圬工 ,瓦工的旧称 ,指的是砌砖、盖瓦等工作以砖、石或者混凝土为主要材料建造的构造物 ; 现在圬工是指除钢筋砼、预应力砼、钢结构以外,由纯混凝土或砖石砌体材料建筑的准确地说圬工就是材料强度不能充分发挥的结构圬工结构即砌体结构 砌体 是将砖、石或砌块等块体用砂浆粘结砌筑而成的由砖砌体、石砌体、砌块砌体等建造的结构称为 砌体结构 . 砌体结构的特点 :优点 : 1、容易就地取材 2、兼有承重和围护双重功能砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,节能效果明显 3、具有良好的耐火性和较好的耐久性一般情况下,砌体可耐受 400℃左右的高温 4、砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备可以节省木材新砌筑的砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施 5、当采用砌块或大型板材作墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产和施工 缺点 : 1、与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大 2、砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大 3、砌体的抗拉、抗剪强度都很低,因而抗震较差,在使用上受到一定限制 ;砖、石的抗压强度也不能充分发挥 ;抗弯能力低。
4、粘土砖需用粘土制造,在某些地区过多占用农田,影响农业生产因此要降低实心粘土砖的比重,推进墙体材料改革 应用范围 住宅、办公楼等民用建筑中广泛采用砌体承重 ; 在工业厂房建筑中,通常用砌体砌筑围墙 ; 砌体结构还用来建造桥梁、涵洞、墩台等;在水利工程中可砌筑渡槽、大坝等 可在地震设防区建造砌体结构房屋配筋砌块建筑表现了良好抗震性能,在地震区得到应用与发展配筋砌体已成为与钢筋混凝土结构具有类似 性能和应用范围的结构体系 . 砖 : 烧结普通砖、烧结多孔砖、非烧结普通砖; 砌块 一般指混凝土空心砌块、加气混凝土砌块及硅酸盐实心砌块此外还有用粘土、煤矸石等为原料,经焙烧而制成的烧结空心砌块 因石材的大小和规格不一,通常由边长为 70mm 的立方体试块进行抗压试验 ; 水泥砂浆是由水泥、砂和水按一定配合比拌制而成,混合砂浆是在水泥砂浆中加入一定量的熟化石灰膏拌制成的砂浆,而石灰砂浆是用石灰与砂和水按一定配合比拌制而成的砂浆; 砌体的种类 :砖砌体、砌块砌体及石砌体 实心砖砌体墙常用的砌筑方法有 一顺一丁、三顺一 丁或梅花丁 砌筑要求 : 横平竖直 、 灰缝饱满 、 避免竖向通缝 ; 砌块砌体 以混凝土空心砌块砌体为主; 利用 石砌体 具有永久保存的可能性,人们用它来建造重要的建筑物和纪念性的结构物。
配筋砌体 : 一种是采用钢筋混凝土或钢筋砂浆作面层的砌体,这种砌体可以用作承受偏心距较大的偏心压力的墙、柱;另一种是在砖砌体的转角、交接处以及每隔一定距离设置钢筋混凝土构造柱,并在各层楼盖处设置钢筋混凝土圈梁,使砖砌体墙与钢筋混凝土构造柱、圈梁组成一个共同受力的整体结构 砌体受压破坏机理: Ⅰ:荷载不增加,裂缝也不会继续扩展,裂缝仅仅 是单砖裂缝 Ⅱ:若不继续加载,裂缝也会缓慢发展 Ⅲ:荷载增加不多,裂缝也会迅速发展 影响砌体抗压强度的主要因素 : 1)块体与砂浆的强度 2)砂浆的性能 3)块体的尺寸、形状与灰缝的厚度 4)砌筑质量 砌体的弹性模量 是其应力与应变的比值,主要用于计算构件在荷载作用下的变形,是衡量砌体抵抗变形能力的一个物理量 在应力-应变曲线上某点 A与坐标原点连成的割线的正切称之为 割线模量 结构设计要求 结构构件应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,分别进行下列计算和验算 (1) 对所有结构构件均应进行承载力计算,必要时还应进行结构的滑移、倾覆或漂浮验算 (2) 对使用上需要控制变形的结构构件,应进行变形验算 (3) 对使用上要求不出现裂缝的构件,应进行抗裂验算;对使用上允许出现裂缝的构件,应进行裂缝宽度验算。
注意 :对矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向按轴心受压进行验算 《规范》规定按内力设计值计算的轴向力的偏心距 e≤0.6 y y 为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离 刚性垫块的构造: (1) 垫块的高度 tb≥180mm ,自梁边缘算起的垫块挑出长度不宜大于垫块的高度 tb (2) 在带壁柱墙的壁柱内设置刚性垫块时,其计算面积应取壁柱范围内的面积,而不应计算翼缘部分,同时壁柱上垫块伸入翼墙内的长度不应小于 120mm (3) 现浇垫块与梁端整体浇筑时,垫块可在梁高范围内设置 挡土墙的布置 1.挡土墙位置的选定 1)路堑挡土墙大多数设在边沟旁; 2)山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处; 3)当路肩墙与路堤墙的墙 高或截面圬工数量相近、基础情况相似时,应优先选用路肩墙; 4)若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低,而且基础可靠时,宜选用路堤墙; 5)沿河路堤设置挡土墙时,应结合河流情况来布置,注意设墙后仍保持水流顺畅,不致挤压河道而引起局部冲刷 2.挡土墙的纵向布置 挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行,布置后绘成挡土墙正面图 1)确定挡土墙的起迄点和墙长,选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式; 2)按地基及地形情况进行分段,确定伸缩缝与沉降缝的位置; 3)布置各段挡土墙的基础; 4)布置泄水孔的位置,包括数量、间隔和尺寸等; 3.挡土墙的横向布置 在墙高最大处、墙身断面或基础形式有变异处,以及其它必须桩号处的横断面图上进行。
根据墙型、墙高及地基与填料的物理力学指标等设计资料,进行挡土墙设计或套用标准图,确定墙身断面、基础形式和埋置深度,布置排水设施等,并绘制挡土墙横断面图 4.平面布置 个别复杂的挡土墙,如高、长的沿河曲线挡土墙,应作平面布置,绘制平面图,标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌与地物等情况,特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向,防护与加固工程等 重力式挡土墙的构造要求: 1.重力式挡土墙适用于高度小于 6m、地层稳定、开挖土石方时不会危机及相邻建筑物安全的地段 2.重力式挡土墙可在基地设置逆坡对于土质地基,基地逆坡坡度不宜大于 1: 10;对于岩质地基,基地逆坡坡度不宜大于 1: 5 3.块石挡土墙的墙顶宽度不宜小于 400mm;混凝土挡土墙的墙顶宽度不宜小于 200mm. 4.重力式挡土墙的基础埋置深度,应根据地基承载力、水流冲刷、岩石裂隙发育及风化程度等因素进行确定在特强冻胀、强冻胀地区应考虑冻胀影响在土质地基中,基础埋置深度不宜小于 0.5mm;在软质地基中,基础埋置深度不宜小于 0.3mm 5.重力式挡土墙应每隔 10-20m设置一道伸缩缝。
当地基有变化是宜加设沉降缝在挡土墙结构的拐角处,应采取予以加强构造的措施 6.排水孔为了使墙后积水宜于排出,通常应在支挡结构上设置适量的排水孔排水孔应沿着横竖两个方向设置,其间距一般在 2-3m外斜坡度宜为 5%,孔眼尺寸不宜 小于 100mm另外,墙后应设好滤水层和必要的排水盲沟,在强顶地面铺设防水层支挡结构后有山坡时,应在坡脚处设置截水沟对于不能向坡外排水的边坡,应在支挡结构后面设置排水暗沟 7.埋置深度与地基承载力、冻结深度等因素有关,在满足稳定和变形前提下,应尽量浅埋,当上层地基的承载力大于下层土时,宜优先利用上层土作为持力层;如果 基地土为软弱土层 ,应按实际情况采取加宽基础尺寸、换土或采用桩基础等处理措施;若基地为风化岩石,除应将其全部清除外,一般还应加挖 0.15-0.25m. 8.挡土墙后填土的要求:为了减小作用在墙上的土压力,墙后填土应尽量选择透水性较好、抗剪强度高、性能稳定的填料若不得不采用粘土作为填土时,宜掺入适量的块石,以便于夯实和提高填土的抗剪强度另外,在季节性冻土地区,应选择非冻胀性填料 重力式挡墙 :依靠墙体本身重量抵抗土压力的构筑物 悬臂式挡墙: 通常由钢筋混凝土墙板组成,靠自重与底板上土重抵抗土压力,断面常呈倒 T型或 L型的挡墙。
扶壁式挡墙 :断面呈倒 T型或 L型,墙背面纵向按一定间距设置支垛的构筑物 锚杆式挡墙 : 用水泥砂浆把钢杆或多股钢丝索等锚固在岩土中,作为抗拉构件以保持墙身稳定,支挡土体的支护结构 锚碇板挡墙 :一种由墙面系统、钢拉杆、锚定板和填土共同组成的轻型挡墙 加筋土挡墙 :利用土内拉筋与土之间的相互作用,限制墙背填土侧胀,或以土工织物层层包裹土体,以保持其稳定的由土和筋材建成的挡墙 拱桥受力特点: 支座处存在水平推力 拱内产生轴向压力 弯矩减少 偏心受压 应力较均匀 主要优点: 跨越能力大;能充分做到就地取材;耐久性好,养护、维修费用小;外形美观;构造较简单,有利于广泛采用 主要缺点: 1)是有推力的结构,而且自重较大,因而水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,对地基要求也高; 2)由于水平推力较大,在连续多孔的大、中桥中,为防止一孔破坏而影响全桥的安全,需要采取较复杂的措施,或设置单向推力墩,增加了造价; 3)上承式拱桥的建筑高度较高 建桥材料: 圬工拱桥,钢筋混凝土拱桥,钢拱桥 结构体系分 :简单体系拱桥:三铰拱,两铰拱,无铰拱组合体系拱桥:无推力拱桥,有推力拱桥 主拱圈截面形式 :板拱桥,肋拱桥,双曲拱桥,箱形拱桥 拱轴线型式 :圆弧拱桥,抛物线拱桥,悬链线桥 拱肋作用 :主拱圈的重要组成部分,施工中作为砌筑拱波和浇筑拱板的支架 拱波作用 :主拱圈的组成部分,拱板混凝土浇筑时的模板 拱板作用 : “ 集零为整 ” ,加强拱圈整体性 横向联系构件作用 :使拱肋变形在横桥向均匀,避免拱波顶纵裂,保证横向稳定 拱式腹孔 :特点:构造简单,外形美观,重量较大,多用于圬工拱桥 梁式腹孔 :特点:减轻拱上重量,降低拱轴系数,改善拱圈在施工过程中的受力状况,获得更好的经济效果。
腹孔墩 ( 1)横墙式:实体墙或横向挖孔 ( 2)排架式:盖梁和立柱组成的排架或刚架 4、伸缩缝和变形缝隙如何处理? 伸缩缝一般宽 2~ 3cm,其缝内填料可采用锯末屑与沥青按照1:1 比例制成预制板,在施工时嵌入,并在上缘设置能活动但不透水的覆盖层,另外也可采用其它材料填塞伸缩缝 变形缝不留缝宽,其缝可干砌、用油毛毡或低强度等级的砂浆砌筑 ( 1) 圆弧线 —— 均布径向荷载的压力线 特点:线形简单,施工方便;但与恒载压力线偏离较大,各截面受力不均 ( 2) 悬链线 —— 恒载集度自拱顶向拱脚均匀增加时的压力线 特点: 用于实腹式拱桥,不计弹性压缩,与恒载压力线重合; 用于空腹式拱桥,与恒载压力线有偏离,但有 利 ( 3) 抛物线 —— 竖向均布荷载的压力线 二次抛物线 适用:钢筋混凝土桁架拱和刚架拱等轻型拱桥,矢跨比较小的空腹式钢筋混凝土拱桥 板拱的宽度 : 一般接近桥宽,或如图两种挑梁型式采用悬臂式人行道,挑梁长度 1.0~ 1.5m 主拱圈宽度均大于跨径的 1/20, 肋拱 : 用两条或多条分离的平行窄拱圈 即拱肋作为主拱圈的拱具有自重轻,恒载内力小,可以充分发挥钢筋混凝土等材料的性能,在大中型拱桥中得到广泛应用 箱形拱: 主拱圈由多室箱构成的拱,箱形拱通常采用预制拼装施工。
类型 支护特点 适用范围 重力式挡墙 A、依靠墙体自重承受压力,保持平衡; B、一般用毛石砌筑,缺乏石料地区可用混凝土; C、形式简单,取材容易,施工方便; D、地基承载力低时,可在墙底放置钢筋混凝土板,减少开挖量; E、砌体用量大、地基沉降大 一般适用于高度较低(一般不超过 6m)的挡墙和地质情况较好的石料丰富地区 悬臂式挡墙 A、采用钢筋混凝土现浇而成,有竖臂、墙趾板、墙。