超長平面砌體建筑結構設計問題及對策

馬航 郭家瑞

摘要：砌體結構是一種傳統(tǒng)的建筑結構形式，其歷史悠久，至今仍被廣泛應用于住宅建筑，尤其是多層住宅公寓樓房屋建筑之中。經過多年來的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今我國在砌體結構的設計、施工等方面已經相對成熟。現(xiàn)以某超長平面砌體建筑工程項目為例，對砌體結構設計要點進行了分析。

關鍵詞：超長平面砌體建筑;建筑結構設計;建筑

在建筑工程項目的建設全過程中，建筑設計占據著重要的地位、發(fā)揮著關鍵作用，建筑設計的科學性、合理性，是保障建筑工程項目施工順利開展、確保建筑工程項目建設整體質量的重要前提與基礎。鑒于此，超長平面砌體建筑工程項目建設過程中，應高度重視、切實做好建筑結構設計工作，從而為建筑施工提供有效的指導。

1、砌體結構

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

超長平面砌體建筑是砌體結構的一種常見類型，在建筑結構設計中，應以滿足建筑使用功能要求為目標，對結構形式、結構體系進行合理選擇，并要做好結構平面布置、結構豎向布置?，F(xiàn)以某超長平面砌體建筑工程項目為例，對建筑結構設計中的要點問題及其對策進行了分析，希望可以為砌體結構建筑的相關研究或者是工程實際建設提供有效的參考。

2、超長平面砌體建筑結構設計問題與對策

2.1工程概況

某超長平面砌體建筑工程項目，為某職業(yè)院校公寓樓，屬于四類多層宿舍樓?？傆玫孛娣e2031.6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。基本地震加速度0.10g，抗震設防烈度7度。結構設計使用年限為50年。

2.2結構形式選擇

鋼筋混凝土框架結構、砌體結構是多層宿舍公寓建筑中比較常見的結構形式。以施工圖為根據，在開展結構選型工作的時候，需要對兩種形式進行對比分析。目前來說，鋼筋混凝土框架結構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、施工周期長的缺點與不足。砌體結構在多層住宅建筑，特別是宿舍、公寓類建筑中比較常用，其原因在于，住宅建筑的進深、開間通常不大，且存在諸多分隔內部空間的墻體且上下層對齊，比較適合布置承重墻體，可作為砌體結構的受力構件。同時，砌體結構建筑在實際施工中，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構形式為砌體結構。

2.3結構體系選擇

在對砌體結構體系進行選擇的時候，應嚴格遵循相關規(guī)范標準的要求，并充分考慮工程實際情況。本工程中，基本地震加速度0.10g，抗震設防烈度設計7度。根據《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中的要求，采用普通磚、多孔磚砌筑時，抗震防設烈度7度、基本地震加速度0.10g，最大容許層數、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。結合建筑總高度、使用功能及結構設計使用年限50年，確定其抗震設防類別為標準設防類。鑒于此，本工程可以選擇砌體結構。對于砌體結構多層房屋建筑，應優(yōu)先選擇縱、橫墻共同承重或者是橫墻承重的結構體系。本工程中，充分考慮到居住功能要求，每個房間開間3.5米、進深6.8米，開間不大，布置的橫墻數量較多，采用現(xiàn)澆樓蓋，因此選擇的是縱橫墻共同承重的結構體系。

2.4伸縮縫與防震縫

確定好結構體系后，結構平面布置中，應注意以下兩個方面的問題：第一，伸縮縫。為預防由于受到砌體干縮、溫差等因素的影響而導致房屋建筑在使用過程中出現(xiàn)墻體豎向裂縫的問題，需要設置伸縮縫，以提高墻體的抗裂性能。在設置伸縮縫的時候，基礎無需斷開，而基礎頂面之上至屋面全部構件，均要斷開;且伸縮縫兩端應設置雙墻;應盡量將伸縮縫設置在最有可能因為收縮變形、溫度而出現(xiàn)應力集中、裂縫的地方。還要對伸縮縫的間距進行合理控制，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構，伸縮縫間距應控制在50米以下。第二，防震縫。為預防由于受到地震作用的影響而導致砌體建筑結構發(fā)生震害，應避免結構平面布置過于狹長。原因在于，若是建筑物的平面過于狹長，在遭遇地震災害的時候，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，導致嚴重震害的發(fā)生。如果基于建筑使用功能需求，必須布置狹長的平面，則要設置抗震縫，將建筑分隔為有利于抗震的規(guī)則結構單體。根據GB50011-2010中的相關要求，抗震防設烈度為7度的時候，長寬比不應超過6.0。本工程的平面長度120米、寬度19米，長寬比超過了6.0，因此需設置抗震縫。但考慮到若是設縫過多，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，并達到便于施工的目的，擬設置兩道變形縫。一般情況下，是根據房屋高度、抗震設防烈度，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，設置兩道變形縫，寬度為100毫米，將建筑分隔為三個相對獨立的利于抗震的規(guī)則結構單體。

2.5墻體設計

砌體結構，是以墻體為主要受力構件，在豎直方向上，墻體布置應盡量上下對齊，從而使傳力路徑更加簡單、更加明確，利于荷載傳遞，確保結構安全性、穩(wěn)定性。本工程中，建筑內部進深較大、開間不大，因此內部布置了數量較多的橫墻。為實現(xiàn)結構自重的降低，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軟件中的砌體結構輔助設計軟件（QITI）進行建模計算，對墻體的承載力進行驗算。本工程中，設置了兩道寬度為100毫米的變形縫，將建筑分隔為三個相對獨立的利于抗震的規(guī)則結構單體。因此，在建模計算時，既可以構建總的結構模型，也可分別對三個結構單體進行建模，但需要注意的是，構建總的結構模型時，應確保變形縫區(qū)域構件不連續(xù)，以確保計算結果的準確性。

結語：

綜上，超長平面砌體建筑結構設計中，應充分考慮工程實際情況，嚴格遵循相關規(guī)范標準的要求，把握好各結構設計要點，確保結構設計成果既滿足砌體建筑的功能使用要求，又符合國家規(guī)范標準中對砌體建筑安全性的要求。

參考文獻：

[1]倪漢根，潘志宏，孫可，張耀良，周伯承.爆破地震動作用下砌體結構動力響應的現(xiàn)場實測與數值模擬研究[J].建筑結構，2020，50（06）：122-126.

[2]楊娜，滕東宇.藏式石砌體在剪-壓復合作用下抗剪性能研究[J].工程力學，2020，37（02）：221-229.

[3]石建光，鄭雪鋒，林樹枝，謝益人.灰縫厚度及水泥砂漿抹面對歷史建筑砌體結構性能的影響[J].建筑科學與工程學報，2020，37（01）：67-74.