2018多层砌体住宅建筑结构设计易忽视的问题

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　　【摘要】近年来，多层砌体结构在住宅建筑中广泛应用，但是由于设计时不注意一些问题，导致很多工程事故出现，因此，设计时须要高度重视。本文主要对多层砌体住宅建筑结构设计易忽视的问题进行了探讨
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　　Abstract: In recent years, multi-story masonry structure is widely used in residential buildings. However, because the design do not pay attention to some problems, there are a lot of engineering accidents. Therefore, we should pay more attention when we design it. This paper is focus on some easily ignored problems of the design and puts forward some suggestions.
　　【关键词】多层砌体结构住宅建筑结构设计问题
　　Key Words：multi-story masonry structure, residential construction, structure design, problems
　　中图分类号：TU318 文献标示码：A文章编号：
　　
　　前言
　　 多层砌体房屋是指由烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等砌体承重的多层房屋。由于造价相对低，砌体结构在中小城市得到很大的发展。通常砌体结构房屋给人们的印象多数是建筑高度不大、层数较少，层高较低、窗户较小、内部横墙较多，立面造型简单，这种印象正好说明了砌体结构的建筑特点。但设计中很多问题我们都不能忽视，否则会造成严重后果。
　　一、设计说明不全
　　 设计说明不甚清楚或不完整，多数情况下，对建筑、结构设计有关事项进行了交待，而对施工工艺、施工顺序、验收标准和相关专业配合的注意事项未作必要的说明，导致施工过程随意，影响工程质量。
　　 另外，平面不规则的建筑，由于平面上质量和刚度中心偏移距离较大，而在地震中产生较大的扭转变形。地震作用计算一般采用底部剪力法，此法的前提是以剪切变形为主、且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构；竖向不规则的建筑、竖向抗侧力构件不连续，将影响水平力的传递途径，引起水平力的重分配和应力集中。
　　 所以，首先要依据GB 50068-2001《建筑结构可靠设计统一标准》，确定建筑的设计使用年限l按照GB 5001 0―2002《混凝土结构设计规范》第3．4．1条明确钢筋混凝土构件的环境类别，建筑结构的安全等级应根据GB 5003―2001《砌体结构设计规范》第4．1．4条选用。对抗震设防区的结构设计，还须参照现行国家标准GB 50223《建筑抗震设防分类标准区分建筑抗震设防类别》。为了能准确采用块体和砂浆的强度等级，应注明砌体的施工质量控制等级；为了能合理地对地基基础进行设计，应注明地基基础设计等级。
　　二、墙体裂缝问题
　　 砌体房屋顶层产生裂缝的原因有多种，但大多数情况下温度应力是产生墙体裂缝的主要原因。由于屋面长时间受阳光辐射，屋面混凝土的温度要比屋面下墙体的温度高出很多，尤其是炎热的夏季，室内住户使用制冷设备，有时屋面温度(500C)是墙体温度(250C)的两倍，且在相同温度条件下，钢筋混凝土的线膨胀系数是砖砌体的两倍，这就使屋盖变形要比墙体大得多。屋盖变形过程中产生强大的推力，直接作用在墙体顶端，使墙体与屋盖的接触面受剪，剪力与屋盖、檐口及女儿墙的垂直压力，构成墙体双向应力，当主拉应力大于墙体的抗拉强度时，墙体就会出现裂缝。沿墙体分布的剪应力通常为两端最大，中部近似为零。由于端部正应力较小，其主拉应力接近于剪应力，则可能产生斜裂缝，在窗口、门口处由于应力集中，易产生裂缝。由于屋盖对圈梁的推挤作用，圈梁下的砌体易出现水平裂缝，由于通常屋盖圈梁下部砌体充担底模，裂缝大多出现在圈梁下一皮砖部位。见图2
　　
　　
　　 结构设计中往往注重强度，抗震构造，而考虑控制温度应力的措施较少，这点实际上是出现墙体裂缝的重要因素之一。砌体房屋过长。规范规定50 111应设伸缩缝，而有的房屋超长较多而未设置伸缩缝，又未采取其它减少温度应力影响的措施。构造柱单纯按抗震要求设置，忽略构造柱对减少温度裂缝的影响，尤其是端部构造柱也是如此。特别指出：设计人员在考虑砌体强度时，砂浆强度等级是底层高，越往顶层越低，而顶层因温度应力引起的砌体剪应力越往顶层越大。
　　三、构造柱及墙体加筋问题
　　 构造柱除应按规范要求，在外墙四角、楼(电)梯间四角，较大洞口两侧、大房间内外墙交接处、较大洞口两侧，所有纵横墙交接处设置以外，在8度区的砖混结构计算时，许多墙中部都应按计算要求增加构造柱，尤其是端部短墙，（如图1）中方框处短墙，若不增加墙中部构造柱，墙体抗力效应比只能达到0．71，抗震验算根本无法通过。但应注意到，如适当增加构造柱数量将有利于改善墙体抗力效应比，但当中部构造柱增加到一定程度时，不仅对抗力效应比提高没有帮助，反而会因为墙体截面面积减小而降低其抗震承载力，而某些部位的构造柱应整体加强，如图1中楼梯面凸出部位，外墙角部，这些在地震作用中效应较大的部位，加强措施可采用加大箍筋，提高混凝土标号，同时应增大竖向钢筋规格。计算中若增加构造柱仍无法使抗力效应大于1，则只能采取墙体加筋的方法，但设计时应注意很多问题。如计算结果仅提供配筋值，并未考虑最大最小配筋率，另外规范要求，水平灰缝厚度不得大于12mm。而钢筋上下至少应保证2 mm厚砂浆，因此水平筋根部筋直径之和不得大于8 mm。一般情况下，水平筋可取4 nm(240墙三排、370墙四排)，分布筋3mm。但设计中应尽量少采用或不采用水平配筋，而应靠尽可能调整方案、洞口大小位置来提高抗力效应比，因为在施工过程中，钢筋上下各2 nm砂浆就很难保证，而且加筋后灰缝厚度经常超过规范值，不得不返工重做，从而加大了经济成本，产生耗时耗力的效果。
　　
　　 图l 抗震验算结果(抗力效应比，括号内为配筋面积)
　　
　　
　　四、现浇混凝土板厚度过小
　　 现浇混凝土板的厚度应满足承载能力、 刚度和裂缝宽度控制的要求， 按照 《混凝土结构构造手册》 ， 简支双向板最小厚度可为跨度的1/45， 但在实际工程中， 钢筋位置在不同程度上存在偏差； 此外， 由于使用功能的要求， 现浇板中往往埋设各种管线， 致使其有效截面高度降低， 导致板承载能力不足。
　　 比如内江市某住宅楼， 3 层楼盖为双向现浇钢筋混凝土板（和圈梁整体现浇），短向跨度2.7m， 板厚80mm，板底配筋8@150，支座负弯矩配筋8@200。投入使用后，支座附近板面及跨中板底均出现受力裂缝， 最大缝宽达0.5mm，设计复核计算表明，板的承载力可满足《混凝土结构设计规范》的要求，但经检查发现， 由于施工中踩压原因，部分支座处板面钢筋保护层厚度达35mm，而跨中板内埋有15mm弱电管线数根， 致使现浇板有效截面高度大为降低，造成承载能力不足。
　　 现浇板设计中， 如现浇板过薄， 则施工中钢筋位置稍有偏差或板中埋设管线就将使板截面有效高度降低， 承载能力大幅度下降， 设计中应综合考虑工程施工的具体情况适当加大板的厚度。
　　五、设计中对住宅楼梯间墙体削弱的考虑
　　 单元式住宅的楼梯间墙体，承受楼面筒载及梯梁传来的集中荷载，是房屋结构中的重要部位。由于使用功能的要求，除入户门洞外，在底层墙体中常暗设消火栓箱、配电箱、弱电传接线箱，以及在入户门旁墙体中竖向剔槽敷设强电及各种弱电管线(如电源线、可视对讲线、电话网络线、光纤、远程数据线)，另外，使用者常在装修过程中，人为对入户门旁的墙体进行改造，如暗设鞋柜等，致使该墙体受到削弱造成承载能力不足。由于使用功能的要求，该类墙体的削弱往往难以避免，且随着生活质量的提高，各种弱电线路有日益增多的趋势，在结构设计中应引起足够重视。除应与其它工种密切配合外，尚应对单元式住宅楼梯间墙体予以加强，在适当部位(如进户门旁)加设钢筋混凝土构造柱，适当加大圈梁的高度与配筋，加大底层墙体厚度等。
　　结语
　　总之，多层砌体结构在城市建设中还有非常重要的作用，而在设计时也容易忽略一些问题，造成工程事故，所以我们要重视设计中的每个环节，设计出安全、舒适、质量高的住宅，满足人们需要。
　　参考文献
　　［1］全国民用建筑工程设计技术措施?结构［M］.北京：中国计划出版社.
　　 [2] GB 50003．2001砌体结构设计规范［S］．
　　 [3]唐岱新，龚绍熙，周炳章．砌体结构设计规范理解与应用［M］．北京：中国建筑工业出版社，2002．
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。