有關(guān)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的幾點探討

項林

(長沙南方職業(yè)學(xué)院，湖南長沙410208)

砌體結(jié)構(gòu)特別是多層砌體結(jié)構(gòu)是我國應(yīng)用最廣的一種結(jié)構(gòu)形式，近年來，國家大力推廣應(yīng)用新型墻體等建筑材料，由于對新型材料的重視度研究不夠，理論不夠完善，導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)房屋出現(xiàn)了一些具有普遍性的質(zhì)量問題，而國家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50003－2001)對于結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度標(biāo)準(zhǔn)、無筋砌體承載力計算、構(gòu)造等方面相對于舊規(guī)范都有較大的改進(jìn)、修改擴充。

1 工程結(jié)構(gòu)可靠度

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)可靠度。對于砌體結(jié)構(gòu)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計時，由于砌體結(jié)構(gòu)房屋的墻、柱大多承受以恒荷載為主產(chǎn)生的內(nèi)力，為了保證以永久荷載為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度指標(biāo)符合規(guī)定值，規(guī)范增加了由永久荷載效應(yīng)控制的組合。

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度指標(biāo)分析表明［2］:通過對砌體結(jié)構(gòu)可靠度的調(diào)整，各類無筋砌體構(gòu)件可靠度指標(biāo)均滿足大于3.7，改善了以自重為主的砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度偏低的缺點;對于配筋混凝土砌塊砌體剪力墻，對于住宅建筑墻體、辦公建筑墻體、軸心受壓和偏心受壓可靠指標(biāo)的平均值都有所提高。

2 無筋砌體承載力計算

對于受壓構(gòu)件的承載力計算，規(guī)范采用附加偏心距方法建立計算公式，規(guī)定了軸向力偏心距按內(nèi)力設(shè)計值計算，相對于老規(guī)范所規(guī)定的按內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值計算，計算所得軸向力的偏心距較原規(guī)范要大些，使構(gòu)件受壓承載力下降，這對于適當(dāng)提高構(gòu)件的安全度是有利的。

對于局部受壓承載力的計算，明確只采用一個梁端有效支撐長度a0的計算公式，即［3］:

工程上常將梁擱置在圈梁上，當(dāng)梁端下設(shè)有墊梁時，梁端支持壓力往往使砌體沿梁寬度產(chǎn)生不均勻局部受壓，為此規(guī)范中引入了墊梁底面壓應(yīng)力分布系數(shù)。

在砌體結(jié)構(gòu)中，砌體墻在豎向荷載和水平荷載作用下產(chǎn)生剪摩、剪壓和斜壓破壞三種形態(tài)，砂漿強度以及壓應(yīng)力為其主要的影響因素。規(guī)范建立了以剪壓復(fù)合受力影響系數(shù)表達(dá)的剪壓相關(guān)的計算方法，使砌體受剪構(gòu)件承載力的計算更趨向于合理。

3 砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施

墻柱高厚比是保證砌體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要構(gòu)造措施之一，其與承載力的計算無關(guān)，主要根據(jù)墻、柱在正常使用和施工情況下的穩(wěn)定性和剛度要求，由經(jīng)驗確定。

墻柱高厚比驗算以帶壁柱更具代表性，包括帶壁柱的整體高厚比驗算和壁柱間墻高厚比驗算。隨著時代的發(fā)展，構(gòu)造柱、圈梁系統(tǒng)已成為了我國砌體房屋最重要的抗震構(gòu)造措施之一，而帶構(gòu)造柱墻的穩(wěn)定性一般是將墻中的構(gòu)造柱當(dāng)做壁柱，根據(jù)墻中構(gòu)造柱的設(shè)置情況進(jìn)行相應(yīng)的理論分析并提出對應(yīng)的使用要求。

在帶構(gòu)造柱高厚比驗算中，構(gòu)造柱沿墻方向的寬度不小于180 mm，沿墻厚度方向的邊長不小于墻厚，主筋不小于4φ12，混凝土強度等級不應(yīng)低于C15;當(dāng)構(gòu)造柱的截面高度大于1/30柱高和墻厚，且頂部與橫向支承結(jié)構(gòu)有可靠連接時，可作為代壁柱墻驗算柱間墻的高厚比;設(shè)置構(gòu)造柱對墻體允許高厚比的提高僅適用于正常使用階段;當(dāng)利用構(gòu)造柱提高砌體承載力時，設(shè)構(gòu)造柱的墻體構(gòu)造應(yīng)按規(guī)范8.2.8條的規(guī)定;構(gòu)造柱應(yīng)為先砌墻后澆筑混凝土柱的施工順序并與墻體有可靠的連接。

砌體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定取決于砌體、砌體構(gòu)件的整體穩(wěn)定性及其與非砌體構(gòu)件連接的可靠程度，所以必須做好砌體間傳力、連接構(gòu)造及錨固連接等構(gòu)造措施。

規(guī)范6.2.11條規(guī)定，砌塊墻與后砌隔墻連接的交接處，應(yīng)沿墻高每400 mm在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2φ4、橫筋間距不大于200 mm的焊接鋼筋網(wǎng)片，如圖1所示。

由于砌塊后砌墻多數(shù)是厚90 mm非承重砌塊砌筑而成，因其墻厚較承重砌塊薄，相應(yīng)高厚比很大，自然墻體自身穩(wěn)定性成為了主要矛盾，而6.2.11條正是保證后砌隔墻穩(wěn)定性的主要措施。

砌體中塊體必要的搭接長度是保證砌體強度的關(guān)鍵，反之砌體中的材料就形不成整體，受荷后就會過早地出現(xiàn)解體破壞。砌體關(guān)于砌塊砌體的組砌搭接要求，規(guī)范6.2.10條規(guī)定:砌塊砌體應(yīng)分皮錯縫搭砌，上下皮搭砌長度不得小于90 mm。當(dāng)搭砌長度不滿足上述要求時，應(yīng)在水平灰縫內(nèi)設(shè)置不少于2φ4的焊接鋼筋網(wǎng)片(橫向鋼筋的間距不宜大于200 mm)，網(wǎng)片每端均應(yīng)超過該垂直縫，其長度不得小于300 mm。按砌體基本力學(xué)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，砌體的基本抗壓強度試件，其搭接長度為1/2標(biāo)準(zhǔn)塊長(對砌塊為190 mm)，它反映了砌體施工中最普遍的組砌方式，而出現(xiàn)搭長為1/4標(biāo)準(zhǔn)塊長(對砌塊為90 mm)的情況在砌體中占的數(shù)量很少，考慮到基本試件比實際墻體的邊界條件更不利，因此從總體上講能保證砌體強度的發(fā)揮。

圖1 砌體墻與后砌隔墻交接處鋼筋網(wǎng)片

砌塊砌體結(jié)構(gòu)房屋的組砌搭接要求，是通過砌塊設(shè)計時的墻體排列圖來保證的，也是砌塊結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)通用圖包括的重要內(nèi)容，另外砌塊砌體分皮錯縫搭砌還能保證砌塊孔洞上下貫通，是砌塊砌體設(shè)置豎向鋼筋的最重要的結(jié)構(gòu)功能要求。

4 結(jié)束語

多層砌體結(jié)構(gòu)是我國應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，隨著社會的發(fā)展及人民生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全要求也隨之提高。本文在已有的工程設(shè)計經(jīng)驗及相關(guān)的試驗成果的基礎(chǔ)上，著重討論了我國砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50003－2001)中關(guān)于可靠度、無筋砌體承載力及高厚比、構(gòu)件連接、砌體搭接等一般構(gòu)造措施等方面的內(nèi)容，并給出相關(guān)的規(guī)范條文示例，希望對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員有所幫助。

［1］GB 50003－2001砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］

［2］施楚賢．砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2003，33(3):65－67

［3］施楚賢．無筋砌體構(gòu)件承載力計算［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2003，33(4):64－66

［4］苑振芳，劉斌，王欣．《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50003－2001)中的一般構(gòu)造措施［J］．建筑結(jié)構(gòu)，2003，18(5):58－61