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2013年结构工程师:砌体结构

|0·2013-06-28 11:05:13浏览0 收藏0
摘要 2013年结构工程师:砌体结构

  一、引言

  砌体的结构是一种传统的墙体材料,在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。近些年来,随着建筑业的蓬勃发展,新型墙体材料也不断涌现,如从欧美引进的混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外,结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料,如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖。这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围。

  现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类,它们的界限定义为:仅有少量的拉结钢筋,含筋量在0.07%以下时为无筋砌体;约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构,如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱),同时墙段上下设置有圈梁,此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件,砌体配筋量在0.07%-0.17%左右;配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑,如配筋混凝土空心砌块,其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构,其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构,即在0.2%左右。

  1966年的邢台地震和1976年的唐山地震等数十次破坏性大地震,以及1923年日本关东大地震等,几乎无一例外的表明无筋砌体结构不能承受大地震的考验。因此目前国外抗震规范一般只允许建造3层及三层以下的砌体结构。

  尽管砌体结构的抗震性能如此之差,然而在城镇建设中,由于我国人口集中,土地有限,所以我们不可能把砌体结构限制过严,而是要适应发展的需要,在研究和总结震害的基础上,改进砌体的抗震性能,提高它的建造层数和高度,满足业主需要。

  二、约束砌体

  砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。1976年唐山大地震后,总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验,提出了在承重墙体中设置边缘约束构件的规定。经过二十多年的实践考验证明,设有构造柱的砌体房屋,在经受九度地震后未发现有倒塌的实例,此种做法是安全的。但应注意以下几点:

  1、约束墙体的构造柱截面不宜过大,配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土,使柱与墙体能够紧密结合,共同工作。此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小,刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎,构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和配筋过大,由于混凝土刚度远大于砌体墙体,所以构造柱会吸收大多数的地震力,结果构造柱先于墙体破坏,起不到约束墙体的作用。

  2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂,并逐步延伸,形成对角的“x”形裂缝;如果墙段的高宽比较大,则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大,否则将会消弱对墙段砌体的约束作用,基本上是纵墙内每开间均设,横墙内间距不大于层高的两倍。

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