超長平面砌體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及對策

劉吉軍

【摘要】砌體結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，其歷史悠久，至今仍被廣泛應(yīng)用于住宅建筑，尤其是多層住宅公寓樓房屋建筑之中。經(jīng)過多年來的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今我國在砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工等方面已經(jīng)相對成熟?，F(xiàn)以某超長平面砌體建筑工程項(xiàng)目為例，對砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】超長平面砌體建筑;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑

在建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)全過程中，建筑設(shè)計(jì)占據(jù)著重要的地位、發(fā)揮著關(guān)鍵作用，建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，是保障建筑工程項(xiàng)目施工順利開展、確保建筑工程項(xiàng)目建設(shè)整體質(zhì)量的重要前提與基礎(chǔ)。鑒于此，超長平面砌體建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，應(yīng)高度重視、切實(shí)做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，從而為建筑施工提供有效的指導(dǎo)。

1、砌體結(jié)構(gòu)

砌體結(jié)構(gòu)是一種應(yīng)用比較廣泛的傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式，包括石砌體結(jié)構(gòu)、砌塊砌體結(jié)構(gòu)以及磚砌體結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)的建筑物，是以由砂漿、塊體砌筑而成的墻柱當(dāng)作主要受力構(gòu)件。砌體結(jié)構(gòu)建筑所使用的各種材料，成本較低，可以就地取材，這就賦予了砌體結(jié)構(gòu)建筑以施工便利、整體造價(jià)低等諸多優(yōu)勢，因此在多層住宅建筑中得到了廣泛應(yīng)用。

超長平面砌體建筑是砌體結(jié)構(gòu)的一種常見類型，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)以滿足建筑使用功能要求為目標(biāo)，對結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理選擇，并要做好結(jié)構(gòu)平面布置、結(jié)構(gòu)豎向布置?，F(xiàn)以某超長平面砌體建筑工程項(xiàng)目為例，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)問題及其對策進(jìn)行了分析，希望可以為砌體結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)研究或者是工程實(shí)際建設(shè)提供有效的參考。

2、超長平面砌體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題與對策

2.1工程概況

某超長平面砌體建筑工程項(xiàng)目，為某職業(yè)院校公寓樓，屬于四類多層宿舍樓。總用地面積2031.6平方米，總建筑面積12054.7平方米;平面長度120米、寬度16.74米;共6層，1層層高3.6米，2～6層層高3.4米，上部有局部突出的水箱間、樓梯間，總高近21米?；镜卣鸺铀俣?.10g，抗震設(shè)防烈度7度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。

2.2結(jié)構(gòu)形式選擇

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)是多層宿舍公寓建筑中比較常見的結(jié)構(gòu)形式。以施工圖為根據(jù)，在開展結(jié)構(gòu)選型工作的時(shí)候，需要對兩種形式進(jìn)行對比分析。目前來說，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在高層建筑中比較常用，其具有平面布置靈活的優(yōu)勢，但有著受天氣影響大、濕作業(yè)多、施工周期長的缺點(diǎn)與不足。砌體結(jié)構(gòu)在多層住宅建筑，特別是宿舍、公寓類建筑中比較常用，其原因在于，住宅建筑的進(jìn)深、開間通常不大，且存在諸多分隔內(nèi)部空間的墻體且上下層對齊，比較適合布置承重墻體，可作為砌體結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件。同時(shí)，砌體結(jié)構(gòu)建筑在實(shí)際施工中，主要使用的是易于就地取材的塊材、砂漿等材料，成本較低。綜合考慮各種因素，本工程選擇的建筑結(jié)構(gòu)形式為砌體結(jié)構(gòu)。

2.3結(jié)構(gòu)體系選擇

在對砌體結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇的時(shí)候，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，并充分考慮工程實(shí)際情況。本工程中，基本地震加速度0.10g，抗震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)7度。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）中的要求，采用普通磚、多孔磚砌筑時(shí)，抗震防設(shè)烈度7度、基本地震加速度0.10g，最大容許層數(shù)、最高容許高度分別為7層、21米。本工程為6層的多層建筑，總高度接近21米，符合規(guī)范要求。結(jié)合建筑總高度、使用功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年，確定其抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類。鑒于此，本工程可以選擇砌體結(jié)構(gòu)。對于砌體結(jié)構(gòu)多層房屋建筑，應(yīng)優(yōu)先選擇縱、橫墻共同承重或者是橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系。本工程中，充分考慮到居住功能要求，每個(gè)房間開間3.5米、進(jìn)深6.8米，開間不大，布置的橫墻數(shù)量較多，采用現(xiàn)澆樓蓋，因此選擇的是縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系。

2.4伸縮縫與防震縫

確定好結(jié)構(gòu)體系后，結(jié)構(gòu)平面布置中，應(yīng)注意以下兩個(gè)方面的問題：第一，伸縮縫。為預(yù)防由于受到砌體干縮、溫差等因素的影響而導(dǎo)致房屋建筑在使用過程中出現(xiàn)墻體豎向裂縫的問題，需要設(shè)置伸縮縫，以提高墻體的抗裂性能。在設(shè)置伸縮縫的時(shí)候，基礎(chǔ)無需斷開，而基礎(chǔ)頂面之上至屋面全部構(gòu)件，均要斷開;且伸縮縫兩端應(yīng)設(shè)置雙墻;應(yīng)盡量將伸縮縫設(shè)置在最有可能因?yàn)槭湛s變形、溫度而出現(xiàn)應(yīng)力集中、裂縫的地方。還要對伸縮縫的間距進(jìn)行合理控制，一般情況下，有隔熱層或保溫層的樓蓋與屋蓋、裝配整體式或整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，伸縮縫間距應(yīng)控制在50米以下。第二，防震縫。為預(yù)防由于受到地震作用的影響而導(dǎo)致砌體建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生震害，應(yīng)避免結(jié)構(gòu)平面布置過于狹長。原因在于，若是建筑物的平面過于狹長，在遭遇地震災(zāi)害的時(shí)候，兩端地震波輸入存在較大的相位差，則會出現(xiàn)不規(guī)則振動(dòng)，導(dǎo)致嚴(yán)重震害的發(fā)生。如果基于建筑使用功能需求，必須布置狹長的平面，則要設(shè)置抗震縫，將建筑分隔為有利于抗震的規(guī)則結(jié)構(gòu)單體。根據(jù)GB50011-2010中的相關(guān)要求，抗震防設(shè)烈度為7度的時(shí)候，長寬比不應(yīng)超過6.0。本工程的平面長度120米、寬度19米，長寬比超過了6.0，因此需設(shè)置抗震縫。但考慮到若是設(shè)縫過多，則會增加施工難度，且安全性無法得到有效保證，因此可將抗震縫、伸縮縫合二為一，縫寬則取兩者中的較寬者。本工程中，為滿足平面長寬比不超過6.0、伸縮縫間距不超過50米的要求，并達(dá)到便于施工的目的，擬設(shè)置兩道變形縫。一般情況下，是根據(jù)房屋高度、抗震設(shè)防烈度，來確定防震縫寬度，通常為70～100毫米。本工程確定防震縫寬度為100毫米。即，本工程中，設(shè)置兩道變形縫，寬度為100毫米，將建筑分隔為三個(gè)相對獨(dú)立的利于抗震的規(guī)則結(jié)構(gòu)單體。

2.5墻體設(shè)計(jì)

砌體結(jié)構(gòu)，是以墻體為主要受力構(gòu)件，在豎直方向上，墻體布置應(yīng)盡量上下對齊，從而使傳力路徑更加簡單、更加明確，利于荷載傳遞，確保結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性。本工程中，建筑內(nèi)部進(jìn)深較大、開間不大，因此內(nèi)部布置了數(shù)量較多的橫墻。為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)自重的降低，本工程中的墻體，使用的砌筑材料為M10混合砂漿、MU15燒結(jié)煤矸石多孔磚。為確保墻體承載力，使用PK-PM系列CAD軟件中的砌體結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)軟件（QITI）進(jìn)行建模計(jì)算，對墻體的承載力進(jìn)行驗(yàn)算。本工程中，設(shè)置了兩道寬度為100毫米的變形縫，將建筑分隔為三個(gè)相對獨(dú)立的利于抗震的規(guī)則結(jié)構(gòu)單體。因此，在建模計(jì)算時(shí)，既可以構(gòu)建總的結(jié)構(gòu)模型，也可分別對三個(gè)結(jié)構(gòu)單體進(jìn)行建模，但需要注意的是，構(gòu)建總的結(jié)構(gòu)模型時(shí)，應(yīng)確保變形縫區(qū)域構(gòu)件不連續(xù)，以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

結(jié)語：

綜上，超長平面砌體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮工程實(shí)際情況，嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，把握好各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果既滿足砌體建筑的功能使用要求，又符合國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對砌體建筑安全性的要求。

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