2013年結(jié)構(gòu)工程師：砌體結(jié)構(gòu)

　　一、引言

　　砌體的結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)的墻體材料，在我國的各類建筑中仍占80%以上的比例。近些年來，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，新型墻體材料也不斷涌現(xiàn)，如從歐美引進的混凝土小型空心砌塊就是其中的一種。另外，結(jié)合就地取材的原則生產(chǎn)的各種地方性砌體材料，如蒸壓類和燒結(jié)類的非粘土多孔磚和實心磚。這都為砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用擴大了領(lǐng)域和范圍。

　　現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)已與傳統(tǒng)的砌體有許多區(qū)別。按照砌體中的配筋率大小可將其分為無筋砌體結(jié)構(gòu)、約束砌體和配筋砌體三類，它們的界限定義為：僅有少量的拉結(jié)鋼筋，含筋量在0.07%以下時為無筋砌體;約束砌體適用于地震設(shè)防地區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)，如在墻段邊緣設(shè)置邊緣構(gòu)件(鋼筋混凝土構(gòu)造柱)，同時墻段上下設(shè)置有圈梁，此類砌體結(jié)構(gòu)的特點是在砌體周邊均有鋼筋混凝土約束構(gòu)件，砌體配筋量在0.07%-0.17%左右;配筋砌體適用于10層以上的中高層建筑，如配筋混凝土空心砌塊，其實就是一種砌筑成型的剪力墻結(jié)構(gòu)，其配筋率也接近于現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，即在0.2%左右。

　　1966年的邢臺地震和1976年的唐山地震等數(shù)十次破壞性大地震，以及1923年日本關(guān)東大地震等，幾乎無一例外的表明無筋砌體結(jié)構(gòu)不能承受大地震的考驗。因此目前國外抗震規(guī)范一般只允許建造3層及三層以下的砌體結(jié)構(gòu)。

　　盡管砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能如此之差，然而在城鎮(zhèn)建設(shè)中，由于我國人口集中，土地有限，所以我們不可能把砌體結(jié)構(gòu)限制過嚴，而是要適應(yīng)發(fā)展的需要，在研究和總結(jié)震害的基礎(chǔ)上，改進砌體的抗震性能，提高它的建造層數(shù)和高度，滿足業(yè)主需要。

　　二、約束砌體

　　砌體結(jié)構(gòu)的脆性性質(zhì)可以通過配筋或加強邊緣約束來改善。1976年唐山大地震后，總結(jié)地震中八棟裂而不倒的砌體房屋的經(jīng)驗，提出了在承重墻體中設(shè)置邊緣約束構(gòu)件的規(guī)定。經(jīng)過二十多年的實踐考驗證明，設(shè)有構(gòu)造柱的砌體房屋，在經(jīng)受九度地震后未發(fā)現(xiàn)有倒塌的實例，此種做法是安全的。但應(yīng)注意以下幾點：

　　1、約束墻體的構(gòu)造柱截面不宜過大，配筋不宜過多。且必須是先于墻后澆構(gòu)造柱混凝土，使柱與墻體能夠緊密結(jié)合，共同工作。此類構(gòu)造柱在墻體受水平地震作用初期應(yīng)力極小，剛度也不大。但當墻體開裂后柱內(nèi)應(yīng)力逐步增大，直到裂縫貫通墻體，構(gòu)造柱才明顯受力直到鋼筋屈服。此時的墻體已破碎，構(gòu)造柱的約束使得墻體破碎而不至于倒塌，從而達到“裂而不到”的目標。如果構(gòu)造柱截面和配筋過大，由于混凝土剛度遠大于砌體墻體，所以構(gòu)造柱會吸收大多數(shù)的地震力，結(jié)果構(gòu)造柱先于墻體破壞，起不到約束墻體的作用。

　　2、構(gòu)造柱的設(shè)置不能改變砌體剛性的性質(zhì)。墻體在豎向和水平地震作用下首先沿45°主拉應(yīng)力的軌跡開裂，并逐步延伸，形成對角的“x”形裂縫;如果墻段的高寬比較大，則在墻體中段會出現(xiàn)水平裂縫段。因此構(gòu)造柱的間距不能過大，否則將會消弱對墻段砌體的約束作用，基本上是縱墻內(nèi)每開間均設(shè)，橫墻內(nèi)間距不大于層高的兩倍。

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