浅析砌体结构设计

2018-09-05

四川水泥 2018年8期

（山西轻工职业技术学院，山西太原 030013）

1 砌体结构概述

砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。通过分析相关资料统计结果可知[1-2]，在民用住宅建筑当中，砌体结构是主要的建筑物，与此同时，在整个建筑领域也大概有 80%的比重，此外国内外建筑领域所使用的墙体材料中利用砌体来作承重以及非承重材料的约为85%左右。

近年来，大城市、部分二线城市砌体结构用量大幅度减少，这是一种正常现象。但是砖砌体结构仍有着其它材料难以超越的优势，这种结构形式在我国远不会消亡，而会在我国城镇化进程中发挥其固有的经济、适用、舒适、快捷的综合优势。

2 砌体结构设计

2.1 单层砌体结构

单层砌体结构在住宅设计中很常见，但并不常用。它多成为其它工种的配合单体建筑物，比如作为管理房、门房、仓库等。这类房屋设计时一般都超过了《砌体结构设计规范》 GB 50003-2011中关于多层砌体结构设计的一些要求。其实，规范中并无单层砌体结构设计的相关规定，因此，对于此种情况，我们可以根据多层砌体结构设计的要求进行适当的放宽。以下以一个具体工程为例来探讨单层结构选型的确定。

本项目为某水库防汛物资仓库，单层建筑物建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度 0.2g,设计地震分组为第二组；场地类别为Ⅱ类；建筑物的地基基础设计等级为丙级，框架抗震等级为二级，层高 4.5m。根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010第7.1.5条表7.1.5,8。区多层砌体结构房屋抗震墙间距不应大于 11m，而本项目的抗震墙间距为 27m，严重违反规范中的强制性条文。作为设计人员应果段选择框架结构来设计该单层房屋；本项目层高4.5m，与规范中多层砌体房屋的层高不应超过3.6m相矛盾，经PKPM计算，可适当放宽。

2.2 多层砌体结构

多层砌体结构是指2层及2层以上的砌体结构，笔者设计过程中多遇到的是六层以下的砌体结构，这类砌体结构设计时要注意：抗震等级、层数限制、层高限制、地下时层高、挡土压力等。现以实际工程实例来讨论多层砌体结构设计中的难点。

本项目为某管理站施工图设计，主体结构三层，带一层四米高的地下室，基础采用墙下条形基础。建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为 6度，设计基本地震加速度0.05g,设计地震分组为第三组，场地类别为二类。图1为基础剖面图。

本项目由于带有地下室，外墙需承担挡土压力，地下室层高 4米，采用 370的砖墙远不能抵抗挡土压力，在甲方不同意加厚砖墙的前提下（采用混凝土挡土墙造价又高），我们通过增设构造柱、中部设置圈梁、墙体加筋以及条形基础加梁的方式解决这一问题。

图1 基础剖面图

圈梁位置的确定，需要确定力学模型进行计算。通过表一，我们可明显看到墙高对弯矩及剪力的影响，而砌体墙承载力相对墙高是一个定值，因此解决问题的关键在于减少墙的有效高度。采用增设圈梁减小墙体高度的方法解决这一难题。根据文献[3]，为保证圈梁高跨比，需在墙体中每隔一定距离设构造柱，作圈梁的支点，同时对构造柱强度进行验算。

表一土压力计算

2.3 单层空旷房屋的设计

这是我们设计中最容易忽视的一种结构类型。依据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010第10.1.3条：7度（0.15g）、8度、9度时的大厅；大厅内设有挑台；7度（0.1g）时，大厅吧跨度大于12m或柱顶高度大于6m，以上情况下不应采用砖柱。单层空旷房屋的抗震计算，可采用底部剪力法，地震影响系数取最大值。

2.4 砌体结构抗震设计

砌体结构是一种常用的建筑结构形式，主要特点是：刚度大，整体性差，墙体的抗拉、抗剪，抗弯承载力较低，使砌体结构建筑物在高度、层数、高宽比等很多方面受到一定的限制。砌体纵横墙体是建筑物主要的竖向承重和抗侧力构件，在地震作用下，当墙体抗侧力承载力不足时，往往首先遭到破坏而导致房屋的整体破坏。除了砌体的材料强度、砌筑方法和施工质量等因素影响，墙体高宽比也是直接影响墙体受剪承载力的主要因素。