談砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

張立軍

(山西中方森特建筑工程設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002)

1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題

1)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)要遵循與上部結(jié)構(gòu)相適應(yīng)原則，達(dá)到相互協(xié)調(diào)，空間整體受力的作用，但有些設(shè)計(jì)人員進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，欠考慮地基與上部結(jié)構(gòu)情況。

2)確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，欠考慮規(guī)范和地質(zhì)資料，致使基礎(chǔ)埋置過(guò)深或過(guò)淺。若確定的基礎(chǔ)埋置過(guò)深，就會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。

3)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)于保守，在通常情況下，三四層樓也要用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，而對(duì)于某些上部結(jié)構(gòu)荷載較大的工程，不區(qū)分具體情況就采用十字交叉梁基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)。

4)基礎(chǔ)選型時(shí)，能用磚基礎(chǔ)的換成了鋼筋混凝土條形基礎(chǔ);能用條形基礎(chǔ)的，換成了十字交叉梁基礎(chǔ)。

5)基礎(chǔ)計(jì)算結(jié)果取值過(guò)大，為考慮安全人為選擇基礎(chǔ)截面過(guò)大，造成不必要的浪費(fèi)。

2 結(jié)構(gòu)布置問(wèn)題

1)總高度和層數(shù)限制問(wèn)題。

地震所帶來(lái)災(zāi)害破壞表明:當(dāng)樓層增加時(shí)，砌體結(jié)構(gòu)的房屋破壞隨之加劇。依據(jù)國(guó)內(nèi)外多次震害經(jīng)驗(yàn)和2008年汶川地震震害經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合我國(guó)的國(guó)情情況，GB 50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范得出了我國(guó)在不同抗震設(shè)防烈度下的砌體結(jié)構(gòu)房屋總高度和層數(shù)限值。在實(shí)際應(yīng)用中規(guī)范對(duì)房屋總高度和層數(shù)實(shí)行雙控原則，原因是樓蓋重量占房屋總重的一半左右，在房屋總高度相同時(shí)，樓蓋增加一層就相當(dāng)于要另外加大半層樓的地震作用。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7．1．2條詳細(xì)規(guī)定了砌體結(jié)構(gòu)房屋總高度和層數(shù)限制的抗震措施，對(duì)于帶閣樓坡屋頂?shù)姆课輵?yīng)區(qū)分以下幾種情況:a．當(dāng)坡屋面有吊頂，吊頂采用輕質(zhì)材料，吊頂空間不利用時(shí)，坡屋面不作為一層，但總高度應(yīng)算至山尖墻的1/2高度處;b．當(dāng)坡屋面有閣樓層，閣樓的地面為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閣樓作為儲(chǔ)物或居住用，最低處高度在2 m以上時(shí)，坡屋面應(yīng)作為一層計(jì)算，總高度算至山尖墻的1/2高度處;c．坡屋面的閣樓面積小于頂層樓面面積時(shí)，可根據(jù)閣樓層面積占頂層面積的比例、閣樓層與頂層重力荷載代表值的比例、閣樓層的最低處高度等確定房屋的層數(shù)和高度。

2)砌體建筑端部局部墻段尺寸小于1．0 m(7度區(qū))，不宜采用砌體墻增加局部少量鋼筋混凝土墻，應(yīng)采用組合柱壁式框架加強(qiáng)。

3)圈梁、構(gòu)造柱問(wèn)題。圈梁、構(gòu)造柱存在的問(wèn)題主要是設(shè)置過(guò)多過(guò)濫。有些設(shè)計(jì)人員不嚴(yán)格遵循規(guī)范，主觀上認(rèn)為設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱越多越密越好，截面選取也偏大，配筋也較多，造成不必要的浪費(fèi)。a．圈梁設(shè)置問(wèn)題。圈梁是砌體結(jié)構(gòu)的有效抗震措施，可以使房屋形成一個(gè)整體，有效防止房屋倒塌。在砌體結(jié)構(gòu)房屋中設(shè)置圈梁具有以下作用:一是加強(qiáng)內(nèi)外墻連接，增強(qiáng)房屋整體性作用。二是可以增大樓、屋蓋的水平剛度，在地震發(fā)生時(shí)，限制墻體斜裂縫的擴(kuò)大和發(fā)展，對(duì)房屋不均勻沉降有明顯地改善。但是，一些砌體結(jié)構(gòu)房屋在設(shè)置圈梁后，抗裂能力改善不明顯，砌體結(jié)構(gòu)房屋“小震不壞”的目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。b．構(gòu)造柱設(shè)置問(wèn)題。鋼筋混凝土構(gòu)造柱的設(shè)置部位、截面尺寸和配筋，依據(jù)地震設(shè)防烈度、房屋高度和結(jié)構(gòu)類型的不同而異。構(gòu)造柱作用:提高砌體的抗剪承載力。與圈梁等構(gòu)件共同約束砌體，使之具有較高的變形能力，防止大震下的突然倒塌。加強(qiáng)連接薄弱部位，改善應(yīng)力集中狀況。根據(jù)構(gòu)造柱的作用，其主要設(shè)置在應(yīng)力比較集中的部位、連接比較薄弱的部位和利于發(fā)揮約束作用的部位?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》采取區(qū)別對(duì)待的原則，即按地震設(shè)防烈度、房屋層數(shù)和抗震薄弱部位的不同，大體分四個(gè)范圍來(lái)設(shè)置構(gòu)造柱:第一范圍包括:錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處。較大洞口兩側(cè)。大房間內(nèi)外墻交接處。外圍墻四角和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角。在樓梯、電梯間四角以及樓梯斜梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處。第二范圍包括:樓梯間對(duì)應(yīng)的另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處。間隔12 m或單元橫墻與外圍縱墻交接處。第三范圍包括:隔開間橫墻與外墻交接處。山墻與內(nèi)縱墻交接處。第四范圍包括:內(nèi)墻(軸線)與外墻交接處。內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處。內(nèi)墻的局部較小墻垛處。

3 施工圖問(wèn)題

3．1 現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)圖中應(yīng)注意的問(wèn)題

板鋼筋盡量采用HRB400，直徑類型不宜過(guò)多。鋼筋間距不宜大于200(一般跨度小于6．6 m的板的裂縫均可滿足要求)。支承在外墻上板的負(fù)筋不宜過(guò)大，否則將對(duì)磚墻產(chǎn)生過(guò)大的附加彎矩。通常情況下板底配筋是:板厚大于150時(shí)采用φ10@200;否則用φ8@200?，F(xiàn)澆板不宜采用上面另做敷設(shè)管道的焦渣層做法，宜連續(xù)配筋整體澆筑。室內(nèi)輕隔墻下一般不應(yīng)加粗鋼筋，原因是:

1)輕隔墻有可能移位;

2)板整體受力，應(yīng)整體提高板的配筋。對(duì)于板厚不小于150 mm時(shí)為防止板面裂縫應(yīng)雙層雙向配筋。坡屋頂板為偏拉構(gòu)件，應(yīng)雙層雙向配筋。頂層及考慮抗裂和溫度因素時(shí)板上筋可不斷;或50%連通，局部附加鋼筋。一般砌體結(jié)構(gòu)的過(guò)街樓處樓板鋼筋應(yīng)雙向雙層布置，有利于抗震整體性。

現(xiàn)澆板的配筋建議采用PKPM的PMCAD軟件自動(dòng)生成，這樣不僅速度快，而且也可減少筆誤。建議這時(shí)不要對(duì)鋼筋進(jìn)行編號(hào)，當(dāng)工程較大時(shí)鋼筋編號(hào)可能達(dá)上百個(gè)。在實(shí)際配筋時(shí)，可以將板負(fù)筋用量縮小0．8倍 ～0．9倍，板底筋用量放大1．1倍 ～1．2倍。同時(shí)注意的是，根據(jù)彈性理論計(jì)算的雙向板配筋是偏于保守的，不需要乘以放大系數(shù)。PMCAD生成的板配筋圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

1)非矩形板宜采取降低支座配筋，增大跨中配筋的方式。

2)當(dāng)出現(xiàn)較厚板與較薄板相連接時(shí)，較薄板支座可以考慮按固端計(jì)算。

3)當(dāng)房間為多邊形時(shí)應(yīng)采用有限元程序驗(yàn)算其配筋、裂縫。

3．2 樓梯結(jié)構(gòu)圖中應(yīng)注意的問(wèn)題

根據(jù)建筑提供的樓梯圖應(yīng)做以下復(fù)核:1)建筑樓梯剖面圖中的梯板厚度、梁位置及尺寸是否與結(jié)構(gòu)一致。2)梯梁到下面的梯板凈高是否達(dá)到要求，避免發(fā)生碰頭或產(chǎn)生壓抑感。具體要求是:樓梯梯段凈高應(yīng)不小于2 200 mm，休息平臺(tái)部分的凈高應(yīng)不小于2 000 mm。樓梯板厚通常取水平跨度的1/27～1/30，當(dāng)板厚不小于200時(shí)宜采用雙層配筋。

3．3 懸挑構(gòu)件

現(xiàn)澆挑板陽(yáng)角增加輻射狀附加筋(包括內(nèi)墻上的陽(yáng)角)，現(xiàn)澆挑板陰角的板下應(yīng)加斜筋。外露的挑檐、雨篷、挑廊應(yīng)每隔10 m～15 m設(shè)一道20 mm的縫，縫內(nèi)用彈性密封膏填實(shí)。L形、T形或十字形建筑平面的陰角附近的板應(yīng)該現(xiàn)澆并加厚，并雙層雙向配筋，另外增加4根45°直徑16的抗拉筋。雨篷和陽(yáng)臺(tái)的豎板采用現(xiàn)澆時(shí)，其最小厚度應(yīng)為80 mm，否則施工難度大，豎筋位置應(yīng)位于板厚中部。當(dāng)布筋為兩排時(shí)，豎板高度小于900 mm，最小板厚為100 mm;高度大于900 mm時(shí)，最小板厚120 mm。挑板內(nèi)跨板上筋長(zhǎng)度應(yīng)不小于挑板出挑長(zhǎng)度，尤其是挑板端部有集中荷載時(shí);當(dāng)挑板內(nèi)跨板跨度較小，跨中可能出現(xiàn)負(fù)彎矩時(shí)，應(yīng)將挑板支座的負(fù)筋伸過(guò)全跨。設(shè)計(jì)挑板配筋時(shí)應(yīng)留有余地，宜乘以1．3～1．5的放大系數(shù)，并應(yīng)采用大直徑鋼筋，避免施工踩彎。

4 其他問(wèn)題

砌體結(jié)構(gòu)所用的材料是脆性的，顯著特點(diǎn)是具有很低的抗拉和抗剪強(qiáng)度，當(dāng)墻體在水平地震作用下時(shí)，受剪和受彎是主要的受力形式，結(jié)果墻體容易出現(xiàn)裂縫而破壞。以往震害表明，砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力主要取決于砂漿強(qiáng)度等級(jí)高低和墻體面積大小，因此減輕震害的有效途徑就是提高砂漿強(qiáng)度等級(jí)和墻體面積。建議:對(duì)于抗震設(shè)防烈度為6度，7度的地區(qū)，砌體結(jié)構(gòu)房屋砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M5，層墻體面積率在設(shè)計(jì)中要保證不低于10%。

1)對(duì)于5層以上的砌體房屋，可以適當(dāng)?shù)靥岣叩撞恳韵?層墻體的砂漿強(qiáng)度和層墻體面積率，但同時(shí)應(yīng)注意抗震驗(yàn)算在砂漿強(qiáng)度、層墻體面積率變化的樓層。

2)對(duì)于像教學(xué)樓、會(huì)議室等有較大空間的砌體房屋，根據(jù)歷次震害得出，由于這類房屋層墻體面積率較低，抗震性能比較差。有效的解決措施是布置多一些的構(gòu)造柱。通過(guò)試驗(yàn)研究，在這類房屋的每開間均設(shè)置構(gòu)造柱后，其抗震性能提高幅度達(dá)到了46%。也可采取的措施是:適當(dāng)降低層高，提高砂漿強(qiáng)度等級(jí)，減少層數(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

在砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最重要的是構(gòu)造措施，同時(shí)概念設(shè)計(jì)務(wù)必要重視。只要我們嚴(yán)格遵循結(jié)構(gòu)構(gòu)造規(guī)定和規(guī)范要求，并聯(lián)系施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況就可以設(shè)計(jì)出合格的圖紙，同時(shí)能夠做到安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。

［1］GB 50003-2011，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［2］GB 50011-2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］王志堅(jiān)．淺談磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題［J］．山西建筑，2008，34(35):104-105．

［4］李永康，馬國(guó)祝．建筑工程施工圖審查常見問(wèn)題詳解——結(jié)構(gòu)專業(yè)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012．