孫亞楠，李鵬飛

(1.山東建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 濟南 250100；2.淄博市建筑設(shè)計研究院，山東 淄博 255000)

0 引言

一般的民用或者場區(qū)的圍墻都比較矮，實體圍墻一般2.2～2.5 m高，隨著人們生活水平的提高以及使用要求的提高，所以伴隨著出現(xiàn)了一些大量凈高超過一般圍墻的高圍墻[1]?，F(xiàn)在國內(nèi)對于圍墻的研究從無筋砌體圍墻到配筋砌體圍墻再到裝配式圍墻，在高圍墻中三種方式會有相應(yīng)的適用范圍，對前兩種進行探討。因此如果在設(shè)計中遇到超過或者遠超2.5 m的圍墻時，若繼續(xù)采用自承重砌體結(jié)構(gòu)時，必須加大墻體厚度、加大扶壁柱尺寸、縮小壁柱間距等措施，或者采用配筋砌體來滿足承載力等要求[2]。由于自承重墻主要承受的荷載為結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載以及地震荷載，其中地震荷載屬于偶然荷載[3]，因此在高圍墻設(shè)計中需要在風(fēng)荷載為主導(dǎo)前提下對比分析無筋砌體以及配筋砌體的適用性以及經(jīng)濟性，得到最優(yōu)方案。

1 工程概況

該工程為黃島看守所項目，該項目位于青島市，地上高度為5.5 m，基礎(chǔ)頂為1.3 m，圍墻計算高度H=6.8 m，青島市風(fēng)荷載0.6 KN/m2?，F(xiàn)選取無配筋砌體圍墻、配筋砌體圍墻以上兩種設(shè)計方案，在滿足抗彎、抗剪、高厚比等要求下，分析經(jīng)濟性，選擇最優(yōu)方案為無筋砌體圍墻設(shè)計，圖1-圖4為設(shè)計詳圖：

圖2 圍墻平面圖

圖1 圍墻大樣圖

圖4 建筑立面圖

圖3 建筑剖面圖

2 無筋砌體圍墻高厚比驗算

假設(shè)設(shè)計中采用墻的厚度均大于370 mm，取μ1=1，設(shè)計中采用實體圍墻，無洞口，故取μ2=1，砂漿的強度等級采用Mb10，則[]β =26，采用公式[1]：

β=H0/t=6.8/0.37≈18.38≤μ1μ2[ ]β =1.0×1.0×26=26，不增設(shè)構(gòu)造柱即可滿足要求。

3 圍墻的風(fēng)荷載取值

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》:ωk= βgzμslμzω0

青島的的基本風(fēng)壓為ω0=0.6 KN/m2，屬于B類地區(qū)，風(fēng)載體型系數(shù) μsl=1.3則有：ωk=βgzμslμzω0=1.0 × 1.3× 0.6=0.78

4 無筋砌體圍墻的受彎承載力驗算

高度大于3 m圍墻承載力主要有抗彎承載力控制，設(shè)計是滿足抗彎強度即可，可忽略砌體抗剪計算[4]。若圍墻不設(shè)扶壁柱，可假設(shè)底部固結(jié)三面自由計算最大彎矩，圍墻最大彎矩設(shè)計值為：

M=1.4×0.5ω0H2=1.4×0.5×0.78×6.82≈ 25.25 KN?m

該彎矩偏大，砌體不配筋難以實現(xiàn)設(shè)計意圖。

由《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》6.1.2第3款，帶扶壁柱墻體，可作為墻體的不動鉸支點。若設(shè)置混凝土扶壁柱，并且扶壁柱間距控制在15 m，可假定計算墻體底部固結(jié)，頂端自由，其余兩端鉸接計算，或假定四端鉸接計算[5]。

由于該工程為高圍墻，且青島地區(qū)風(fēng)荷載偏大，圍墻設(shè)計受彎計算控制，因此圍墻設(shè)計時每隔7 m設(shè)置一道扶壁柱。由風(fēng)荷載產(chǎn)生的最大彎矩位于中部偏下部位[5]：

砌體受彎構(gòu)件的承載力，應(yīng)滿足下式的要求：M≤ftmW[1]

選用砂漿強度等級為Mb10，砌體彎曲抗拉強度設(shè)計值取為ftm=0.17 MPa，經(jīng)驗算得知，6.8 m圍墻選取490 mm墻厚，每隔7 m增設(shè)一道磚砌體扶壁柱，所設(shè)計的圍墻受彎承載力符合要求。

5 配筋圍墻的受彎承載力驗算

配筋砌體圍墻，可假設(shè)底部固結(jié)三面自由計算最大彎矩，以上計算可知M=25.25 KN?m，可采用下式進行計算[4]：

選用Mu15單排孔混凝土砌塊，Mb10砂漿，混凝土砌塊孔洞率35%，保守設(shè)計灌孔率為33%，計算可知，每延米配置縱向鋼筋截面積496 mm2，配筋墻縱向鋼筋設(shè)計選用每延米512。

6 經(jīng)濟性分析

在青島地區(qū)設(shè)計6.8 m圍墻，若采用無筋砌體需選用Mu15燒結(jié)普通磚，Mb10砂漿，墻厚490 mm，每隔7 m增設(shè)一道磚砌體扶壁柱，構(gòu)造柱應(yīng)與墻體可靠拉結(jié)；若采用配筋砌體需選用Mu15單排孔混凝土砌塊，Mb10砂漿，墻厚240 mm，墻體縱向鋼筋為每一延米布置512，水平鋼筋每皮設(shè)置28。

由造價機構(gòu)提供數(shù)據(jù)：每延米無筋砌體磚扶壁柱用鋼量為3.5 kg，用磚量為1850塊，砂漿用量為0.33立方米；每延米無筋砌體混凝土扶壁柱（構(gòu)造配筋）用鋼量為20 kg，用磚量為1680塊，砂漿用量為0.33立方米；配筋砌體每延米用鋼量為39 Kg，390×190×190混凝土小型空心砌塊用量為84塊，灌孔混凝土用量為0.28立方米。該項目中無筋砌體與配筋砌體設(shè)計經(jīng)濟性對比，配筋砌體材料造價約為無筋砌體材料造價的85%左右，綜合造價兩種方案并無明顯差異，無筋砌體混凝土扶壁柱綜合造價比其他兩種圍墻造價約高30%。

7 總結(jié)

綜上，風(fēng)壓較大處的高圍墻并不宜采用單一承重墻砌體結(jié)構(gòu)，通過加設(shè)扶壁柱，并控制扶壁柱間距滿足設(shè)計意圖，但往往墻偏厚，且扶壁柱較為密集，美觀性較差。配筋砌體無需采用較厚的墻體厚度即可滿足設(shè)計要求，造價可控，且施工工期較短，完工后墻體薄且美觀， 但施工較為繁瑣且工程質(zhì)量不易控制。依據(jù)砌體圍墻計算不難發(fā)現(xiàn)，若圍墻高度超過7 m，所受彎矩極大，加扶壁柱不配筋490厚砌體圍墻已不能滿足設(shè)計要求，因此建議7 m以下墻體使用混凝土扶壁柱砌體，7 m以上圍墻采用配筋砌體圍墻。風(fēng)壓較大處的高圍墻安全隱患較大，圍墻構(gòu)造應(yīng)嚴格執(zhí)行砌體結(jié)構(gòu)的相關(guān)構(gòu)造措施，進行可靠拉結(jié)。由于項目為黃島區(qū)看守所，甲方對安全性有極高要求，要求墻厚不小于370 mm，綜合考慮，選用混凝土扶壁柱磚砌體圍墻。