正文 第九章 砌體結構設計(一)(1 / 3)

砌體結構係指用各種塊體通過砂漿砌築而成的結構。塊體有石材、燒製粘土磚、空心粘土磚、實心矽酸鹽磚和混凝土砌塊等。這些新型塊體材料和傳統的磚石材料,目前在牆體材料中仍占90%以上,多用於房屋牆體、基礎、小型容池和擋土牆結構,以及拱和穹頂等屋蓋結構。一般與鋼筋混凝土、鋼木等屋蓋或樓蓋結構共同組成混合結構房屋。

第一節砌體牆柱的高厚比驗算

混合結構房屋中的牆柱可分為承重和非承重兩種。前者需經計算確定其截麵尺寸及材料強度等級,後者一般由構造確定,但兩者均需滿足允許高厚比的規定要求。

所謂高厚比是指構件的計算高度尺。與截麵在偏心方向的厚度A的比值。

控製高厚比的目的如下:

(1)保證牆柱具有足夠的穩定性,不至因其過於細長而發生失穩破壞;

(2)保證牆柱具有足夠的剛度,避免出現過大的側向彎曲變形;

(3)保證牆柱在施工中不致出現過大的軸線偏差。

牆柱計算高度Ho的取值,對無吊車的剛性房屋醜。指構件實際高度,一般取樓板或其他水平支點的距離;底層,下端取基礎頂麵(基礎埋置較深時,可取室內外地坪下300-500mm處);山牆的H可取層高加山牆尖高度一半;山牆壁柱的孖可取等於壁柱處的山牆高度。

下麵介紹兩種截麵形式的驗算方法。

一、矩形截麵牆柱離厚比驗算

1.對一般矩形截麵牆柱的驗算

2.特殊情況下牆柱高厚比驗算

驗算原則如下:

(1)有吊車的單層廠房變截麵柱,應分別驗算上柱和下柱的高厚比。

(2)當與牆連接的相鄰兩橫牆間的距離,牆的高度可不受允許高厚比限製。

(3)當醜時,按0.65驗算高厚比。

二、帶壁柱牆的高厚比驗算

帶壁柱牆可分為兩種情況進行驗算:整片牆和壁柱間的牆體的高厚比驗算。

1.帶壁柱牆作為整體進行驗算

該驗算是將壁柱T形或十字形截麵化算成折算厚度,壁柱牆的折算厚度其中I、Z為帶壁柱牆截麵慣性矩和麵積。

T形截麵計算翼緣寬度取值可為:

(1)多層房屋,有門窗洞口時可取窗間牆寬度,無洞口時可取壁柱間距離。

(2)單層房屋,可取壁柱寬加2/3牆高,但不大於窗間牆寬度和相鄰壁柱間距離。

2.壁柱間牆體驗算

壁柱視為其間牆體的不動鉸支點,牆厚為計算高度H。由壁柱間距及牆高確定。不滿足要求時,可加設窗梁。圈梁可視為牆的水平不動鉸支點。如不能增加圈梁寬度時,可按等剛度原則(牆體平麵外剛度相等)增加圈梁高度,以滿足壁柱牆不動鉸支點要求。

影響牆柱高厚比的因素很多,如砌體剛度、牆柱支承條件、牆體的材料、型式及工作狀態等。應綜合考慮,以滿足高厚比限製的要求。

牆體的剛度主要與其彈性模量有關,而砂漿的強度等級是影響砌體彈性模量的主要因素。牆、柱的允許高厚比,基本上按砂漿的強度等級來確定的。若要滿足牆柱高厚比要求,則提高砂漿強度等級較其他構造措施顯得更為有效。

第二節砌體構件的承載力計算

牆、柱、拱等砌體構件主要承受壓力作用。受壓構件可有軸心受壓、偏心受壓及局部受壓等不同情況。此外,砌體結構構件尚有軸心受拉、受彎和受剪等形式。設計中,一般先根據建築使用要求和工桂經驗確定截麵尺寸、構造作法和材料強度等級,然後再做強度驗算。若不能滿足要求,則應首先考慮提高材料強度等級,然後考慮增加截麵尺寸。若上述條件受到限製,則考慮采用配筋砌體或組合砌體。

一、無筋砌體受壓構件的承載力計算當軸向壓力作用在截麵重心時稱軸心受壓構件;當軸向壓力作用點偏離截麵重心或有軸心壓力同時述有彎矩作用時稱為偏心受壓構件。

運用公式計算值較為複雜。設計時可直接查表取用,一般不會影響計算結果的準確性。計算承載力時,應注意以下問題:

(1)對矩形截麵構件,當軸向力偏心方向的邊長A大於另一方向邊長時,應對短邊方向按軸心受壓進行承載力驗算。此時60應按截麵寬度算出。

(2)考慮到不同種類砌體在受力性能上存在著差異,在計算值時,應先對構件高厚比分別乘以下列修正係數:

粘土磚、空心磚、空鬥砌體和混凝土中型空心砌塊砌體為1.0混凝土小型空心砌塊砌體為1.1;粉煤灰中型實心砌塊、矽酸鹽磚、細料石和半細料石砌體為1.2;粗料石和毛石砌體為1.5。

(3)軸向力的偏心距e按荷載標準值計算,並不宜超過0.7y。

2.第2類受壓構件)

無筋砌體受壓構件當偏心距e較大時,隨荷載的增加,受拉邊截麵將產生水平裂縫,承壓麵積減小,截麵剛度降低,縱向彎曲的不利影響加大,構件的承載能力降低。對該類構件除按(8-5)式承載力計算外,還應按下式進行正常使用極限狀態驗算。

3.第3類受壓構件

當6>0.95j時,隻能按砌體的通縫截麵的彎曲抗拉強度設計值控製截麵設計,通常隻用於擋土或擋水砌體結構。

受壓砌體當偏心距s很大時,一般所需截麵尺寸很大,不經濟也不安全。當宜采取以下措施:(1)優先考慮采取適當的構造措施減小偏心距,如在梁或屋架端部下麵的砌體上設置具有中心裝置的墊塊或缺口墊塊或調整截麵尺寸。

(2)采用配筋砌體。

二、配筋砌體理度驗算

無筋砌體受壓構件,當承載力不足且截麵尺寸不能加大,材料強度等級不得提高時,可采用配筋砌體。一般在水平灰縫中放置橫向鋼筋網稱為網狀配筋砌體。或當構件承受較大震動荷載,或廠房中吊車噸位較大或廠房較高時,宜采用磚砌體和鋼筋混凝土麵層或鋼筋砂漿麵層組成的組合磚砌體構件。

(一)網狀配筋砌體

1.構造