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1、 砖混结构设计之所见 叶雷摘要：目前，我国大多数多层住宅及一些中小型综合楼，采用砖混结构较多。但是，此种结构体系的建筑物在设计和施工中存在着不少问题。因此，提出一些建议，仅供探讨。关键词：问题；设计；工程质量前言建筑结构设计的基本要求, 是在一定的经济条件下, 赋予结构以适当的安全度, 使结构在预定的设计使用期限内, 满足预期的各种功能要求。 一般来说, 建筑结构必须满足的功能要求是：能承受各种荷载作用下，且在偶发事件中, 仍能保持整体稳定性及强度, 即建筑结构需具有必要的安全性、可靠性。以下就砖混结构设计中遇到的常见问题，进行了总结分析，供设计人员和审核校订人员参考。1 .砖混结构荷载组合正
2、确使用结构受力体系分析、建立合适的建筑模型，为结构设计奠定基础。设计时必须考虑正确的传力路径，正确进行荷载组合，根据最不利组合原则确定设计荷载。在设计砖混结构楼面梁、柱、墙及基础时，考虑到所有楼面活荷载，同时满载的可能性不大，因此可对活荷载的数值进行适当折减。在有些设计中计算简化，对梁、柱、墙及基础都采用全部均布活荷载，这样就使不少结构构件的截面加大、基础加大，造成投资增加。民用建筑的楼面活荷载，按建筑结构荷载规范GB50009- 2001 第4.1.2 条的规定，区分不同的房屋性质和不同部位的构件，采用相应的折减系数。只有使用正确的荷载值，方可保证结构的可靠性及经济性。2加强对削弱结构承载力
3、的预留孔洞承重墙体的强度为方便集中管理，现在多将水、电、煤气等计量用仪表集中放置，同时，随着社会的不断发展，信息化和舒适要求可能对砖混结构的承重结构需要进行孔洞预留，为此，需在墙上(大部分位于楼梯间横墙上)开有较大洞口，此处需注意墙体的强度验算，不足时应用钢筋混凝土框口加强，对有抗震设防的住宅建筑更应重视。根据经验,对承重墙开洞较大,结构承载力削弱较大的墙体,在此空洞部分设置竖向钢筋砼立柱，在孔洞顶部设置钢筋砼过梁可以加强整体稳定性及保证砖混结构的承载力，是较好处理预留空洞的设计方法。同时这些孔洞尽量在设计时考虑周全，在施工时一次性施工到位，避免施工完后再开孔洞的，削弱砖混结构的承载力。3 屋
4、面设计的设想建筑容积率及绿地率的指标，是一个居住小区舒适度等的指标之一，在土地供应日期紧张，开发商强调利益最大化的情况下，小区的绿地率成为开发商利用绿化率代替的情况大有存在。其实，在不花费多少资金的情况下，改居住环境，提高绿化的情况是可以实现的，在兼顾开发商与住户利益的情况下，本人认为在屋顶设置顶层绿化是一个可以实践的课题。只要在结构上计算清楚，屋面种植花草是件容易的事。既改善放热层的难题，又达到改善绿化的难题，对净化环境是有好处的。4 砌体强度设计值调整砌体的强度设计值是砌体结构构件按承载力极限状态设计时所采用的砌体强度代表值。砌体结构设计规范GB50003-2001第3.2.1 条给出了当
5、施工质量控制登记为B级时，各类砌体的强度设计值。在设计时考虑到一些不利因素，砌体强度设计值还应按3.2.3 条的规定进行调整。其中规定当施工质量为C 级时，应乘以调整系数a=0.89。当验算施工中房屋构建时a=1.1。由此可见，施工质量对砌体强度有很大影响，因此设计人员应在工程设计图中明确设计所采用的施工质量控制等级。我国砌体工程施工及验收规范GB50203 中规定了砌体施工质量控制等级应根据施工现场的质量保证体系、砂浆和混凝土强度程度的大小、砌筑工人的技术等级等方面的综合水平，将施工质量控制等级分为A、B、C 三级。5 构造柱设置砖混结构中的构造柱分为两种，其一种是考虑到砌体的脆性性质，在地
6、震中容易开裂并降低墙体承受垂直荷载的能力而倒塌，因此建筑抗震设计规范GB50011- 2001 规定，对于多层砖房应按要求设置钢筋混凝土构造柱，其目的主要是为了加强墙体的整体性，增加墙体抗侧延性，在一定程度上利用其抵抗侧向地震力的能力。其设置和构造应满足建筑抗震设计规范第7.3 条的要求。设计人员值得注意的两点是：（1）对于大房间两侧墙，由于大开间砌体墙体相对来说将受到较大的地震水平力作用，因此对于4.2m 或以上的开间两侧墙应设置构造柱加强，此时构造柱的截面和配筋均应加强。（2）当建筑布置局部墙垛不能满足规范限定的局部尺寸时，可以对局部墙垛增设构造柱，或加大原有构造柱截面，以避免在地震作用下
7、局部墙垛破坏而引起连锁反应，导致房屋倒塌。但不可以将局部墙垛全改为钢筋混凝土柱，否则将带来在平面的同一轴线上形成部分砖墙、部分钢筋混凝土墙垛的局面，这是不允许的。砖混结构中还有一种构造柱。在砖混结构设计中，有时会遇到砖墙竖向承载力不足又不愿意增大墙体厚度，往往在墙体中设钢筋混凝土柱予以加强，柱的厚度与墙厚一样，也可视为构造柱。该构造柱在墙体中的位置，可以设在墙面的两端，也可以在墙体中部，或两者兼而有之，这种墙称为砖组合墙。这时应按砌体结构设计规范GB50003-2001第8.2.7 条的规定对组合砖墙进行计算，满足承载力的要求，另外构造柱还应满足8.2.8 条的要求。需要注意的是，当梁直接搁置
8、在构造柱上时，尚应在楼(屋)面梁支撑处设置圈梁，而且圈梁应满足垫梁的构造要求。如不设垫梁，集中荷载引起的裂缝很快会沿马牙槎开展，造成马牙槎处砖剪断或弯坏，使构造柱处于独立受压状态，构造柱墙承载力明显降低。所以，认为设置构造柱后，可以省去垫梁的做法是不妥当的。6 现浇屋面板、檐口及外纵墙端部构造处理受温度变化影响，墙、板都将会膨胀和收缩。钢筋混疑土与砖墙的线膨胀系数为二倍关系，温度升高时，钢筋混凝土屋面板单位伸长大于砖墙，屋面板使墙体受拉。当受温度影响区段较长时，屋面板作用于墙体的累积剪力使墙体所受拉力大于墙体的抗拉强度，导致墙体开裂。为防止墙体产生或减少裂缝，可减小砖墙所受的拉力或加强墙体的抗
9、拉能力。减小砖墙所受的拉力。有人建议采取柔性构造措施。即在板底设置滑动层，消除屋面板对墙体产生的拉力，但整体性不易保证，有抗震设防时不能采用。如在单元分户墙处，采用温度缝将现浇屋面、檐口板适当断开，但圈梁连通，并将37cm 外墙的圈梁作成24cm 宽，外贴12cm 砖，减小外界环境温度对圈梁的影响。既可以减小墙体所受的拉力，又保证结构的整体性。由于屋面保温层的作用，屋面板和檐口板的温度缝采用不同间距。加强屋面的保温措施并配以檐口板设置温度缝等，同样能减少裂缝发生的可能。加强墙体的抗拉能力。在房屋顶层两端及变形缝两侧两个开间的门窗洞口处设置钢筋混凝土小柱，分别深入上下层圈梁内。窗台一皮砖下加36
10、 水平筋，并加强变形区间两端构造柱的配筋。同时，改变墙体砂浆强度等级的设计习惯，加大顶层墙体的砂浆强度等级，提高墙体的抗拉能力。7 墙体对梁端的约束在刚性方案房屋中，通常把屋盖和楼盖视为纵墙的不动铰支座，在梁、板支撑长度不大，梁、板跨度较小时，上述计算简图引起的误差很小；但当梁、板支撑长度较大，梁、板跨度较大时，梁端约束力矩也明显增大，如再按上述计算简图计算，使墙体的计算偏于不安全。因此规范规定，对于梁跨度大于9m 的纵墙承重多层砌体房屋，宜按两端固结单跨梁计算弯矩，但考虑到节点变形，应将固端弯矩乘以修正系数后按线刚度分配到上层墙底部和下层墙的顶部。修正系数 按砌体结构设计规范GB50003-
11、2001第4.2.5 条计算。8 基础设计砖混结构房屋以条形基础居多，按材料来分有砖基础、灰土基础、素混凝土基础等，当上部结构荷载较大且地基较软弱时，也采用钢筋混凝土条形或筏板基础。基础设计中常见问题是：（1）用条形基础时，为了省事，基础底面宽度不是按照荷载大小而相应改变，而是纵、横墙一样宽，或一个轴线上基础底面一样宽，这样易造成基底压应力不均匀，对于软弱土地基引起沉降不均匀，进而引起墙体开裂。（2）采用条形基础且纵墙上设置大梁时，没注意大梁下集中荷载的扩散范围，而基础按等宽设计，造成墙体开裂。如某厂房，单层砖混结构，钢筋混凝土屋面大梁，砖壁柱，毛石条形基础，由于窗开得太大，而忽略了梁传给壁柱
12、的集中力作用，基础按等宽设置，结果使得基础底面压应力分布不均匀，导致纵墙严重开裂，影响使用。基础设计看似简单，但如果设计不合理，再加上砌体结构本身的脆性性质，极易引起墙体开裂，甚至引起工程事故。所以基础设计要做到正确统计荷载，合理选择基础形式和宽度。9 砖混护结构保温设计从热阻的定义及计算公式中可以看到砖混结构的热阻与维护结构的厚度成正比，想要提高砖混结构的热阻，可以增加结构层厚度。但从结构和节约的角度来看，结构厚度的增加，会带来维护结构自重的增加，带来结构和基础承受的荷载增大，消耗的材料也增多了，是一种不经济的办法。因此想要增加砖混结构的热阻，可以从以下解决：选择导热系数小的材料。欲增加砖混结构的热阻，比较行之有效的措施就是选用导热系数小的保温材料。采用符合材料的保温结构。对异常部位采取必要的保温构造。对体形系数进行设计控制好窗墙比10结语对于大多数设计人员来说，认为砖混结构设计较为简单。然而在工程质量问题和工程事故中，砖混结构出现的问题占有相当大的比重，这是因为砖混结构是一种脆性结构，对各种荷载和位移变化较为敏感，受材料和施工因素影响较大，平面布置和建筑功能日趋复杂，常产生各种形态的裂缝，应该引起设计人员的高度重视。 -全文完-
