而一般的工程要求脚手架眼应满足一定的要求,见表3。

表3?不能留脚手架眼的位置

脚手架眼位置 要求内容

窗间墙附近 根据强制性标准的规定宽度小于1m的窗间墙,以及门窗洞口的两侧200mm和转角处450mm的范围内不得留置脚手架眼。

梁附近 梁或梁垫下及其左右500mm范围内

(3)在砌筑的转角处应采用同时砌筑的方法,若采用非开砌筑则会导致接缝处力学性能不符合要求而导致工程质量的下降。同时二次砌筑的方法一般可概述为上下砖错开砌筑、砂浆应与缝隙处饱满结合等,且要符合规范要求。

参考文献:

[1] 章春华.浅谈建筑外墙面砖的施工方法[J].黑龙江科技信息,2011,(15).

[2] 王占辉.论冬季建筑施工应采取的技术措施[J].黑龙江科技信息,2010,(26).

[3] 施楚贤主编. 砌体结构理论与设计 (第二版). 北京: 中国建筑工业出版社,2003, 1-381

[4] 杨伟军. 混凝土砌体配筋剪力墙研究及砌体结构可靠性分析: [湖南大学博士学位论文]. 长沙: 湖南大学, 2000, 29-40

砌体结构论文第6篇

一 砌体结构量大面广[2]

解放以来我国砖的产量逐年增长,据统计[3],1980年的全国年产量为1600亿块,1996年增至6200亿块,为世界其它各国砖每年产量的总和。全国基建中采用砌体作墙体材料约占90%左右。在办公、住宅等民用建筑中大量采用砖墙承重。50年代这类房屋一般为3-4层,现在已为5-6层,不少城市一般建到7-8层。现在每年兴建的城市住宅建筑面积多达1亿m2以上。根据重庆市1980~1983年新建住宅建筑面积为503万m2,其中采用砖承重的占98%,7~7层以上的占50%,1972年还建成12层住宅。

 在中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房,以及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。

 砖石结构还用于建造各种构筑物。如镇江市建成的顶部外经2.18m、底部外径4.78m、高60m的砖烟囱;用料石建成的80m排气塔;在湖南建造的高12.4m、直径6.3m、壁厚240mm的砖砌粮仓群;福建用毛石建造的横跨云宵—东山两县的大型引水工程—向东渠,其中陈岱渡槽全长4400m,高20m,槽支墩共258座,工程规模宏大。此外我国在古代建桥技术的基础上,于1959年建成跨度60m、高52m的石拱桥,接着又建成了敞肩式现代公路桥,最大跨度达120m——湖南乌巢河大桥。我国建成的100m以上的石拱桥有10座(包括乌巢河桥),每座都有新发展和世界纪录。

 我国还积累了在地震区建造砌体结构房屋的宝贵经验。我国绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区。地震烈度≤6度的砌体结构经受了地震的考验。经过设计和构造上的改进和处理,还在7度区和8度区建造了大量的砌体结构房屋。据不完全统计,从80年代初至今10多年间我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋建筑面积已达70-80亿m2[4]。

二 新材料、新技术、新结构的研究与应用

60年代以来,我国粘土空心砖(多孔砖)的生产和应用有较大的发展,在南京建造了6-8层的空心砖承重的旅馆。当时空心砖孔洞率为22%,与实心砖强度等效,但可减轻自重17%、墙厚减小20%,节省砂浆20~30%,砌筑工时少20-25%,墙体造价降低19~23%。根据节能进一步要求,近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上,制造出规格为380×240×190、孔洞率为40%的烧结保温空心砖(块),这种保温砖的密度为1012kg/m3,抗压强度10.5Mpa,热阻1.649m2K/W。在主要力学和热工性能的指标接近或达到国际同类产品的水平[5]。《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准,为这种砖的推广创造了条件。

 近10余年来,采用砼、轻骨料砼或加气砼,以及利用河砂、各种工业废料、粉煤灰、煤干石等制无热料水泥煤渣砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。1958年建成采用砌块作墙体的房屋,经过四十多年的实践,砌块墙体已成为我国墙体革新的有效途径之一。砌块种类、规格较多,其中以中、小型砌块较为普遍,在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计[6],1996年全国砌块总产量约为2500万m3,各类砌块建筑

约5000万m2,近十年砼砌块与砌块建筑的年递增都在20%左右,尤其以大中城市推广迅速,以上海推广砌块建筑为例,1994年约50万m2,1995年100万m2,1996年约150万m2,到1999年一季度累计完成的砌块建筑450万m2。这些砌块建筑大多是多层的,至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手和进行试点工作,如1982年建成的广西区科委十层砌块住宅试验楼、1986年建成的广西区建二公司十一层小砌块试验楼(7度设防),[7]为我国砌块中高层的发展作了开创性的工作。从90年代初期,在总结国内外配筋砼砌块试验研究经验的基础上,我国在配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破,在此基础上开展了更具代表性和针对性的试点工程[10],如1997年建成的盘锦市国税局15层砌块住宅,1998年建成的上海砼空心砖块配筋砌体住宅试点工程[8]。试点工程实践表明,中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益:前者15层砌块建筑,节省钢材45%、土建造价降低18%;上海18层节约钢材25%,土建造价降低7.4%。因此,将中高层配筋砌块结构体系纳入到我国砌体结构设计规范中是理所当然的。由此可见,作为粘土砖的主要替代材和某些功能强于粘土砖的砌块的发展前景是非常好的。

 我国在50年代~70年代,采用预制大型墙板建造多层住宅,如采用振动砖墙板、烟灰煤渣、矿渣砼墙板建造了几十万m2的建筑。近10多年来北京等地采用内浇(砼)外砌的混合结构建造中高层建筑,取得了较好的经济效益。最近几年清华大学开展了多层大开间砼核心筒、砌体外墙的混合结构的试验研究和小规模试点工程,在改进和扩展砌体结构的性能和应用范围作了有益的探索。[12、13]

 我国配筋砌体应用研究起步较晚,60年代衡阳和株州一些房屋的部分墙、柱采用网状配筋砌体承重,节省纲材和水泥。1958~1972年在徐州采用配筋砖柱建筑了12-24m、吊车起重量50-200t的单层厂房36万m2,使用情况良好。70年代以来,尤其是1975

年海城—营口地震和1976年唐山大地震之后,对设置构造柱和圈梁的约束砌体进行了一系列的试验研究,其成果引入我国抗震设计规范。在此基础之上,通过在砖墙中加大加密构造柱形成所谓强约束砌体的中高层结构的研究取得了可喜的成果。如辽宁省沈阳市、江苏徐州、湖南长沙、兰州等地先后建造了8~9层上百万m2的这类建筑,获得了较好的经济效益。这些研究成果有的已纳入到地方标准或国家标准[14、15、16]。这是我国科研工作者在粘土砖砌体低强材料情况下,向中高层作出的贡献。利用如此低的砌体材料在地震区建造如此之高的建筑唯有中国!  和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体,即国外广泛应用的配筋砼砌块剪力墙结构,这种砌体和纲筋砼剪力墙一样,对水平和竖向配筋有最小含钢率要求,而且在受力模式上也类同于砼剪力墙结构,它是利用配筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用,是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体具有强度高、延性好,和钢筋砼剪力墙性能十分类似,可以用于大开间和高层建筑结构[6]。如美国抗震规范规定,配筋砌体的适用范围同钢筋砼结构。我国在80年代初期主持编制国际标准《配筋砌体设计规范》[11]起至今对其进行了较为系统的试验研究[7、8、9],表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构,如广西的10-11层、盘锦的15层、上海的18层等。目前正在筹建的配筋砌块高层有首钢十八层配筋砌块住宅工程(8度设防),辽宁抚顺6栋16层砌块住宅、哈尔滨2栋18层砌块住宅等。可见配筋砌体中高层的研究和应用具有十分广阔的前景。

 我国有着用砖砌筑拱和券的丰富经验,解放以来,又向新的结构形式和大跨度方向发展。50-60年代修建了一大批砖拱屋盖和楼盖,还建成了10.5×11.3m的扁球形砖壳屋盖,16×16m的双曲扁球型砖薄壳和40m直径的园形球砖壳。60年代南京用带勾空心砖建成14×10m双曲扁壳屋盖仓库,以及10m直径的园形壳屋盖油库,在西安建成了24m双曲扁壳屋盖等。70年代我国还在闽清梅溪大桥工程中建成88m跨的(砼助)双曲砖拱桥等。

三 砌体结构理论研究与计算方法

解放前直至1950年我国谈不上有任何结构设计理论。国家建委于1956年批准在我国推广应用苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》NUTY120-55,直到60年代。60~70年代初,在我国有关部门的领导和组织下,在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查,总结出一套符合我国实际、比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砌体受压构件的承载力计算、按刚弹性方案考虑房屋的空间工作,以及有关构造措施方面具有我国特色。在此基础上于1973年颁布了国家标准《砖石结构设计规范》GBJ3-73。这是我国第一部砖石结构设计规范。从此使我国的砌体结构设计进入了一个崭新的阶段。70年代中期至80年代末期,为修订GBJ3-73规范,我国对砌体结构进行了第二次较大规模的试验研究,其中收集我国历年来各地试验的砌体强度数据4023个,补充长柱受压试件近200个,局压试件100多个,墙梁试件200多根及2000多个有限元分析数据和进行了11栋多层的砖房空间性能实测和大量的理论分析工作等。这样在砌体结构的设计方法、多层房屋的空间工作性能、墙梁的共同工作,以及砌块的力学性能和砌块房屋的设计方面取得了新的成绩。此外对配筋砌体、构造柱和砌体房屋的抗震性能方面也进行了许多试验研究。相继出版了《中型砌块建筑设计与施工规范》JGJ5-80、《砼小型空心砌块建筑设计与施工规程》JGJ14-82、《冶金工业厂房钢筋砼墙梁设计规程》YS07-79、《多层砖房设置钢筋砼构造柱抗震设计与施工规程》JGJ13-82等,特别是《砌体结构设计规范》GBJ3-88,使我国砌体结构设计理论和方法趋于完善。我国砌体结构可靠度的设计方法,已达到当前的国际先进水平。对于多层砌体房屋的空间工作,在墙梁中考虑墙和梁的共同工作和局压设计方法等专题的研究成果在世界上处于领先地位。近10余年来,特别是《砌体结构设计规范》GBJ3-88颁行后,进入了第三次较大规模的修订时期。如1995年颁行的《砼小型空心砖块建筑技术规程》JGJ/T14-95,通过试验增强抗震构造措施,使原规范(JGJ14-82)可增加一层,扩大了地震区的应用范围。1999年6月1日颁行的《砌体工程施工及验收规范》GB50203-98,取代了《砖石工程施工及验收规范》GB203-83。它主要补充了近年来新型材料和配筋砌体施工技术、施工质量控制等级方面的内容。目前正在修编的《砌体结构设计规范》GBJ3-88,主要在砌体结构可靠度方面、配筋砼砌块砌体、墙梁的抗震方面作了调整和补充。砌体结构可靠度,根据我国当前国情,作了适当的上调。这样作主要为促进采用较高等级的砌体材料,提高耐久性和适当提高抗风险能力。配筋砌体,特别是配筋砼砌块中高层,根据我国主编的国际标准《配筋砌体结构设计规范》和我国近年来各地较大规模的试验研究和试点建筑的经验,使我国配筋砌体的理论更完善,应用范围和限制有了较大的扩展和突破。如其应用范围,已达到钢筋砼剪力墙的适用范围。配筋灌孔砼砌块砌体是作为一个体系纳入到砌体规范中的,它的未来的实施,对促进我国砌块结构向高档次发展具有重要作用。

 另外本次修订增补了墙梁在地震区的设计方法,进一步扩大了这种结构形式的使用范围。另外根据多年来砌体结构,特别是新型墙体材料结构的温度裂缝、干燥收缩裂缝普遍比较严重,进行深入研究后,增加了比较有效的抗裂构造措施。

 我国砌体结构理论近年来有较大提高,反映在《砌体结构设计规范》GBJ3-88颁行前后,陆续出版了许多教材和着作,如丁大钧主编的《砌石结构》、《砌体结构学》、施楚贤主编的《砌体结构理论与设计》,以及《砌体结构论文集》、《砌体结构设计手册》等。这些对促进我国砌体结构的发展有一定作用。

四 展望

砌体是包括多种材料的块体砌筑而成的,其中砖石是最古老的建筑材料,几千年来由于其良好的物理力学性能、易于取材、生产和施工,造价低廉,致今仍成为我国主导的建筑材料。但是我国的砌体材料普遍存在着自重大、强度低、生产能耗高、毁田严重、施工机械化水平较低,和耐久性、抗震性能较差等弊病。因此我认为要针地这些问题开展下列方面的工作。

1、积极开发节能环保形的新型建材[3]

 1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念,1992年6月联大巴西里约热内卢环境和发展世界各国首脑会议,通过了“21世纪议程”宣言,确认了“可持续发展”的战略方针,其目标是:依据环境再生、协调共生、持续自然的原则,尽量减少自然资源的消耗,尽可能对废弃物的再利用和净化。保护生态环境以确保人类社会的可持续发展。

 近年来发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展,我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机,遵照同志“经济的发展,必须与人口、环境、资源统筹考虑,决不能走浪费资源和先污染后治理的老路,更不能吃祖宗饭、断子孙路……。”的指示精神,迅速行动起来,广泛研制“绿色建材”产品,取得了初步成果。

1) 加大限制高能耗、高资源消耗、高污染低效益的产品的生产力度。如对粘土砖(按1996年生产6000亿块的代价是毁田10万多亩、能耗6000万吨标煤)国家早就出台了减少和限制的政策。近年的限制力度越来越大,如北京、上海等城市在建筑上不准采用粘土实心砖,这

间接地促进了其它新材的发展。 2) 大力发展蒸压灰砂废渣制品。这包括钢渣砖、粉煤灰砖、炉渣砖及其空心砌块、粉煤灰加气砼墙板等。这些制品我国80年代以前生产量曾达2.5亿块,吃掉工业废渣几百万吨,但由于种种原因大多数厂家已停产,致使粘土砖生产回潮。今后应加大科研投入、改进工艺、提高产品性能和强度等级、降低成本,向多功能化发展。

3) 利用页岩生产多孔砖。我国页岩资源丰富,分布地域较广。烧结页岩砖具有能耗低、强度高、外观规则,其强度等级可达MU15~MU30,可砌清水墙和中高层建筑。页岩砖在四川、湖北和大连等地已初步应用。如城都的“绵城苑”小区16万m2的建筑均采用这种砖。

4) 大力发展废渣轻型砼墙板。这种轻板利用粉煤灰代替部分水泥,骨料为陶粒、矿渣或炉渣等轻骨料,加入玻璃纤维或其它纤维。以及其它轻材料墙板,提高砌体施工技术的工业化水平。

5) GRC板的改进与提高。这种板自重轻、防火、防水、施工安装方便。GRC空心条板是大力发展的一种墙体制品,需用先进的生产工艺和装配,以提高板的产量和质量。

6) 蒸压纤维水泥板。我国是世界上第三大粉煤灰生产国,仅电力工业年排灰量达上亿吨,目前的利用率仅为38%。其实粉煤灰经处理后可生产价值更高的墙体材料。如高性能砼砌块、蒸压纤维增强粉煤灰墙板等。它具有容重低、导热系数小、可加工性强、颜色白净的特点,目前全国的产量已达700万m2。

7) 大力推广复合墙板和复合砌块。目前国内外没有单一材料,既满足建筑节能保温隔热,又满足外墙的防水、强度的技术要求。因此只能用复合技术来满足墙体的多功能要求。如钢丝网水泥夹芯板。目前看来,现场湿作业,抹灰后难以克服龟裂现象有待改进。

复合砌块墙体材料,也是今后的发展方向,如采用矿渣空心砖、灰砂砌块、砼空心砌块中的任一种与绝缘材料相复合都可满足外墙的要求,目前已有少量生产。我国在复合墙体材料的应用方面已有一定基础,宜进一步改善和完善配套技术,大力推广,这是墙体材料“绿色化”的主要出路。

2、发展高强砌体材料

 目前我国的砌体材料和发达国家相比,强度低、耐久性差。如粘土砖的抗压强度一般为7.5~15Mpa,承重空心砖的孔隙率≤25%。而发达国家的抗压强度一般均达到30~60Mpa,且能达到100Mpa,承重空心砖的孔洞率可达到40%,容重一般为13KN/m3,最轻可达0.6KN/m3。根据国外经验和我国的条件,只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进,是可以显着提高烧结砖的强度和质量的。如我国中美合资大连太平洋砖厂可生产出20Mpa~100Mpa的页岩砖。由于强度高、耐久性、耐磨性和独特的色彩,可作清水墙和装饰材料,已出口和广泛用于高档建筑。高强块材具有比低强材料高得多的价格优势。

 根据我国对粘土砖的限制政策,可就地取材、因地植宜,在粘土较多的地区,如西北高原,发展高强粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙装饰砖、块材等;在少粘土的地区发展高强砼砌块、承重装饰砌块和利废材料制成的砌块等。

 在发展高强块材的同时,研制高强度等级的砌筑砂浆。目前的砂浆强度等级最高为M15。当与高强块材匹配时需开发大于M15以上的高性能砂浆。我国正在起草的《砼小型空心砌块砂浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为M5~M30,灌孔砼的强度等级为C20~C40,这是砼砌块配套材料方面的重要进展,对推动高强砌体材料结构的发展有重要作用。

 根据发展趋势,为确保质量,发展干拌砂浆和商品砂浆具有很好的前景。前者是把所有配料在干燥状态下混合装包供应现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆,价格约高20%左右。商品砂浆的优点同商品砼。这类砂浆的发展一旦取代传统砂浆,将是一个多么巨大的变化!

3、继续加强配筋砌体和预应力砌体的研究。

我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系,但需研制和定型生产砌块建筑施工用的机具,如铺砂浆器、小直径振捣棒(ф≤25)、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对配筋砌块结构的质量至关重要。

预应力砌体其原理同预应力砼,能明显地改善砌体的受力性能和抗震能力。国外,特别是英国在配筋砌体和预应力砌体方面的水平很高。我国80年代初期曾有过研究,但直至最近才有少数专家研究,如重庆建筑大学的骆万康教授对预应力砖墙的抗震设计提出了建议。[17]

4、加强砌体结构理论的研究

砌体结构论文第7篇

关键词:砌体结构裂缝控制措施,建议

 

根据工程实践和统计资料显示,砌体结构常见裂缝分为三大类:一类是温度裂缝、一类是干燥裂缝也称干缩裂缝以及两者共同作用产生的裂缝和其它裂缝。

1.裂缝产生的原因、部位、特征

1.1温度裂缝产生的原因、部位及特征

温度的变化会引起材料的热胀冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,会对墙体产生温度裂缝,由于混凝土顶板的温度比其下墙体温度高得多,混凝土的线膨胀系数又比砌体大得多,故混凝土顶板与墙体之间存在温度变形差,变形差在砌体中产生很大的拉力和剪力,剪应力在墙体内分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小使墙体产生裂缝。其常见部位是混凝土平屋面下两端的墙体上,门窗洞口边的正八字斜裂缝、顶层纵横墙交接处的阶梯形裂缝、混凝土屋面与墙体交接处或顶层圈梁与墙体间沿灰缝的水平裂缝、以及水平包角裂缝、屋顶女儿墙的不平裂缝。这些裂缝经过一个冬夏这后,会渐渐稳定不再继续发展,但仍会随着温度变化而略有变化。

1.2干缩裂缝产生的原因、部位及特征

对于混凝土砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。例如混凝土小型砌块是由碎石或卵石为粗骨料制做而成的,本身就具有混凝土的脆性,同时又存在着干缩的重要特性,在自然养护28天后,其干缩只能完成50%左右,干缩率为0.3—0.45mm/m,相当于25——40℃的温度变形,可见干缩变形的影响很大。对于轻骨料砌块来说干缩变形更大。免费论文。干缩变形的特征早期发展很快,以后渐渐减慢,几年后才能完成。但干缩后的材料受潮后仍会发生膨胀,脱水后会再次发生干缩变形,只是较第一次干缩变形小,约为第一次的80%左右,但仍会产生干缩裂缝。免费论文。烧结粘土砖及其它材料的烧结制品,其干缩变形虽然很小且变形完成也比较快,但在潮湿环境下会产生较大的湿胀,而且这种湿胀是不可逆的变形,其产生的裂缝同样属于干缩裂缝。干缩变形引起的裂缝在建筑上分布较广,数量较多。裂缝的程度也比较严重,如房屋内外纵墙中间对称的倒八字裂缝,建筑底部一至二层窗台过的斜裂缝或竖向裂缝,在屋顶圈梁下的水平裂缝和水平包角裂缝,各楼层的窗过梁两端裂缝,窗台两角斜裂缝,大片墙面上的底部重,上部轻的竖向裂缝,不同材料结合处的裂缝等。

1.3温度、干缩共同作用引起的裂缝及其它裂缝

无论是烧结类砌体还是非烧结类砌体,在建筑物上都存在着温度、干缩共同作用下的裂缝。这两种裂缝的组合因具体条件不同而呈现的裂缝也不同,其裂缝较单一因素裂缝更为严重。另外,设计上的疏忽,材料质量不合格,施工质量差,操作的过于简单,砌体强度不足等因素而产生的裂缝也是裂缝的重要因素。对于新型墙体材料没有针对性的构造措施,砌体表面杂物清理不彻底,材料堆放没有相应的技术措施,工人技术水平差,都会造成墙体水平裂缝。

2砌体裂缝的控制

2.1设计方面控制

提高设计者的设计理论水平,实践、实验能力。根据裂缝的性质及影响因素有针对性的做出预防和控制裂缝的措施,在重视强度的同时增加抗裂构造措施,将多发裂缝区域抗裂措施加以说明,并明确交底,细化设计说明 ,提供相应的抗裂节点详图,尽可能的将可避免的裂缝消灭在设计当中。

2.2施工方面控制

施工前技术人员应仔细阅读图纸,做好施工前交底,砌筑工人持证上岗,加强学习,提高砌筑工人技术水平。所用材料必须提供进场合格证、准用证及复试报告。严格按照操作规程施工配制砂桨。原材料必须符合要求。施工配合比必须计量准确,拌制砂桨的和易性良好,稠度控制在50—70mm。建立工序交接检查,质量专检,报检制度,杜绝野蛮施工,偷工减料现象,确保砌体质量。

3控制砌体裂缝的具体措施建议

3.1在控制裂缝观念上引入“防”、“放”、“抗”相结合的思想观念,使设计者在重视强度的同时, 同样重视抗裂构造措施,将先进的切实可行的构造作法编入《砌体规范》。

3.2控制混凝土屋面的温度变化与砌体干缩变形引起的墙体裂缝,应在屋面放置保温隔热层,在屋面设置排气道,将潮汽有效排出,找平层上设置控制缝,其间距不应大于6m,在挑檐板长度方向设置不大于10m的分隔缝,缝宽不小于20mm,用弹性油膏嵌缝,除温度伸缩缝外,宜在墙体适当部位设设置控制缝,其间距不宜大于30m。

3.3控制主要由墙体材料的干缩引起的裂缝应在砌体上设置竖向控制缝

控制缝位置宜设在建筑物的一、二层和顶层;按墙体的高度、厚度有变化处;门窗口的一侧或两侧;距相交墙转角墙允许接缝距离的一半处。控制缝应作成隐式,与墙体灰缝一致,其宽度不大于12mm,内嵌弹性密封材料,控制缝间距不应大于8m或墙高的三倍; (无洞墙体)不应大于6m, (有洞墙体)不应大于4.5m

3.4在楼盖和屋盖处、墙体的顶部、窗台的下部设置直径不小于2ψ16,间距不大于2400mm也不小800mm的配筋带。在墙洞口上、下第一道和第二道灰缝;楼盖标高以上;屋盖标高以一的第二或第三道灰缝设置纵筋,直径不小于25,横筋间距不大于200mm的钢筋焊接网片,间距不大于600mm,伸入洞口每侧长度不小于600mm的灰缝钢筋。免费论文。配筋带及灰缝钢筋应通长设置,锚固在相交墙或转角墙内,其锚固长度不小于400mm,保护层上下不小于3mm,外侧不小于15mm,并应进行防腐处理。

参考文献:

1 肖亚明,砌体结构裂缝与控制问题研究综述,第三届全国工程学术会议论文集,1994

2 范振方,砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论,《工程建议标准化》,1996

3 配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制,第10届国际砌体会议论文集,1994

4 《砌体设计规范》

5 《砌体结构施工技术操作规程》DB211900.4—2005J10514-—2005

砌体结构论文第8篇

【关键词】砌体结构,主要震害,震害特征,抗震设计

中图分类号:TU973+.31文献标识码: A 文章编号:

一、前言

砌体结构建筑设计中的抗震设计,关乎民生,关乎经济发展,社会稳定,对房屋建筑实施结构设计,主要涉及对建筑高度,承载力,总体结构,各个部件的性能规划等一系列的因素,要求通过对各个构件和整体规划的基础上,既实现满足居民生活生产保障安全的需要,又具有值得欣赏的美学价值。增强房建结构的抗震设计,必须综合考虑地基,房屋的结构体系选择,综合布局等多方面建设因素,是一项及其专业,严谨,复杂的高技术工作。

二、多层砌体房屋的主要震害特征

1.多层砌体房屋的破坏分析

(一)墙体的破坏

在多层砌体房屋中,墙体的震害表现在产生斜向或交叉裂缝、水平裂缝或竖向裂缝。破坏严重的墙体产生滑移、错位、交叉裂缝两侧的三角楔块脱落,使墙体不足以抵抗上部荷载和水平地震作用,出现歪斜甚至倒塌。

(二)楼梯间的破坏

楼梯间的震害除了墙体开裂外,也会发生预制踏步在接头处拉开,以及现浇楼梯踏步板与平台梁相连接处拉断等。

(三)纵横墙连接的破坏

纵横墙连接处由于受到2个方向的地震作用,受力比较复杂,容易产生应力集中现象。如果纵横向墙体之间缺乏足够的拉结,施工没有很好咬搓砌筑,地震时在连接处容易产生竖向裂缝,严重时纵横墙向墙体脱开、纵墙外闪倒塌,使房屋丧失整体性。

2.底层框架砖房的主要震害特征

(一)震害多发生在房屋的底层,房屋上部震害与多层砖房类似,其破坏程度比底层小。

(二)底层为框架结构时的震害比底层为框架-剪力墙时震害大;剪力墙少的房屋震害比剪力墙多时严重。

(三)底层的震害表现为:墙比柱严重,柱比梁严重。

三、砌体结构的抗震设计

虽然砌体结构房屋地震时的破坏较为严重,但地震震害调查结果也表明:凡是通过合理的抗震设计,采取恰当的抗震构造措施,并且保证砌体材料和施工的质量,在不高于9级地震区建造的砌体房屋仍然具有较强的抗震能力,安全是可以得到保证的。

1.合理的结构选型及布置

选择哪种砌体结构是抗震结构设计中的关键环节,应从抗震的概念设计出发,综合建筑使用功能、技术、经济和施工等方面进行选择。

(一)多层砌体房屋应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。而底层框架砖房底部应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,抗震墙应均匀对称布置或基本均匀对称布置,上部布置同多层砌体房屋。

(二)房屋的平面最好是矩形的,若由于使用的要求,在平面或立面上必须做成复杂体型时,应采用防震缝将复杂的体型分割成若干规正、简单体型的组合,以避免地震时房屋各部分由于振动不协调产生的破坏。

(三)房屋的层数或总高度不能超出GB50011)2001中7.1.2条的限值。现在不少建筑采用了蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖,应注意6、7烈度时采用蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体的房屋,当砌体的抗剪强度不低于粘土砖砌体的70%时,房屋的层数应比粘土砖房屋减少一层,高度应减少3 m,且混凝土构造柱应按增加一层的层数所对应的粘土砖房设置。

(四)普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6 m;底层框架砖房的层高不应超过4.5 m。若因建筑功能要求,某楼层的层高超过规定限值时,应于该楼层承重墙沿墙长每隔不大于2m增设一根构造柱。

(五)房屋的承重外墙,每个开间最多只能开设一个窗洞,当同一个开间兼有门和窗时,门与窗应连成一个洞口。同一轴线上的窗间墙宜等宽。

(六)多层砌体住宅应设置不少于三道承重纵墙,且每道纵墙沿各自轴线对齐、贯通。若因建筑布局必须错位时,每段纵墙的高长比不应超过相应烈度的房屋高宽比限值,较窄墙段的两端还应增设构造柱。

(七)楼梯间不应设置在房屋的终端和转角处,如果由于建筑功能要求,楼梯间必须设在第一开间或其他外墙转角处,则需采取局部加强措施,如根据烈度的高低,在楼梯间的四角或仅在外墙转角处设钢筋混凝土构造柱,在楼梯休息平台板标高处增设圈梁或配筋砖带,在顶层楼梯间增设水平配筋带或圈梁等。

2.计算简图及计算方法的选取要正确,符合实际情况

(一)计算简图:计算多层砌体房屋地震作用时,应取一个结构单元作为计算单元,在计算单元中将各楼层的质量集中到楼、屋盖标高处。多层砌体房屋可视为嵌固于基础顶面的竖向悬臂梁,各质点的计算高度取楼(屋)盖到结构底部的距离。计算简图中结构底部按下列规定取值:当基础埋置较浅时取为基础顶面;当基础埋置较深时,可取为室外地坪下0.5 m处;当设有整体刚度很大的全地下室时,则取为地下室顶板顶部;当地下室整体刚度较小或为半地下室时,则应取为地下室室内地坪处。对于底层框架砖房,应将上部结构转为直接作用在底部框架上的均布荷载和弯矩进行计算。

(二)计算方法:一般情况下,多层砌体房屋的抗震承载能力的验算采用底部剪力法,仅考虑水平地震作用,沿房屋的横向和纵向分布进行验算。对于很不规则的房屋,可采用振型分解反应谱法进行验算。对于底层框架砖房,上部楼层地震剪力的计算与多层砌体房屋相同。由于底部相对薄弱,因此应考虑塑性变形集中的影响,底层的纵向和横向地震剪力设计值应乘以增大系数;对于底部二层的结构,底层与第二层的纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数。

3.抗震构造措施到位

(一)按规范要求设置构造柱,尤其注意构造柱上下端箍筋应加密时的配筋。在墙端有构造柱时应锚入构造柱,当墙端无构造柱时,应将水平筋弯折成直钩。

(二)在高度方向减少构造柱数量时,应加强减少构造柱处的墙的相互拉结措施,包括采取加强圈梁等措施。

(三)在地震区,砌体房屋的圈梁应符合抗震规范GB50011)2001表7.3.3要求,现浇楼盖不单独设置圈梁亦未沿墙周边设置加强钢筋,该加强钢筋一般可用2φ12 mm通长筋平放或竖放于墙中板边,与板的钢筋绑扎,两端可靠地锚固于构造柱内。

(四)当楼、屋盖中有较大的梁或屋架支承在墙上或砌体柱上时,支座处应设置抵抗水平向作用的措施:增加支座处的螺栓数量和强度、加大梁或屋架的支承长度、支承处墙内若有构造柱,则应增大构造柱内配筋,甚至按排架柱考虑。

五、结束语

在建筑行业中,砌体结构是最为重要的结构主体之一,而最大的威胁便是地震,因此,加强对建筑结构的抗震设计,必将会被提升到建筑设计新的战略高度。要保证建筑结构抗震设计的高效完成,应当在遵循相关规范要求的原则上,对其进行科学合理地设计,使建筑物具有可靠的抗震性能,达到建筑物小震不坏,中震可修,大震不倒的要求。相信,随着设计师抗震设计水平的提高,做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计指日可待。

参考文献:

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[2]李庆元,砖砌体结构抗震设计及加固验算简化方法[会议论文] 2010 - 第二届全国工程结构抗震加固改造技术交流会

[3]-王玉,王贵臣 浅谈砌体结构抗震设计[期刊论文] 《企业导报》 -2011年21期

[4]蔡贤辉,李刚,程耿东,重视砌体结构的抗震构造和加固技术的研究和推广[会议论文] 2008 - 2008年汶川地震建筑震害分析与重建研讨会