混凝土小型空心砌块房屋的结构抗震设计研究
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关于砌体结构房屋抗震设计规定及要点的探究摘要:汶川、玉树等大地震让人们对建筑的抗震设计提了更高的要求,为反防患于未然,在房屋设计中,必须要根据相关的要求来设计房屋的抗震功能,文章将就砌体结构房屋抗震设计进行探讨。
关键词:砌体结构;抗震设计;设计要点Abstract: the wenchuan earthquake, and let people have to the seismic design of buildings carry higher requirements for the nip in the bud in the housing design, must according to the requirements of the seismic design houses to function, the article will house masonry structure seismic design is discussed in this paper.Keywords: masonry structure; Seismic design; Design key points of the中图分类号:U452.2+8 文献标识码:A文章编号:目前,我国所的房屋抗震及隔震和消能减震设计技术标准,主要是根据《建筑抗震设计规范》的要求进行核定的。
一般来说,石结构房屋的抗震性能比较差,在抗震规范中所限定的石结构房屋的使用范围也很小。
文章主要是针对烧结普通砖、烧结多孔砖、混凝土小型空心砌块等材料的砌体结构房屋进行讨论的。
一、砌体结构抗震的一般规定(一)房屋总高度、层数为保证建筑的抗震能力,通过限定房屋的层数和总高度,是较为有效手段之一。
①通常情况下,层数和总高度要那种建筑行业的相关规定来确定。
②对横墙较少的多层砌体房屋,如医院、教学楼等,在总高度的控制上,要比其他房屋的规定降低3m,在层数上则需要相应减少一层;各层横墙很少,即同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以上的多层砌体房屋,就需要按照具体情况,对总高度和层数进行适当的调整。
22g614《混凝土小型空心砌块填充墙建筑、结构构造》(最新版)目录1.混凝土小型空心砌块的概述2.混凝土小型空心砌块的特点3.混凝土小型空心砌块的结构构造4.混凝土小型空心砌块的应用范围5.混凝土小型空心砌块的运输和堆放要求6.混凝土小型空心砌块的安装方法7.混凝土小型空心砌块的质量验收正文一、混凝土小型空心砌块的概述混凝土小型空心砌块是一种轻质、高强、多功能的新型墙体材料,已被广泛应用于建筑行业中。
其主要特点是空心结构,这种结构使得砌块具有较低的密度和较高的强度,同时具备良好的保温、隔音性能。
二、混凝土小型空心砌块的特点1.轻质:混凝土小型空心砌块的密度较低,减轻了建筑物的自重,有利于提高建筑物的抗震性能。
2.高强:混凝土小型空心砌块具有较高的强度,能够满足建筑物的承重需求。
3.多功能:混凝土小型空心砌块具备良好的保温、隔音性能,有利于提高建筑物的舒适度。
4.环保:混凝土小型空心砌块的生产过程符合环保要求,不会对环境造成污染。
三、混凝土小型空心砌块的结构构造混凝土小型空心砌块主要由水泥、砂、石子、水、外加剂等原材料组成。
其结构特点是空心,空心部分可以填充保温材料,提高建筑物的保温性能。
四、混凝土小型空心砌块的应用范围混凝土小型空心砌块广泛应用于建筑物的内外墙体、屋面、地面等结构部位。
五、混凝土小型空心砌块的运输和堆放要求1.运输:砌块装卸和运输应平稳,装卸时,应轻拿轻放,避免撞击,严禁倾斜重掷。
2.堆放:砌块应按不同规格和等级分别整齐堆放,堆垛上应设标志,堆放场地必须平整,并做好排水,地面上宜铺垫一层煤渣屑或石屑、碎石等。
3.分类:砌块应按密度等级和强度等级、质量等级分批堆放,不得混杂。
六、混凝土小型空心砌块的安装方法1.墙体施工前,应清理基底,检查墙体是否平整、垂直。
2.安装时,应按照设计图纸进行排版,确定砌块的位置和间距。
3.使用专用工具进行砌块安装,安装过程中应保证砌块的稳定性。
4.砌块与钢筋混凝土柱、梁的连接应采用植筋、锚栓等方法。
混凝土小型空心砌块建筑应采用的技术保障措施朱建东(白城市建筑设计研究院,吉林白城137000) 摘要:由于小型砌块自身特性和砌体的本性决定着它还存在着若干问题,我们必须采取一系列技术措施,克服缺点,消除隐患,使人们安其所居。
关键词:空心砌块;裂缝;抗震;构造中图分类号:T U528.0文献标识码:A文章编号:167323118(2006)0420106203收稿日期66作者简介朱建东(65———),男,白城市建筑设计院高级工程师。
在建筑工程的各种建材中,混凝土小型空心砌块由于质量好,生产效率高,不毁田,节能效果佳,利废,结构自重轻,整体性好,施工速度快,各项经济技术指标优于砖墙,在国外及国内大中城市已成为取代实心粘土砖成为墙体主导材料。
但在实际应用过程中它还存在若干问题,比较突出的是设计理念的更新问题,设计技术保障措施的落实问题。
应采取有效措施加以解决,采用完善技术提供保障,才会使混凝土小型空心砌块在我国建筑工程上得到广泛的应用。
一、明确结构静力设计和抗震设计机理,落实强化各种构造措施作为混凝土小型空心砌块应采用以概率理论为基础的极限设计方法,采用分项系数的设计表达式进行计算。
应按承载能力极限状态设计,并应满足正常使用极限状态的要求,且应按《砌体结构设计规范》中规定的承载力表达式,整体稳定验算表达式,弹性、刚性和刚弹性方案进行计算分析。
除此,在满足这些计算的要求外,还应就混凝土小型空心砌块的特性———容易开裂的最大弊病,要加强构造措施,从设计的源头来防止或减少墙体的开裂。
11严格控制砌块的出厂含水率不大于40%,必须保证28天的养护期,争取保证三个月以上的小型砌块养护期,这是借鉴混凝土收缩实验材料中收缩与时间的前快后慢情况得出的结论,估算此时可完成%5%的收缩量,这就大大减少了收缩应力,从而大大改善墙面的收缩干裂。
21适当提高砌筑砂浆的强度等级的措施,不局限于《规范》规定的最低M5.0水泥砂浆,且采用专用混合砂浆,可以提高到M7.5级,因为砌体砂浆强度等级直接决定砌体的抗拉强度和抗剪强度,而混合砂浆能保持砂浆中水份不蒸发,且含水率高,有利于水泥的水化,也能满足砌块的吸水要求,有利于砂浆粘附在砌块上。
混凝土小型空心砌块房屋抗震设计规定混凝土小型空心砌块在我国使用、研究已有二十多年的历史, 随着在全国范围内对粘土砖的逐步禁止使用, 混凝土小型空心砌块作为一种相对比较成熟的新型墙体材料, 在多层和中、高层房屋中, 正在越来越广泛的被使用。
推广应用混凝土小型空心砌块的意义在于: 保护土地资源, 利用工业废料, 节约能源, 推广工厂化生产, 提高劳动生产率, 科学管理产品质量。
而且混凝土小型空心砌块力学性能较好, 适用范围较广, 在一般工业与民用建筑的多层与高层中都可以使用, 有很好地发展前景。
但是, 由于混凝土小型空心砌块与传统使用的粘土砖相比, 无论是在材料本身、砌筑方法、受力性能、破坏机制、构造措施等方面都有较大的不同, 因此混凝土小型空心砌块房屋的抗震设计方法与传统砌体房屋就有所不同。
近年来, 上海、北京、沈阳、南京、长沙、成都、昆明等地的科研单位, 对混凝土小型空心砌块房屋的抗震性能和容易出现的裂缝和渗漏等情况, 从材料、施工质量控制、结构形式、构造措施等方面展开了深入地试验研究, 并取得了相应的成果。
这次规范修定中, 在总结混凝土小型空心砌块房屋的抗震经验, 反映最新科研成果, 推广使用混凝土小型空心砌块等方面作了大量的工作, 对原抗震设计规范的一些条文作了修改和补充, 并在附录中新增加了配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋抗震设计要求等新内容。
一、混凝土小型空心砌块多层房屋1.一般规定1)、混凝土小型空心砌块的材料和外型混凝土小型空心砌块主要是指砌块外型尺寸为390×190×190mm、空心率为50%左右的单排孔混凝土空心砌块, 是利用混凝土掺加一定量的粉煤灰和外加剂, 经蒸压养护而成的混凝土砌块。
砌块的截面面积按毛截面计算, 砌块的强度等级按单块抗压强度确定。
迄今为止, 全国各有关科研研究单位主要是对外型尺寸为390×190×190mm、空心率为50%左右的单排孔混凝土小型空心砌块进行了大量的试验研究, 规范的有关规定也主要是反映了这一部分的研究成果。
混凝土小型空心砌块墙体结构构造
混凝土小型空心砌块墙体是一种常见的建筑结构构造,具有以下构造特点:
1. 砌块选择:墙体通常采用小型空心砌块,常见的砌块规格有390mm×190mm×190mm,砌块内部有一定的空腔。
2. 墙体砌筑:砌块通过砌筑砂浆粘结在一起形成墙体,常见的砂浆配合比为1∶3,也可以根据实际需求进行调整。
3. 钢筋加固:在墙体内部设置一定数量和规格的钢筋,以增强墙体的抗弯强度和抗震性能。
钢筋一般按照设计要求在墙体的垂直方向和水平方向布设。
4. 环境保护:空心砌块墙体结构具有良好的隔热、隔声和防火性能,有效提高室内环境质量。
5. 空腔填充:墙体内部空腔通常填充一定强度的混凝土或轻骨料混凝土,以进一步增强墙体的抗压性能和隔声效果。
6. 表面处理:墙体表面可进行石膏抹灰、涂料喷涂等处理,以提高墙体的外观质量和保护墙体。
混凝土小型空心砌块墙体结构构造简单,成本相对较低,施工速度快,因此在现代建筑中得到广泛应用。
砌体结构抗震概述作者:林雪松学院:建筑工程学院班级:建工071班学号:指导老师:刘小敏砌体结构抗震概述关键词:砌体结构;抗震;技术措施论文摘要:根据目前国家地震专家预测及分析,目前我国仍处于第五个地震活跃期,特别是在四川发生的汶川8度地震造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
使得人们对日常生活和居住的建筑的安全性有了更高的关注。
对此国家也对建筑抗震规范进行了及时的修改,同时也要求我们工程技术人员对地震灾害的预防措施的研究应有更深的认识。
砌体结构在我国不仅有悠久的应用历史,而且至今仍在我国墙体材料中占有绝对优势。
据不久前的统计,全国墙体材料中以砌体为承重和非承重(填充、围护)材料约占85%左右,因此,砌体材料可以说是我国的主要墙体材料,也是我国的传统材料。
砌体结构是采用砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。
其是通过砌块和砂浆的互相作用及纵横墙的拉结而达到具有一定整体性和承重能力。
但砌体的抗拉、弯、剪的强度又较其抗压强度低,导致建筑变形能力小,因而抗震性能较差。
而我国六度和六度以上地震区占全国面积的三分之二以上,广大地区都处于地震破坏的威胁之中。
历次地震表明,砌体结构在地震中破坏或倒塌较多。
历史上在印度、希腊、日本关东大地震以及汶川地震等都证明了这一点。
因此改善砌体的延性,提高建筑物的整体稳定性和抗震性能具有重要意义。
地震后摆在我们面前有两条出路:一是淘汰砖砌体,像日本1923年以后那样,一律使用其他材料建造房屋。
但是,显然不符合我国国情。
我国有广阔的黄土和砂石资源,有传统的生产和施工工艺,尤其是因为它的地方特色和经济实用,要淘汰砌体材料是不可能的。
因此,只能走另一途径,即改进砌体的抗震性能,提高它的延性和抗倒塌能力,使之能满足裂而不倒的要求。
图1:地震后砌体建筑的受损情况一、砌体建筑抗震常用处理措施砌体结构的震害比较严重,砌体结构技术的发展主要就是抗震技术的发展,必须改进砌体结构的抗震性能,包括延性性能和抗倒塌能力。
混凝土砌体结构的抗震设计随着城市化进程的不断加快,人们对建筑物的抗震性能要求也越来越高。
混凝土砌体结构作为一种常见的建筑结构形式,其抗震性能的设计和研究变得尤为重要。
本文将从混凝土砌体的特点、抗震设计原则和方法等方面进行探讨,旨在为混凝土砌体结构的抗震设计提供一些参考。
一、混凝土砌体结构的特点混凝土砌体结构是指由砌块砌筑而成的建筑结构,其中砌块可采用混凝土砌块、空心砌块等。
与钢筋混凝土结构相比,混凝土砌体结构具有以下特点:1. 重量大:混凝土砌块相对较重,使得整个结构具有较大的自重,增加了结构的稳定性。
2. 建筑节能:混凝土砌体具有良好的保温、隔热性能,可有效降低建筑物的能耗。
3. 施工方便:砌块制作简单,施工便利,适用于各种形状的建筑物。
二、混凝土砌体结构的抗震设计原则混凝土砌体结构的抗震设计应遵循以下原则:1. 总体稳定性:结构的整体稳定性是抗震设计的首要考虑因素。
通过增加墙体的数量和布置方式来提高结构整体的抗震性能。
2. 墙体抗震设计:墙体作为混凝土砌体结构的承重墙,其抗震设计的合理性直接影响整个结构的抗震性能。
应采用适当的强度等级和加固措施来增加墙体的抗震能力。
3. 基础设计:合理的地基基础设计对于混凝土砌体结构的抗震性能具有重要的影响。
应根据地基的不同条件,采取合适的基础形式和加固措施。
4. 施工质量控制:施工质量直接影响混凝土砌体结构的抗震性能。
应加强施工中的质量控制,确保结构的抗震设计要求得到满足。
三、混凝土砌体结构的抗震设计方法混凝土砌体结构的抗震设计可以采用以下方法:1. 墙体设计:墙体的设计应满足强度和刚度要求,通过适当的墙体组合和布置来提高结构的承载力和刚度。
可采用加筋砌体、加固墙体等措施来增加墙体的抗震能力。
2. 框架-剪力墙结合设计:结合框架和剪力墙的设计方法可以提高砌体结构的抗震性能。
通过设置剪力墙和加强节点等措施,提高结构的整体刚度和耗能能力。
3. 加固措施:对于已建成的混凝土砌体结构,可以通过加固措施提升其抗震能力。
一、普通混凝土小型空心砌块的概念普通混凝土小型空心砌块是一种常见的建筑材料,它由水泥、砂、石子等材料经过混合、浇铸、成型、养护等工艺制成。
其特点是外形呈长方体状,中间有空心结构,可以减轻砌块自身的重量,提高其保温和隔热性能。
二、普通混凝土小型空心砌块的结构与特点1. 结构:普通混凝土小型空心砌块的外形为长方体状,通常有一定规格的尺寸,中间具有空心结构,呈现出质地坚固、轻盈的特点。
2. 特点:普通混凝土小型空心砌块不仅具有一定的抗压强度和耐久性,而且还具有一定的隔热、保温性能,能够有效减少建筑物的能耗,具有很好的环保性能。
三、普通混凝土小型空心砌块的用途和应用范围普通混凝土小型空心砌块广泛应用于建筑行业,主要用于墙体砌筑、隔墙和隔音墙等方面。
其应用范围涵盖了住宅建筑、商业建筑、工业建筑等多个领域,深受市场欢迎。
四、普通混凝土小型空心砌块的主要优点1. 质轻抗压:由于砌块中空心结构设计,使得砌块整体质轻,同时又能保证一定的抗压强度。
2. 保温隔热:空心结构有利于空气流通,提供了良好的保温隔热性能,有助于降低建筑的能耗。
3. 施工速度快:普通混凝土小型空心砌块简单易用,施工方便快速,可以大大节约施工时间,提高施工效率。
五、普通混凝土小型空心砌块的生产与工艺普通混凝土小型空心砌块的生产工艺主要包括原材料准备、搅拌制备和成型、养护以及成品包装等环节。
其中,水泥、砂、石子等原材料的配比和搅拌工艺是关键步骤,成型和养护环节也直接影响到砌块的质量。
六、普通混凝土小型空心砌块的质量标准和检测方法普通混凝土小型空心砌块的质量标准由国家相关部门制定,主要包括外观质量、尺寸偏差、抗压强度、吸水率、保温性能等指标。
检测方法主要包括外观检查、尺寸测量、抗压试验、吸水率测试等。
七、普通混凝土小型空心砌块的市场前景和发展趋势随着建筑行业的快速发展和对环保材料需求的增加,普通混凝土小型空心砌块具有广阔的市场前景和发展空间。
未来,随着技术的不断完善和需求的不断增加,普通混凝土小型空心砌块的品种和规格将会更加多样化和个性化,其在建筑行业中的应用也将更加广泛。
浅谈砌体结构房屋震害情况与抗震构造设计摘要:砌体结构房屋是一种常见的建筑构造形式。
在中、高烈度地震区,砌体结构房屋只要经过认真的抗震设计,通过合理的抗震设计、得当的构造措施、良好的施工质量保证,也能够不同程度地抵御地震的破坏。
本文首先介绍了砌体结构房屋震害情况,然后详细对多层砌体结构房屋的抗震构造措施进行了介绍。
关键词:砌体结构;震害情况;抗震构造;措施砌体结构是由黏土砖、混凝土砌块等砌成的结构,是我国广泛应用的结构形式之一,大量的低层、多层、中高层建筑房屋的基础、内外墙、柱等均可用砖砌体或砌块砌体结构建造,过梁、屋益、地沟等构件也可用砌体结构建造。
由于砌体是一种脆性材科,其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低,因而砌体房屋的抗震性能相对较差。
在国内外历次强烈地震中,砌体结构的破坏率相当高。
一、砌体结构房屋震害情况砌体结构房屋抗震性能相对较差,在国内外历次强震中破坏率很高。
砌体结构房屋的受震破坏大致有如下震害现象。
1、房屋倒塌当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时,易造成房屋整体倒塌;当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时,易发生局部倒塌;当个别部件构件连接强度不足时,易造成局部倒塌。
2、墙体开裂、破坏墙体裂缝形式主要是水平裂缝、斜裂缝、交叉裂缝和坚向裂缝。
墙体出现斜裂缝的主要原因是抗剪强度不足。
高宽比较小的墙片易出现斜裂缝,高宽比较大的窗间墙易出现水平偏斜裂缝;当墙片平面外受弯时,易出现水平裂缝;当纵横墙交接处连接不好时,易出现竖向裂缝。
3、墙角破坏墙角为纵横墙的交汇点,地震作用下其应力状态复杂,因而其破坏形态多种多样,有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙角脱落。
4、纵横墙连接破坏一般是因为施工时纵横墙没有很好地咬槎,连接差,加之地震时两个方向的地震作用使连接处受力复杂,应力集中,这种破坏将导致整片纵墙外闪甚至倒塌。
5、楼梯间破坏主要是墙体破坏,而楼梯本身很少破坏。
这是因为楼梯在水平方向刚度大,不易破坏,而墙体在高度方向缺乏有力支撑,空间刚度差,且高厚比较大,稳定性差,容易造成破坏。
附录 F 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋抗震设计要求F.1 一般要求F.1.1 本附录适用的配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的最大高度应符合表F.1.1-1 规定,且房屋总高度与总宽度的比值不宜超过表F.1.1-2 的规定;对横墙较少或建造于W类场地的房屋,适用的最大高度应适当降低。
注:房屋高度超过表内高度时,应根据专门研究,采取有效的加强措施F.1.2 配筋小型空心砌块抗震墙房屋应根据抗震设防分类、抗震设防烈度和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑的抗震等级宜按表 F.1.2 确定:注:接近或等于高度分界时,可结合房屋不规则程度及和场地、地基条件确定抗震等级。
F.1.3 房屋应避免采用本规范第3.4 节规定的不规则建筑结构方案,并应符合下列要求:1 平面形状宜简单、规则、凹凸不宜过大;竖向布置宜规则、均匀,避免过大的外挑和内收。
2 纵横向抗震墙宜拉通对直;每个墙段不宜太长,每个独立墙段的总高度与墙段长度之比不宜小于2;门洞口宜上下对齐,成列布置。
3 房屋抗震横墙的最大间距,应符合表F.1.3 的要求:F.1.4 房屋宜选用规则、合理的建筑结构方案不设防震缝,当需要防震缝时,其最小宽度应符合下列要求:当房屋高度不超过20m时,可采用70mm当超过20m时,6度、7度、8度相应每增加6m 5m和4m,宜加宽20mmF.2 计算要点F.2.1 配筋小型空心砌块抗震墙房屋抗震计算时,应按本节规定调整地震作用效应;6度时可不做抗震验算。
F.2.2 配筋小型空心砌块抗震墙承载力计算时,底部加强部位截面的组合剪力设计值应按下列规定调整:式中V-抗震墙底部加强部位截面组合的剪力设计值;Vg抗震墙底部加强部位截面组合的剪力计算值;vw—剪力增大系数,一级取1.6 ,二级取1.4 ,三级取1.2 ,四级取1.0F.2.3 配筋小型空心砌块抗震墙截面组合的剪力设计值,应符合下列要求:剪跨比大于2剪跨比不大于2式中fgc -灌芯小砌块砌体抗压强度设计值;满灌时可取2倍砌块砌体抗压强度设计值:bw-抗震墙截面宽度;hw-抗震墙截面高度;丫R1承载力抗震调整系数取0.85注:剪跨比应按本规范式(6.2.9-3) 计算F.2.4 偏心受压配筋小型空心砌块抗震墙截面受剪承载力,应按下列公式验式中N—抗震墙轴向压力设计值取值;不大于0.2fgcbwhw;入一计算截面处的剪跨比,取=M/Vhw当小于1.5时取1.5 ,当大于2.2 时取2.2;fgv- 灌芯小砌块砌体抗剪强度设计值;可取Ash-同一截面的水平钢筋截面面积;s-水平分布筋间距;fyh- 水平分布筋抗拉强度设计值;hw0 抗震墙截面有效高度;丫RE-承载力抗震调整系数,取0.85。
附录F 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋抗震设计要求F.1 一般规定F.1.1本附录适用的配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的最大高度应符合表F.1.1-1的规定,且房屋总高度与总宽度的比值不宜超过表F.1.1-2的规定。
2,某层或几层开间大于6.Om以上的房间建筑面积占相应层建筑面积40%以上时,表中数据相应减少6m;3,房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分)。
F.1.2 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋应根据抗震设防类别、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑的抗震等级宜按表F.1.2确定。
注:接近或等于高度分界时,可结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。
F.1.3配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋应避免采用本规范第3.4节规定的不规则建筑结构方案,并应符合下列要求:1,平面形状宜简单、规则,凹凸不宜过大;竖向布置宜规则、均匀,避免过大的外挑和内收。
2,纵横向抗震墙宜拉通对直;每个独立墙段长度不宜大于8m,且不宜小于墙厚的5倍;墙段的总高度与墙段长度之比不宜小于2;门洞口宜上下对齐,成列布置。
3,采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖时,抗震横墙的最大间距,应符合表F.1.3的要求。
当房屋高度不超过24m时,可采用lOOmm;当超过24m时,6度、7度、8度和9度相应每增加6m、5m、4m和3m,宜加宽20mm。
F.1.4配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的层高应符合下列要求:1,底部加强部位的层高.一、二级不宜大于3.2m,三、四级不应大于3.9m。
2,其他部位的层高,一、二级不应大于3.9m,三、四级不应大于4.8m。
注:底部加强部位指不小于房屋高度的1/6且不小于底部二层的高度范围,房屋总高度小于21m时取一层。
F.1.5 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙的短肢墙应符合下列要求:1,不应采用全部为短肢墙的配筋小砌块抗震墙结构,应形成短肢抗震墙与一般抗震墙共同抵抗水平地震作用的抗震墙结构。
第44卷第3期• 30 • 2 0 1 8 年1 月山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol. 44 No. 3 Jan. 2018文章编号:1009-6825 (2018) 03-0030-03混凝土小型空心砌块房屋的结构抗震设计研究王学军1何伟2刘晓强1(1.山西省农牧业规划设计研究院,山西太原030001; 2.上海兴涛建筑结构设计事务所,上海200092)摘要:运用比强度的概念,对混凝土小型空心砌块房屋的墙体抗剪承载力与烧结多孔砖墙体抗剪承载力进行了分析比较,以一 个8度抗震设防区的6层DP3型烧结多孔砖建成的实际工程为背景,采用混凝土小型空心砌块墙体替换烧结多孔砖墙体,按现行 规范的要求进行了结构计算及分析对比,结果表明:虽然混凝土小型空心砌块墙体的抗剪能力比多孔砖墙体的抗剪能力要低很 多,但经过精心结构设计后在8度抗震设防区建设6层混凝土小型空心砌块房屋是可以实现的,同时要注意满足规范抗震措施 要求。
关键词:砌体结构,混凝土小型空心砌块,抗剪承载力,抗震措施中图分类号:T U352.1〇引言随着砲体房屋承重墙体材料的发展和黏土烧结多孔砖被限 制使用,混凝土小型空心砌块房屋结构设计会越来越多。
8度地 震区6层混凝土小型空心砌块房屋是符合现行规范的,是不超限 的,扎实地做好这类房屋的结构设计研究与分析是非常需要的。
混凝土小型空心砲块尺寸的规格按05J102—1混凝土小型空心砲 块墙体建筑构造中的190 m m,280 m m和90 m m砌块选用。
1满足规范要求的房屋承重墙体材料的选择及其重量的计算准确计算房屋承重墙体材料容重,使计算的地震作用贴近砲 块房屋建筑的真实情况是结构计算和结构设计的重要环节。
按 GB50011—2010建筑抗震设计规范(以下简称抗规)7. 4. 2条小 砌块芯柱截面不宜小于120 m m X120 m m的要求,则190系列混 凝土小型空心砌块的空心率为不小于38.9%,按GB50003—2011 砌体结构设计规范(以下简称砲体规范)2. 1.8条混凝土小型空 心砲块的孔洞率最大为50%。
按砌体规范2. 1.5条烧结多孔砖 的孔洞率不大于35%。
选取的承重墙体材料为:混凝土小型空心砌块按390 m m x 190 m m X190 m m、孔洞率为50%考虑。
本文中引用的实际工程 采用D P3型多孔砖(24〇m m X 115 m m X 115 m m,孔洞率为31.6%,容重为12.25 k N/m3,生产线从联邦德国引进)。
这两种 承重墙体材料均满足规范要求。
墙面抹灰按双面水泥砂浆考虑。
墙体厚度190 m m的单位面积混凝土小型空心砌块(按总孔 数 1/4 灌芯计算)墙重量=0.95 x0.97 x O. 19 x24 x (0.50 + 0.5/4) + (1 -0. 95 x0. 97) x20 x0. 19 =2. 626 3 + 0. 298 3 = 2.924 6 kN/m2,混凝土小型空心砲块砌体容重=2. 924 6/0.19 = 15.392 6 k N/m3。
换算为结构软件计算用的砌体容重= (2.924 6 + 0.02 x20 x2)/0.19 = 19. 603 k N/m3。
墙体厚度240 m m的单位面积DP3型烧结多孔砖墙重量= 4 x0. 115 x (0.92 +0. 96) x0. 24 x12. 25 + [1 - 4 x0. 115 x (0.92 +0. 96) ]x20 x0. 24 + 0. 01 x0. 115 x0. 96 x (20 -12.25) x4 = 2.542 5 +0. 649 0 +0. 034 2 =3.225 7 k N/m2,D P3型烧结多孔砖砌体容重=3. 225 7/0. 24 = 13. 440 4 k N/m3。
换算为结构软件计算用的砌体容重=(3. 225 7 + 0. 02 x20 x 2)/0. 24 = 16.774 k N/m3。
墙体材料单位面积重量计算简图如收稿日期=2017-11-14作者简介:王学军(1963-),男,高级工程师;何伟(1964-)刘晓强(1976-),男,工程师,二级注册结构工程师文献标识码:A图1所示。
a)混凝土小型空心砌块 b)DP3型多孔砖390 m m xl90 m m xl90 mm扎洞率 50% 240 m m x ll5 m m x ll5 mm扎洞率 31.6%图1墙体材料单位面积重量计算简图2承重墙体抗剪承载力的比较决定承重墙体抗剪承载力的重要因素是墙体沿砌体灰缝截 面破坏时的抗剪强度设计值,这一取值按砲体规范3. 2. 2条执行。
不同砌体材料墙体抗剪能力的比较采用比强度方法来进行,各种砲体材料墙体抗剪能力排名见表1。
表1各种砌体材料墙体抗剪能力的比较房屋墙体材料类型砂浆强度等级抗剪强度i会计值/M Pa砌体容重kN/m3抗剪强度设计值/砌体容重相对抗剪能力比较(以多孔砖砌体为基准)抗剪能力排名DP3烧结多孔砖砌体M100.1713.4410.012 65 1.0001混凝土小砌块砌体MblO0.0915.3930.005 850.4622用比强度的观点来看,混凝土小型空心砌块墙体的抗剪能力 比烧结多孔砖墙体的抗剪能力要降低很多,相当于烧结多孔砖砌 体的抗剪能力的46.2% ,不到烧结多孔砖砌体的抗剪能力的1/2。
8度地震区6层混凝土小型空心砲块房屋虽然规范允许,但其结构设计也是具有很高难度的设计工作。
3实际工程为背景的结构设计研究3.1 实际工程情况太原漪汾苑小区F—8楼为6层住宅楼,平面图见图2。
各层 高度:1层~5层2.8 m,6层3.0 m。
抗震设防烈度为8度,场地 类别为H I类,设计基本地震加速度为〇.20g。
该楼采用纵横墙体 混合承重的结构方案,所有现浇部分的混凝土强度等级为C20。
在±0.000以上均采用M U10的DP3型烧结多孔砖;外墙及标高 5.53以下的通长内纵墙的墙厚370 m m,其余墙体的厚度均为240 m m;标高11. 13以下采用M10水泥砂浆,以上采用M7. 5水,男,硕士,高级工程师,一级注册结构工程师;第44卷第3期2 0 1 8年1月王学军等:混凝土小型空心砌块房屋的结构抗震设计研究• 31 •图2实际工程平面图除按GBJ 11 —89建筑抗震设计规范的要求设置构造柱(房 屋四角、内墙与外墙交汇处、楼梯间四角)和圈梁(每层设置圈梁、 每开间设置圈梁)外,在内纵墙与横墙交接处也布置一排构造柱。
构造柱截面为240 m m x 240 m m ,构造柱在圈梁上下各500 m m 范 围内加密箍筋,构造柱自筏基底面做起。
多布置构造柱以增强砌 体房屋结构的延性。
该工程已于20世纪90年代初竣工并投人 使用。
3.2实际工程采用混凝土小型空心砌块的结构设计 如果实际工程采用混凝土小型空心砌块(以下简称小砲块), 建筑专业现在楼梯间取消垃圾道布置后,楼梯间外墙的门窗采用 居中布置;各层高度不变:1层~5层2.8 m ,6层3.0 m ;由于屋面 保温材料的进步,现在屋面恒载可以减小一些;构造柱布置不变,截 面不小于190 mm x 190 m m ;圈梁每层设置,截面不小于190 m m x 200 m m 。
楼板采用钢筋混凝土现浇板。
抗震构造措施和芯柱的 布置等按抗规7. 4节执行。
砌块墙体按总孔数1/4用Cb 20混凝土灌芯考虑。
抗震设防烈度为8度,场地类别为m 类,设计基本地震加速度为〇.20g 。
楼面恒载3. 50 kN /m 2,楼梯间恒载3. 70 k N /m 2,阳台恒载5.50 k N /m 2(考虑阳台栏板重量),卫生间、楼梯间、阳台活载2.50 k N /m 2,其余楼面活载2. 0 k N /m 2;屋面恒载4. 0 k N /m 2,屋 面活载0.5 kN /m 2。
小砌块房屋楼面荷载与实际工程接近。
内横墙厚度全部为190 m m ;北外墙1层~3层厚390 m m , 4层~ 6层及其他外墙厚280 m m ;l 层~3层通长内纵墙厚 390 m m ,其他内纵墙厚280 m m ,4层~ 6层内纵墙厚190 m m 。
1层~4层采用M 10水泥砂浆,5层,6层采用M 7. 5水泥砂浆。
隔墙采用90 m m 厚砌块,其墙体抗剪能力不考虑,其重量按荷载 输人。
结构计算采用中国建筑科学研究院P K P M 软件2010版V 3.1.5,墙体砌体容重按19.60 k N /m 3输人。
3. 3结构抗震设计研究3.3.1小砌块墙体的抗剪能力分析8度抗震区多层房屋抗震计算较弱的部位一般是在纵向,主要是纵墙的数量少于横墙的数量,且纵墙上开窗开门也多。
本文 实际工程满足8度抗震要求的6层房屋采用小砌块和多孔砖两 种砌体墙体厚度的比较见表2。
小砌块房屋4层~6层内墙厚度 190 m m ,单位面积重量2. 924 6 k N /m 2,外墙厚280 m m ;3层通长 纵墙厚度1 060 m m ,其他纵墙厚280 m m 。
烧结多孔砖房屋 4层~ 6层内墙厚度240 m m ,单位面积重量3. 225 7 k N /m 2,外墙 厚370 m m ;3层通长纵墙厚度980 m m ,其他纵墙厚240 m m 。
可以看到在3层墙体的计算截面上,小砌块房屋的重量小于 多孔砖房屋的重量,且地震作用与房屋的重量成正比,因此得出 小砌块房屋的地震作用要小于多孔砖房屋的地震作用,但小砌块3.3.2小砌块构造措施8度抗震区是抗震的高烈度区,满足抗震要求的6层小砲块 房屋的北外墙1层~3层厚度390 m m ,l 层~3层通长内纵墙厚 390 m m 。
平面内出现了墙厚390 m m与墙厚280 m m 、墙厚390 m m 与墙厚190 m m 、墙厚390 mm与墙厚390 m m的交接节点,竖向出现了墙厚390 m m 与墙厚280 m m 、墙厚390 m m 与墙厚 190 m m 的交接节点,均需要做好小砌块的配型及相应构造措施 处理。
3.3.3小砌块空心率范围的确定砌体规范2. 1. 8条要求混凝土小型空心砌块的空心率为 25% ~50%。
砌体规范3.2.2条混凝土砖砌体(可视为与空心率为零的小砌块砌体相当)抗剪强度设计值为0. 17 MPa,小砌块砌体的为0.09 MPa,相当于小砌块空心率为47%。
由此得出小砌块 空心率范围在38.9% ~ 47% ,是不利于房屋抗震验算结果;因为 在这一范围相当于一部分小砌块砌体的抗剪承载力不被计算,而 地震作用照算不误。
在保证砌体材料抗剪能力充分使用的前提 下,结构设计只能选择小砌块空心率47% ~50%。