砖混房屋结构设计问题分析

张亮

摘 要：砖混结构是在住宅、办公、教学、医院等建筑物中应用较为广泛。对于大多数设计人员来说，都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。

关键词：砖混房屋；结构设计；问题

1 前言

砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑。柱，梁、楼板、屋面板，桁架等采用钢筋混凝土结构。通俗地讲，砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构，又称钢筋混凝土混合结构。因为砖混结构的主要承重结构是粘土砖，所以砖的形状及强度就决定了房屋的强度。可以这样说，砖的形状越规则，砂浆的强度越高，灰缝越薄越均匀，砌体的强度就越高，房屋的耐用年限就越长。

2 构造柱的设置对施工的影响

（1）构造柱是增强建筑物整体性、抵抗地震作用的重要构造措施，在很多设计中，构造柱的设置只考虑符合抗震规范，没有考虑实际已存在的温度应力，认为温度应力在规范上未明确规定计算方法，不考虑也不能算是设计错误。因此，设计人员对六层以下住宅基本上是隔间设置构造柱，未对建筑物端部裂缝多发区予以重点加强。构造柱的设置有的较稀，每隔两三道内横墙才设置，靠近建筑物端部往往也是一视同仁。

（2）构造柱的设置首先应符合设计规范的要求，也应考虑施工的方便。如某工程门口处墙垛有效断面为180mm×240mm。施工规范规定“构造柱的混凝土浇灌可以分段进行，每段高度不宜大于2.0m或每层分两次浇灌。在施工条件较好，并能确保浇灌密实时，亦可每层一次浇灌”。这就说明了在保证混凝土质量的前提下可每层一次浇灌，首先必须加固门口处的墙垛，然后才能浇灌构造柱的混凝土，否则该墙垛不能保证自身的稳定性，即使是分两层浇灌，该墙垛自身的稳定性也不能保证。根据GB5000322001砌体结构设计规范第5.1.3条中的规定“对于上端为自由端的构件，H0=2H0则有：H0=2×1800=3600。墙垛砂浆强度等级M5，由规范表6.1.1查得[β]=16，β=H0/h=3600/180=20>[β]=16。

（3）如果要保证构造柱混凝土能够浇灌，墙垛须分三次砌筑，这样，既不能保证墙体连续作业，也增加了构造柱的接槎数量，给施工造成极大的不便。如果构造柱断面设计成第二种形式，既能一次浇灌，也保证了每层砌体能连续砌筑，方便了施工。

3 圈梁的设置对提高房屋空间刚度的重要性

3.1 抵抗不均匀沉降

当房屋建于软弱地基时，在均匀荷载下仍将产生不均匀沉降，一般较难精确计算出此沉降值，而是采用设置圈梁的办法加以解决。

采用圈梁的房屋较无圈梁房屋不均匀沉降的抵抗能力可提高1.5倍左右，即前者允许有较大的不均匀沉降而致产生墙体裂缝，对于增强抗震能力方面，近年来地震区有所谓“圈梁为救命梁”之说，这自然是一种过分夸张的说法，但是也说明其作用很大。

3.2 防止较大振动荷载和地震时对房屋的影响

圈梁在有振动的房屋和抗震中的作用与抵抗不均匀沉降不同，主要是加强了房屋的空间刚度，增强了抗震能力和防止连续倒塌的能力。因此圈梁的設置应根据不均匀沉降的严重性、房屋抗振性和抗震设防烈度不同而不同，规范第7.1条的规定实际上是较低的要求，所以当在软弱地基和不均匀地基以及地震区建造房屋时，圈梁的设置应根据相应的规定予以加强。

圈梁的设置标高，当为不均匀沉降时，宜设于基础上部及房屋檐口标高处，因此不均匀沉降一般是两头低、中间高或两头高、中间低，当将墙体视作弹性地基上的梁时，受拉区分别在底部或顶部，无疑此处设置圈梁最为有效。对均匀地基而言，一般地基变形为马鞍形，因此在软弱地基处底部设置圈梁最为有效，对于地震区，主要振动是水平的，因此顶层的振动影响最大。此外顶层的屋盖由于没有上层的垂直荷载，缺乏必要的摩擦力所以较以下各层容易在振动下滑移，当顶层设置圈梁时将大大有助于屋盖与墙体的锚固，增强抗震能力，因此在地震区檐口标高处设置圈梁最为有效。

4 结构设计中存在的问题分析

（1）建筑物顶层端部剪应力与温差成正比，与水平阻力系数、材料弹性模量、建筑物长度等呈线性关系。控制温度应力引起墙体裂缝的主要因素，因此用伸缩缝作为控制裂缝的唯一方法是不全面的。控制裂缝应综合考虑有关因素，采取行之有效的措施。结构设计考虑强度计算、抗震结构措施多。控制温度应力的措施少，在住宅楼顶层端单元内、外纵墙出现裂缝较普遍，不可否认，结构设计未采取措施或措施不力，是形成墙体裂缝的重要因素之一。

（2）砖混房屋长度过长。规范规定总长超过50m应设伸缩缝，有的房屋超过较多而未设，也未采取其它措施。

（3）构造柱是增强建筑物整体性，抵抗地震作用的重要构造措施，过去不少设计，构造柱的设置只考虑符合抗震规范，不考虑实际已存在的温度应力，认为温度应力在规范上未明确规定计算方法，不考虑也不能算是设计错误。

（4）采用砖、砂浆强度等级，越到顶层越低，有些建筑物低部几层采用 MU10 级砖、M5 级砂浆，而到顶层则为 MU7.5 级砖、M 2. 5 级砂浆。设计人员习惯于从强度上考虑，对温度应力引起的抗剪强度及变形则考虑较少。

5 预防措施分析

（1）为增强外纵墙及内纵墙的抗剪及抗拉能力，控制裂缝出现， 外纵墙厚度宜采取370mm，内纵墙厚度宜采取240mm。增加墙的厚度后， 圈梁和构造柱仍占一砖墙厚，使圈梁、构造柱不暴露在大气中，有利于控制温度应力引起的墙体裂缝。在房屋端部一间的内纵墙尽量不开高窗，如非设不可，亦宜使窗口尽量减小，房屋的长高比不宜太大，以保证房屋的整体刚度，并使长度控制在温度变形允许长度之内。

（2）鉴于建筑物端部两间是裂缝多发区，因此，对这两间应进行重点加强。采取的措施是：外纵墙与内横承重墙交叉处设构造柱，山墙与内纵墙处设构造柱，内纵墙与内横承重墙交叉处视具体情况增设抗裂柱，抗裂柱一般只在顶层设置，其上下端锚固于上下圈梁内，也可将抗裂柱伸入至下一层，既两层抗裂柱，其下端锚固于更下一层的圈梁内， 这样既解决了顶层墙体易裂的问题，也不致于由于顶层须设抗裂柱，而将柱直伸入建筑物一层地面一下，造成构造柱设置过多的弊端。

（3）为增强顶层端部砌体强度，在顶层端部从山墙起两间范围内， 内外纵墙及承重墙增设砖砌体水平缝钢筋，一般370mm墙加36，240 mm增加26。竖直方向@ 500，也可加5钢筋网片， 370mm墙加45，负筋5@ 300；240mm墙 35，负筋5@ 300，网片以点焊为宜。为增强砌体抗剪强度，并为砖缝配筋考虑，顶层砂浆不宜低于M5。

6 结束语

根据砖混结构的特点，砌体结构正常使用要求一般情况下可由相应的构造措施保证。这些构造措施包括砌体结构或结构构件的稳定和整体性构造措施、耐久性措施及裂缝或变形控制措施等等。砖混结构中墙体的裂缝是建筑工程质量中的多发病，虽然通常不会影响结构的安全，但影响建筑的美观、结构的耐久性，并且容易诱发商品房的纠纷。只要我们在设计和施工中重视这一现象，墙体裂缝是可以控制的。

参考文献：

[1] 田文轩.某砖混结构外套框架加层连接方法研究[D].河北工程大学，2017.

[2] 韩飞.砖混结构设计要点分析[J].科技展望，2016（26）.