（山西輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 太原 030013）

1 砌體結(jié)構(gòu)概述

砌體結(jié)構(gòu)是由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。通過分析相關(guān)資料統(tǒng)計結(jié)果可知[1-2]，在民用住宅建筑當(dāng)中，砌體結(jié)構(gòu)是主要的建筑物，與此同時，在整個建筑領(lǐng)域也大概有 80%的比重，此外國內(nèi)外建筑領(lǐng)域所使用的墻體材料中利用砌體來作承重以及非承重材料的約為85%左右。

近年來，大城市、部分二線城市砌體結(jié)構(gòu)用量大幅度減少，這是一種正常現(xiàn)象。但是磚砌體結(jié)構(gòu)仍有著其它材料難以超越的優(yōu)勢，這種結(jié)構(gòu)形式在我國遠不會消亡，而會在我國城鎮(zhèn)化進程中發(fā)揮其固有的經(jīng)濟、適用、舒適、快捷的綜合優(yōu)勢。

2 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 單層砌體結(jié)構(gòu)

單層砌體結(jié)構(gòu)在住宅設(shè)計中很常見，但并不常用。它多成為其它工種的配合單體建筑物，比如作為管理房、門房、倉庫等。這類房屋設(shè)計時一般都超過了《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB 50003-2011中關(guān)于多層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些要求。其實，規(guī)范中并無單層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)規(guī)定，因此，對于此種情況，我們可以根據(jù)多層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求進行適當(dāng)?shù)姆艑?。以下以一個具體工程為例來探討單層結(jié)構(gòu)選型的確定。

本項目為某水庫防汛物資倉庫，單層建筑物建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度 0.2g,設(shè)計地震分組為第二組；場地類別為Ⅱ類；建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，框架抗震等級為二級，層高 4.5m。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010第7.1.5條表7.1.5,8。區(qū)多層砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震墻間距不應(yīng)大于 11m，而本項目的抗震墻間距為 27m，嚴(yán)重違反規(guī)范中的強制性條文。作為設(shè)計人員應(yīng)果段選擇框架結(jié)構(gòu)來設(shè)計該單層房屋；本項目層高4.5m，與規(guī)范中多層砌體房屋的層高不應(yīng)超過3.6m相矛盾，經(jīng)PKPM計算，可適當(dāng)放寬。

2.2 多層砌體結(jié)構(gòu)

多層砌體結(jié)構(gòu)是指2層及2層以上的砌體結(jié)構(gòu)，筆者設(shè)計過程中多遇到的是六層以下的砌體結(jié)構(gòu)，這類砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計時要注意：抗震等級、層數(shù)限制、層高限制、地下時層高、擋土壓力等。現(xiàn)以實際工程實例來討論多層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點。

本項目為某管理站施工圖設(shè)計，主體結(jié)構(gòu)三層，帶一層四米高的地下室，基礎(chǔ)采用墻下條形基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度為 6度，設(shè)計基本地震加速度0.05g,設(shè)計地震分組為第三組，場地類別為二類。圖1為基礎(chǔ)剖面圖。

本項目由于帶有地下室，外墻需承擔(dān)擋土壓力，地下室層高 4米，采用 370的磚墻遠不能抵抗擋土壓力，在甲方不同意加厚磚墻的前提下（采用混凝土擋土墻造價又高），我們通過增設(shè)構(gòu)造柱、中部設(shè)置圈梁、墻體加筋以及條形基礎(chǔ)加梁的方式解決這一問題。

圖1 基礎(chǔ)剖面圖

圈梁位置的確定，需要確定力學(xué)模型進行計算。通過表一，我們可明顯看到墻高對彎矩及剪力的影響，而砌體墻承載力相對墻高是一個定值，因此解決問題的關(guān)鍵在于減少墻的有效高度。采用增設(shè)圈梁減小墻體高度的方法解決這一難題。根據(jù)文獻[3]，為保證圈梁高跨比，需在墻體中每隔一定距離設(shè)構(gòu)造柱，作圈梁的支點，同時對構(gòu)造柱強度進行驗算。

表一 土壓力計算

2.3 單層空曠房屋的設(shè)計

這是我們設(shè)計中最容易忽視的一種結(jié)構(gòu)類型。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB 50011-2010第10.1.3條：7度（0.15g）、8度、9度時的大廳；大廳內(nèi)設(shè)有挑臺；7度（0.1g）時，大廳吧跨度大于12m或柱頂高度大于6m，以上情況下不應(yīng)采用磚柱。單層空曠房屋的抗震計算，可采用底部剪力法，地震影響系數(shù)取最大值。

2.4 砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

砌體結(jié)構(gòu)是一種常用的建筑結(jié)構(gòu)形式，主要特點是：剛度大，整體性差，墻體的抗拉、抗剪，抗彎承載力較低，使砌體結(jié)構(gòu)建筑物在高度、層數(shù)、高寬比等很多方面受到一定的限制。砌體縱橫墻體是建筑物主要的豎向承重和抗側(cè)力構(gòu)件，在地震作用下，當(dāng)墻體抗側(cè)力承載力不足時，往往首先遭到破壞而導(dǎo)致房屋的整體破壞。除了砌體的材料強度、砌筑方法和施工質(zhì)量等因素影響，墻體高寬比也是直接影響墻體受剪承載力的主要因素。

2.5 砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)注意的問題

每層懸挑梁只承擔(dān)本層墻體的荷載，設(shè)計時應(yīng)注明懸挑梁上層的墻體后砌，否則施工時為方便，會把此層墻體做上次懸挑梁的底模，從而改變了傳力模型，致使承載力不足發(fā)生破壞；現(xiàn)澆板厚度不應(yīng)過小，除了滿足受力要求（彎矩、剪力、撓度、裂縫）外，還要滿足構(gòu)造要求。

3 結(jié)論

3.1 單層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計，選型尤為重要。應(yīng)根據(jù)實際工程特點，仔細參讀規(guī)范，選擇合適的結(jié)構(gòu)類型，同時應(yīng)注意單層結(jié)構(gòu)設(shè)計與多層結(jié)構(gòu)設(shè)計的在規(guī)范應(yīng)用上的差別。

3.2 多層砌體結(jié)構(gòu)帶地下室設(shè)計時，應(yīng)對砌體墻的高度特別注意，選用合理的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，布置結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件。

3.3 現(xiàn)代砌體結(jié)構(gòu)正向高層、抗震方向發(fā)展，我們在設(shè)計時應(yīng)積累經(jīng)驗，驗證理論的同時再指導(dǎo)理論的進一步發(fā)展。

[1]王景文.砌體結(jié)構(gòu)工程[M].北京：中國建筑工程出版社；2004.

[2]王慶霖.砌體結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工程出版社；1995.

[3]劉瑋、黎虹、寒軍.框架結(jié)構(gòu)磚砌體地下室擋土墻計算[J].低溫建筑技術(shù)；1999，4:18-19.