多层砖混结构房屋设计中的问题分析.doc

1、1多层砖混结构房屋设计中的问题分析摘要：砖混结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点，多年来砖混房屋是我国当前多层建筑中使用最广范的一种建筑形式。砖混结构多采用粘土砖和混合砂浆砌筑，通过内外砖墙的咬砌达到具有一定整体连接性的目的。多层砖混砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质，变形能力小，导致房屋的抗震性能较差。因此在多层砖混结构房屋设计中着重其抗震设计具有重要的意义。本文首先分析了砖混结构的优点，然后归纳了目前砖混结构抗震设计中存在的问题，最后从七大方面详细探讨了多层砖混结构房屋设计中的要点。 关键词：多层；砖混结构；平面布置；抗震；构造柱 Abstract: bric

2、k structure because material is convenient, simple construction, short construction period and low cost etc, brick houses over the years is the most widely used in our countrys current multi-storey building fans a kind of architectural form. The clay brick and mix mortar masonry brick structure, thr

3、ough the bite of internal and external brick wall build by laying bricks or stones a certain overall connectivity. Of multilayer brick masonry structure due to the basic materials and connection mode determine the brittleness nature, small deformation, lead to poor seismic performance of the 2buildi

4、ng. So in multi-layer brick mixing structure housing design focuses on the seismic design is of great importance. This paper analysis the advantages of brick structure, and then summarizes the current problems existing in the aseismic design of brick structure, finally from the seven aspects of mult

5、i-layer brick mixing structure housing design is discussed in detail. Key words: layers; Brick structure; Layout; Earthquake; The reduction 中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 砖混结构的优点 由于砖是最小的标准化构件，对施工场地和施工技术要求低，可砌成各种形状的墙体，各地都可生产。它具有很好的耐久性、化学稳定性和大气稳定性。可节省水泥、钢材和木材，不需模板，造价较低。施工工艺与施工设备简单。砖的隔音和保温隔热性要优

6、干混凝土和其他墙体材料，因而砖混结构在低层住宅建设中广泛采用的结构形式。 目前砖混结构抗震设计中存在的问题 （一）高度超限 城市住宅多层砖混结构房屋建设中，房屋超高或超层时有发生，尤其是底层为“家带店”的砖混结构房屋，高度超过限值 1m 以上。 （二）结构布置不合理 住宅砖混结构房屋为追求大客厅，布置大开间和大门洞，有的大门3洞间墙宽仅 240mm，并将阳台作成大悬挑延扩客厅面积；住宅砖房中限于场地或“造型” ，布置成复杂平面，或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐，或墙体沿竖向布置上下不连续等等。在“综合楼”砖混房屋中，底层或顶层有采用“混杂”结构体系的，即为满足部分大空间需要，在底层或顶层局部采

7、用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大，当作框架结构。 （三）设计中不作抗震承载力计算 多层砖房抗震设计中，未作抗震承载力计算的占多数，加之缺乏工程经验，使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距非常的远。 多层砖混结构设计中的几个问题 （一）科学布局建筑的平面和立面 建筑平面和立面的规整性是整个结构设计中一个十分基础、重要的内容。抗震设计中，建筑平面、立面宜尽可能简洁、规则，结构质量中心与刚度中心相一致。 对于结构平面布置不规则的房屋质心与刚度中心往往不容易重合，在地震作用下会产生扭转效应，大大加剧地震的破坏力度；对体型不规则的房屋应注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。 建筑立面应避免

8、头重脚轻，房屋重心尽可能降低，避免采用错落的立面，突出屋面建筑部分的高度不应过高，以免地震时发生鞭梢效应，同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。 3、建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案，即使不可避免时，也应尽量在适当部位设置防震缝，将体型复4杂，平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。在实际工程设计中，应尽可能兼顾建筑造型，又满足使用功能要求的前提下，将平面布置、立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方，同时又能有效地提高工程的抗震性能。 （二）基础的设计要点 住宅为价值高、使用期长的耐用消费品，为了增强房屋整体性，提高其抗震能力，多层砖混结构住宅

9、一般都需设置圈梁和构造柱或芯柱，因而房屋造价较高。为了充分利用地基承载能力，发挥基础与墙体之间的协同工作能力，在地基承载力不变的条件下改进基础设计，用独立基础代替条形基础，发挥墙体与独立基础之间的拱作用效应，适当增设墙下地梁，使地梁在一定程度上发挥墙梁的功能，从而减少场地开挖土石方量和基础砌体量，降低工程造价。以下从条形基础与独立基础的砌体用量比较上作一探讨。 1、条形基础砌体量 设条形基础的断面如图 1 所示。为了简化计算，忽略刚性基础的台阶部分，则条形基 础的核心为一梯形，其体积为： 式中，b-条形基础顶面宽度； B-条形基础底面宽度； H1-条形基础高度； 5图 1 基础剖面图 独立基础

10、砌体用量 设独立基础的断面如图 2 所示。为了简化计算，忽略独立基础的台阶部分，则独立基础的核心为一棱台，其体积可表示为: 式中，n= A0独立基础顶面面积； A独立基础底面面积； H2独立基础高度。 基础砌体量比较 当用两个独立基础代替某段条形基础时，若设地梁视为独立基础的扩展部分，考虑它们之间的协同工作，计算可得两个独立基础砌体量仅占原条形基础砌体量的 47.4%。当房屋平面尺寸较大而采用较多墙体时，基础砌体用量可大幅度减少，其综合经济效果是很显著的, 这样就可以从基础工程节省的资金中拿出一部分加强墙体与独立基础的构造措施，使它们能有效地协同工作。 对于五层、六层砖混住宅楼的计算结果分别如

11、图 3、4 所示。由此可见，基础砌体用量的减少幅度约为 4253%，此外，独立基础比条形基础的场地开挖土石方量少，施工方便，工期也可相应缩短。 图 3 五层砖混结构基础砌体减少率 6图 4 六层砖混结构基础 （三）构造柱的设置 1、外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按要求设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。 2、教学楼、医院等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按要求设置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，应按要求设置构造柱，但不超过四层、不超过三层和不超过二层时，应按增加二层后的层数对待。 3、构造柱最小截面可采用 240

12、mm180mm，纵向钢筋宜采用 412，箍筋间距不宜大于 250mm，且在柱上下端宜适当加密；超过六层、超过五层，构造柱纵向钢筋宜采用 414， 箍筋间距不应大于 200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。 4、构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔 500mm 设26 拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于 1m。 5、构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。 6、房屋高度和层数接近的限值时，纵、横墙内构造柱间距应符合下列要求： （1）横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍，下部 1/3 楼层的构造柱间距适当减小。 （2）当外纵墙开间大于 3.9m 时，应另设

13、加强措施。内纵墙的构造柱间距不宜大于 4.2m。 7由外墙尽端到门窗洞边最小尺寸当外墙为 240mm 时不得小于 500mm，当外墙为 370mm 时不得小于 630mm，墙角处应改用 L 形构造柱加强，L 形构造柱两肢端面均不小于 500mm240mm，并按角部构造柱配筋。 （四）合理布置纵墙和横墙 多层砖混房屋的主要承重构件是纵、横墙体，在地震中主要由于承重纵、横墙在地震力作用下产生裂缝，严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象，使房屋破坏，所以合理布置纵、横墙对提高房屋抗震性能起很大的作用。 1、多层砖混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

14、，沿竖向应上下连续，同时轴线上的窗间墙宽度宜均匀。 2、墙体布置时，应尽量采用纵墙贯通的平面布置，当纵墙不能贯通布置时，可在纵横墙交接处采取加强措施，也可在纵、横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱，并适当加强构造配筋；必要时还可以每隔一定高度放置水平拉结筋，以加强房屋整体性，防止纵、横墙交接处被拉开。 3、在地震中多层砖混房屋的横向地震力主要由横墒承担，不仅要求横墙有足够的承载力，而且楼盖必须具有能将地震力传给横墙的水平。 4、当横墙间距过大时，纵向砖墙会因过大的层间变形而产生平面的弯曲破坏，使楼盖失去传递水平地震力的能力，从而导致地震力还未传到横墙，纵墙就已先破坏，所以有效地控制横墙间距能提高房屋

15、的抗震能力。 （五）楼梯的设计 8楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是粱下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一，局部不合适处可以采用折板楼梯。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。（六）增加墙体面积，提高砂浆强度 历次震害表明，多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比，提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力，是减轻震害的有效途径之一。 在 6 层砖混房屋的抗震验算中，上面几层的地震作用较小，容易满足抗震承载力的要求，而底部 1 层、2 层两层特别是第 1 层的地震作用力较大，是薄弱层，往往不容易满足要求；但若改变部分墙体的

16、承载面积或适当提高砂浆的强度等级，如将部分 240mm 宽的承重墙改为 360 mm 宽的墙，或将砂浆强度等级由 M5 提高到 M10，则在抗震结果中屁示满足抗震要求。可见在进行 6 层砖混房屋的抗震验算时，适当增加底部 1 层2层墙体面积或提高砂浆强度能有效地提高房屋的整体抗震能力。 （七）砌体房屋的总层数及总高度不应该超限值 楼盖重量占房屋总重的一半左右，房屋总高度相同时，多一层楼盖就意味着增加半层楼的侧向地震作用，同时加大对底部的倾覆力矩。在中、强地震作用下，因倾覆力矩过大，使得底部墙体产生过大的压力或剪力而被破坏。故减轻自重、减少层数、降低层高是削弱地震影响的有效途径之一。 9结语 综上，多层砖混结构房屋可以通过建筑上的合理布局，结构上的构造措施等多种方法来弥补砌体房屋脆性材料在抗震方面的不足，从而满足抗震要求。要通过精心设计，精心施工减轻地震灾害，做到多遇地震时不坏，设防烈度地震后可修，罕遇地震时不倒，以最大限度地减少灾害给人类造成的损失。 参考文献 1刘志敏，闫小兵.砖混结构建筑在抗震设计中的主要问题和改进J.山西建筑，2010.8. 2李宏，潘鹏，张勇.浅谈砖混结构的设计内容、难点和注意事项J陕西建筑，2008.12. 3程刚.多层砖混结构房屋的抗震设计探讨J.山西建筑，2011.28.