楊 帆,王 蕾,吳 鳴
1 鄭州大學(xué)設(shè)計(jì)研究院四所(450002) 2 核工業(yè)第五研究設(shè)計(jì)院(450052)
在磚混結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力,構(gòu)造柱與圈梁連接成為整體,形成對(duì)砌體的約束,這對(duì)于限制墻體裂縫的開(kāi)展,維持豎向承載力,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能有著重要作用。在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用,這種作法將引起以下問(wèn)題:1)構(gòu)造柱作為承重柱使用后,使得構(gòu)造柱提前受力,不但降低構(gòu)造柱對(duì)墻體的拉結(jié)和約束作用,而且當(dāng)遭遇地震時(shí),構(gòu)造柱必然形成應(yīng)力集中,不但起不到其應(yīng)有的作用,反而成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)薄弱部位。2)構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中,沒(méi)有另設(shè)基礎(chǔ),構(gòu)造柱兼作承重柱使用后,柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿足要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓會(huì)立即出現(xiàn)裂縫。建議承重大梁下的柱子按承重柱設(shè)計(jì),若梁上荷載和跨度都比較小時(shí),構(gòu)造柱也可布置于梁下,但必須滿足墻體的局部承壓和抗彎強(qiáng)度。
由于邊梁上荷重一般較小,設(shè)計(jì)者往往把實(shí)際應(yīng)為連續(xù)梁的梁按單簡(jiǎn)支梁進(jìn)行設(shè)計(jì),致使梁在支座處上部負(fù)筋配置量過(guò)少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫,進(jìn)而引起梁上部欄板或墻體出現(xiàn)豎向裂縫。如果該邊梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),問(wèn)題將會(huì)更加嚴(yán)重。因?yàn)樵摿阂话阒苯颖┞对谑彝?,受環(huán)境溫度影響較大。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束,在梁內(nèi)產(chǎn)生收縮應(yīng)力,引起梁的支座附近沿整個(gè)梁截面四周裂縫貫通,梁承載力降低,直接影響了觀感和使用安全。
設(shè)計(jì)者往往只注意了對(duì)梁的強(qiáng)充和傾覆進(jìn)行驗(yàn)算,而忽略了對(duì)梁撓度的驗(yàn)算。梁高選用過(guò)小,引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過(guò)高,在正常使用狀態(tài)下,梁截面受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。梁撓度隨時(shí)間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的回大而加寬,影響了房屋的正常使用。據(jù)筆者觀察,這種挑梁的變形發(fā)展到后期,梁支座截面上部受拉區(qū)常常出現(xiàn)較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,其上部受拉區(qū)出現(xiàn)的豎向裂縫向下延伸發(fā)展為斜裂縫,此時(shí)梁已接近破壞,當(dāng)為托墻挑梁時(shí),過(guò)大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過(guò)小對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震也很不利。懸挑結(jié)構(gòu)對(duì)豎向地震的作用最為敏感。梁高小時(shí),截面的相對(duì)受壓區(qū)高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力。
板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件,是它將樓面、屋面的荷載傳給其周?chē)膲蛄?樓板的設(shè)計(jì)問(wèn)題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。若對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)考慮不周,很容易存在嚴(yán)重的安全隱患。樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)如下幾個(gè)問(wèn)題:1)設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認(rèn)識(shí)不足,簡(jiǎn)單地將雙向板作為單向板進(jìn)行計(jì)算,導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過(guò)大,而另一方向僅按構(gòu)造配筋,造成配筋嚴(yán)重不足,致使板出現(xiàn)裂縫。2)板承受線荷載時(shí)的彎矩計(jì)算問(wèn)題。在民用建筑中,常常在樓板上布置一些非承重隔墻,故大樓板設(shè)計(jì)中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后,再進(jìn)行板的配筋計(jì)算。但有些設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外,板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌,緊頂上部分的樓、屋面板,這樣會(huì)給上部的板增加一個(gè)中間支承點(diǎn),使其變?yōu)檫B續(xù)板,支承點(diǎn)上部出現(xiàn)了負(fù)彎矩,而在板的設(shè)計(jì)中又沒(méi)考慮該部分的影響,致使板頂出現(xiàn)裂縫。3)雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個(gè)方向均產(chǎn)生彎矩,由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放,短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)放在下面,長(zhǎng)跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面,計(jì)算時(shí)應(yīng)用兩個(gè)方向的各自的有效高度。一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小d(d為短向鋼筋的直徑)。有的設(shè)計(jì)者為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識(shí)不足,而取兩個(gè)方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計(jì)算,致使長(zhǎng)跨有效高度偏大,配筋降低,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在質(zhì)量隱患,甚至出現(xiàn)開(kāi)明縫的現(xiàn)象。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作,希望通過(guò)大家不斷的總結(jié)和探討,提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、經(jīng)濟(jì)性。
[1]GB 50003-2001,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
[2]GB 50011-2001,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)[S]
[3]DBJ 41/070-2005,住宅工程質(zhì)量通病防治技術(shù)規(guī)程[S]
[4]蔣驍瑤.淺談砌體結(jié)構(gòu)變形裂縫的原因及控制[]天工網(wǎng)結(jié)構(gòu)板塊論文
[5]徐占龍,李銘銘.砌體結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫的分析[].中國(guó)期刊網(wǎng)論文