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文檔簡介
(砌體結構)1砌體結構1.1材料選用磚型選用不當,地震區(qū)選用蒸壓多孔和空心磚,水泥多孔磚等材料。依據(jù)國家有關規(guī)范標準《砌體規(guī)范》GB50003、《多孔磚規(guī)范》JGJl37和《小砌體規(guī)程》JGJ/T14的規(guī)定,由粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原材料的燒結一般磚、燒結多孔磚、蒸壓類的灰砂實心磚和粉煤灰實心磚;以及由一般混凝土和輕骨料混凝土制成小型混凝土空心砌塊等均適用于非抗震設防區(qū)和抗震設防烈度為6度至9度的地區(qū)。但蒸壓類的空心或多孔磚,以及KPl型和M型以外的多孔磚型,均不得用于地震區(qū)作為承重墻體。
室外地面以下的墻體或基礎采納燒結多孔磚或混凝土小型空心砌塊,但沒有相應措施。緣由分析:多孔磚砌體用于室外地面以下,由于±0.000下的濕度變更、水的化學浸蝕,以及自然風化等因素,都可能對多孔磚壁造成損壞,進而造成地下部分破壞,勢必影響結構平安。因此,從結構平安的整體考慮,基礎部分不應采納多孔磚砌體。對于孔洞率達50%左右的混凝土小型空心砌塊來說,理由是相同的。小砌塊的外壁厚度一般也不會超過30mm,因此它也存在同樣的弊端。改進措施:多孔磚或空心混凝土小砌塊假如必需用于地下基礎部分時,依據(jù)《多孔磚規(guī)范》JGJl37第條以及,《小砌塊規(guī)程》JGJ/T14第條第l款的規(guī)定,對多孔磚砌體,其孔洞應用水泥砂漿灌實;對混凝土小型空心砌塊砌體,其孔洞灌芯混凝土應采納具有高流淌度,低收縮性能,且不應低于C20,應采納一般硅酸鹽水泥,粗集料(直徑5~10mm碎、卵石)、細集料和摻和料以及外加劑等配制成專用灌孔混凝土。
1.2結構布置1.2.1多層砌體房屋采納不利于結構抗震性能的縱墻承重布置,并且未實行必要措施改善其抗震性臺巨。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011第條第l款規(guī)定:多層砌體房屋應優(yōu)先采納橫墻承重或縱橫墻共同承重的結構體系。多層砌體結構中的主要抗震構件是承重的墻體,不論縱墻或橫墻都將擔當與之平行的地震作用。在以縱墻為承重墻的結構布置方案中,一般橫墻數(shù)量將大為削減,相隔間距相對較大(盡管滿意了抗震橫墻最大間距的要求)。但是橫墻數(shù)量的削減將會干脆影響多層砌體結構的整體抗震實力,因此對房屋抗震是不利的。其次,由于縱墻較長,其側向剛度也相對較大。地震作用時將比橫墻更早地出現(xiàn)裂縫、損壞甚至倒塌,這將造成整個結構的較早破壞,因此是很不利的。改進措施:縱墻承重布置有時候可能是難以避開的,可以實行下列幾種措施加以改善:(1)盡可能增加橫墻數(shù)量,或將縱墻沿長度方向分段,留置門窗洞口,以縮小縱墻的貫穿長度,減小剛度;(2)縮短獨立單元長度,如結合溫度伸縮縫的設置,住宅中盡可能按二或三個單元組成一個獨立的抗震單元;(3)盡量布置成縱、橫墻混合承重的方案,即使是局部混合承重布置也是對抗震有利的。采納現(xiàn)澆樓蓋時,縱橫墻都將擔當樓屋蓋的分布荷載,因此抗震驗算時都應作為承重墻體對待。
1.2.2多層砌體結構中墻體布置不能滿意勻稱性和對稱性的要求。緣由分析:多層砌體房屋一般指少筋或無筋砌體。因此基于砌體材料的特點,它們都是屬于脆性材料,能夠承受的變形很小,而剛度較大。這就確定了這類結構的抗震實力較弱,即變形實力和延性都小。地震作用是一種突發(fā)性的偶然荷載,依據(jù)有關的地震記錄,一般一次地震從發(fā)生到終結不會超過一分鐘,更多的地震僅有數(shù)十秒鐘。在這樣短促時間內(nèi),假如擔當?shù)卣鹱饔玫膲w布置、傳力途徑不干脆簡捷,而是曲折間接,地震時將對多層砌體房屋造成破壞。改進措施:作為多層砌體中的縱橫墻體,不論是承重的或自承重的墻體,在水平地震作用下,都將擔當肯定比例的地震作用力。因此,縱墻或者橫墻都應當在建筑平面內(nèi)勻稱地和對稱地布置。勻稱是為了地震作用時不會因剛度突變而出現(xiàn)應力集中;對稱是為了避開扭轉。圖-1所示為一般多層住宅的典型結構布置,基本體現(xiàn)了對稱和勻稱性的原則。圖1.2.2-2所示多層住宅,由于在平面上有較多的凹凸變更,使相當大部分縱橫向的墻不能貫穿、連續(xù),特殊是出現(xiàn)較多的房屋轉角突出在平面外,對抗震甚為不利,簡潔在這些部位首先遭遇破壞。設計中應盡量避開如圖所示陰影部分的布置。1.2.4房屋有錯層或相鄰樓板的高差較大時,未實行有效措施。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,房屋有錯層,且樓板高差較大時,宜設置防震縫,縫寬可采納50~100mm。規(guī)范沒有明確樓板間的高差多大才算較大(《北京市建筑設計技術細則—結構專業(yè)》中規(guī)定,現(xiàn)澆樓板高差大于750mm,預制樓板高差大于600mm,宜考慮設縫。)房屋錯層帶來的破壞一般是局部的,常常發(fā)生在錯層墻體旁邊,墻體斷裂或局部倒塌。遇有此種狀況,應實行相應措施。改進措施:房屋有錯層或相鄰樓板高差較大,宜設縫。不設縫時,應當將兩側的樓蓋質量作為兩個質點來考慮。并實行其他有效的加強措施,如在錯層兩側與之垂直的縱墻設置防撞墻等。
1.2.5復式住宅中的躍層建筑層數(shù)計算有誤,或未實行構造加強措施。緣由分析:所謂復式住宅,就是在同一個單元內(nèi),設置不同層高的房間,以充分利用其空間,達到提高運用效率的目的。復式住宅中的躍層布置一般是比較有規(guī)律的,躍層的高度也大致相近。在計算復式住宅的層數(shù)時,我們?nèi)耘f應按抗震計算中的前提和原則,將樓蓋作為集中質點,將上下各半層墻體分別計入上下質點中。因此,躍層中凡是有樓蓋的標高處就是質點所在的部位,有多少層樓蓋就應算多少層。對于復式住宅中的躍層,事實上也是一種錯層。但是,對此應予單獨考慮,因為復式住宅中躍層一般都在一個單元的范圍內(nèi),而且在某一樓蓋標高上,不完全連續(xù)、交圈的,因此它不同于一般意義上的錯層。改進措施:在如何加強復式住宅中的躍層結構時可以有兩種考慮,一種是局部加強,即對局部躍層部位的墻體、構造柱.梁及圈梁等的局部加強,使之減輕可能造成的局部損壞。另外一種加強是從復式住宅整體考慮的,即在一個獨立的抗震單元內(nèi),就加強整體結構實行有效措施,使整體結構有較強的抗震實力,然后對內(nèi)部的局部躍層可以附屬于整體結構抗震的加強而不另實行加強措施。
1.2.6多層砌體的樓梯間設在盡端或轉角處,未取更加有效的加強措施。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,多層砌體房屋的樓梯間不宜設置在房屋的盡端或房屋轉角處。大量的震害調查中發(fā)覺,凡設在房屋盡端的樓梯間,地震中盡端樓梯間先發(fā)生局部倒塌;同時,在一些L形或П形平面的建筑中,凡樓梯間設在拐角處的也破壞較重。從結構動力的整體分析也能夠說明,設在轉角處的樓梯間是結構應力比較集中的部位。此外,端部樓梯間震害還與結構“邊端效應”有關。從樓梯間的結構構造上說,樓梯間沒有各層樓板的支承,樓梯間的墻處于休息板、斜跑樓梯板的局部支承下。尤其不利的是頂層樓梯間的上方墻體,有一層半高處于無側邊支承的狀況。因此,樓梯間墻也易較早破壞。改進措施:對設在房屋盡端或拐角處的樓梯間,除應符合《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定對設在房屋中段的樓梯間的加強要求外,應實行更加有效地加強措施。措施一:樓梯間四周的墻體沿墻高方向設置水平配筋,并宜在水平面上交圈(遇門窗洞口可中斷),其間距依據(jù)設防烈度的不同區(qū)分對待。如6、7度時可沿高度方向每隔500mm左右設置一道,8度時每隔300mm上述水平配筋,也可以用60mm厚的鋼筋混凝土水平帶代替。措施二:加大樓梯間墻在樓板標高處的圈梁尺寸,同時加大樓梯間墻四角處的構造柱截面。以加強樓梯間的側向約束,提高樓梯間墻的抗震實力。樓梯間墻四角的構造柱設置應符合《抗震規(guī)范》GB50011第條的規(guī)定,為了加強樓梯間的剛度,當樓梯間處于房屋盡端或拐角時,可以考慮將墻四角的構造柱截面改為L形,這將會使樓梯間墻的剛度有肯定的提高。1.2.7多層砌體房屋設置較大的會議室時布置在底層,或平面位置不夠合理。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,建筑及其抗側力結構平面布置宜規(guī)則、對稱,并且有良好整體性,建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則,結構的側向剛度宜勻稱變更,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上漸漸削減,避開抗側力結構的側向剛度和承載力突變。多層砌體房屋由于材料的性質確定了對結構布置提出更為嚴格的要求。希望各層層高相同或接近;希望各層的墻厚及數(shù)量一樣;希望各層的抗側移剛度相近,等等。大會議室布置在底層,上下剛度差別大,有“頭重腳輕”之感,不利于抗震。改進措施:大會議室布置在頂層較有利。頂層具有取消部分橫墻的便利,還可以適當加大層高;以適應大空間的要求,而且頂層大會議室的屋蓋也比較好處理。當然從動力學角度分析頂部的地震作用可能會增大,但從抗震驗算及加強構造上不難解決,比起將大會議室放在底層或中間層有利。從平面的對稱性要求,對大會議室房間的布置,宜設在中段或兩端對稱布置會議室。當設在頂層盡端應實行加強措施,如采納抗側排架結構,調整在平面布置上剛度的分布等。
1.2.8各層橫墻很少(開間大于4.2m的房間占該層總面積遠超過80%,如中、小學的教學樓)的多層房屋,房屋層數(shù)和總高度限值應較各層橫墻較少的房屋再降一層。緣由分析:橫墻數(shù)量的多少與多層砌體房屋的抗震性能干脆相關,規(guī)范除對橫墻間距有明確限制外,另外還提出了“橫墻較少”和“橫墻很少”的概念。目的是區(qū)分一般的小開間住宅以外的多層砌體房屋,如辦公樓、醫(yī)院建筑等。但是,多層砌體房屋還用于教學樓、食堂、俱樂部等建筑。這些建筑的橫墻間距可以在規(guī)范規(guī)定之內(nèi),但是它們作為主要抗震構件的墻體卻比較少,因此須要從降低房屋的總層數(shù)和總高度來加以限制?!犊拐鹨?guī)范》GB50011第條明確規(guī)定:開間大于4.2m的房間面積占本層總面積的40%以上時,稱為“橫墻較少”,總層數(shù)限值削減一層,總高度降低3m。規(guī)范還規(guī)定,各層橫墻很少的多層砌體房屋,尚應依據(jù)具體狀況再適當降低總高度和削減層數(shù)。但沒有對“各層橫墻很少”下定義。改進措施:一般的中小學教學樓的教室都集中在一幢建筑中,即以教室為主的教學樓中,或者僅有個別的老師休息和備課的小房間時,此時大于4.2m的開間的面積將占到80%以上(北京市規(guī)定),如圖所示。此類多層房屋應視為“橫墻很少”的房屋,從層數(shù)和高度上還應比《抗震規(guī)范》表7.1.2的規(guī)定分別降低二層和6m,以確保教學樓的平安。1.2.9不同種類的墻體材料在同一幢建筑中混用,如下部用砌塊或混凝土墻,上部用磚砌體。緣由分析:多層砌體房屋中的承重墻體作為抗震構件應當是上下連續(xù)的由同一種材料砌成的。房屋在計算分析時作為一個懸臂桿件,應當要求質量和剛度沿高度都是勻稱的。假如材料種類不同,破壞了結構的連續(xù)性,造成上下層的剛度突變。同時,兩種材料建立的房屋在溫度變形、材料收縮、結構受力諸方面都是不同的。這樣做的結果必將造成房屋較早損壞,地震中將會出現(xiàn)嚴峻的破壞甚至倒塌。改進措施:應當禁止在地震區(qū)采納此類結構做法。
1.2.10樓梯間做成現(xiàn)澆剪力墻或筒體,其他仍為磚砌體結構。緣由分析:多層砌體房屋將樓梯間四周的墻改做成現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻,形成多層砌體結構中的“混凝土筒體”。由于只進行過個別的試驗探討,沒有更多牢靠的試驗數(shù)據(jù)或理論分析,因此,目前被禁止采納。,緣由如下:(1)砌體墻與鋼筋混凝土墻的破壞不會是同步的,協(xié)同工作等問題沒有解決;(2)砌體與鋼筋混凝土墻體的剛度差別較大,在一般砌體結構中平面剛度或側移剛度的突變都會引起應力的集中,從而造成各個擊破。因此,不符合抗震設計中結構勻稱性的原則。改進措施:這方面曾進行過少量的試驗探討,但尚無定論,更無震害可以借鑒。為平安起見,目前不應用于有抗震設防的多層砌體房屋。
1.2.11接著采納內(nèi)澆外砌結構。緣由分析:所謂“內(nèi)澆外砌”是泛指凡內(nèi)墻都采納現(xiàn)澆混凝土剪力墻,外墻采納各種砌體材料的組合結構。此類結構最早可見于由沈陽市城建委于1984年編寫的《大模板多層住宅結構設計與施工規(guī)程》JGJ20—84。其中除內(nèi)外墻均為混凝土全現(xiàn)澆結構以外,還提出當內(nèi)墻為鋼筋混凝土、外墻為磚砌體的內(nèi)澆外磚結構。當時規(guī)定設防烈度為8度時,內(nèi)澆外砌磚結構可建到六層。此后在各地相繼興建了相當數(shù)量的此類住宅,如北京地區(qū)就建有數(shù)百萬平米的內(nèi)澆外砌結構。改進措施:二十多年來尚未見有此方面的探討成果,以及修改和增補的內(nèi)容。特殊是此次各本國家標準結構規(guī)范都已進行了修訂,原有規(guī)程已無法與新規(guī)范配套運用。因此,在工程設計中不宜再接著采納內(nèi)澆外砌結構。
1.2.12房屋局部尺寸略小于規(guī)范要求,只經(jīng)強度驗算而無其他構造措施。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,縱橫墻的布置宜勻稱對稱;同一軸線上的窗間墻寬度宜接近,這對多層砌體房屋是一條很重要的原則,其目的主要是為了各墻段有相近的剛度,在安排本軸線內(nèi)的地震作用時,使各墻段能夠勻稱承受,達到“等強度”的要求。但是,假如由于某些緣由,如開大門窗洞等,使個別墻垛的寬度小于規(guī)范局部尺寸的限制時,其后果必將使該軸線方向上的大小不均的墻段先后破壞,造成各個擊破的局面,這是我們設計所不希望看到的。因此,局部墻垛尺寸不滿意要求不是計算強度是否滿意要求的問題。按強度安排,較小墻垛將分到較小的地震作用,當然能夠滿意要求。所以,對局部墻垛尺寸的要求,主要是結構布置和構造上的要求,不是以計算通過與否來推斷的。改進措施:當墻垛局部尺寸不滿意規(guī)范要求時,可以有兩種補充構造措施:第一種是限制最小墻垛尺寸,使之不小于層高的1/4,比如當層高為3m時,可使局部墻垛尺寸不小于750mm。同時適當加強構造柱的配筋數(shù)量。其次種,可以將此類墻垛視為非承重墻垛,通過采納過梁等措施跨越小墻垛,以避開各墻段間的剛度差異過大,以利于抗震。
1.2.13房屋高度在限定的范圍內(nèi),但房屋的高寬比不滿意規(guī)范要求。緣由分析:多層砌體房屋的高寬比是限制房屋在地震時是否會整體傾覆的重要指標。這一指標是通過大量的地震區(qū)的宏觀調查以及試算得到的。由于地震是一種動力作用,在發(fā)生地震時房屋將在短促的數(shù)十秒鐘之內(nèi)反復水平振動數(shù)十次之多。而且,地震作用力是往復作用于房屋的,它不同于一般的水安靜力的作用。所以,我們假設把靜力水平作用于房屋時,一般房屋只能建立三層,再高后將因整體彎曲破壞而傾覆。但實際地震中卻沒有發(fā)覺過整體傾覆的多層砌體房屋。只有唐山地震時,天津作為8度區(qū)曾經(jīng)有數(shù)幢塔形住宅,高為六層,高寬比大致為2.0,發(fā)覺在房屋底層地面以上出現(xiàn)水平裂縫,很明顯是整體彎曲破壞的例子。但是,考慮到天津市的場地土為Ⅳ類軟土地基,因此出現(xiàn)此種現(xiàn)象是可以理解的。改進措施:基于上述考慮,主要依據(jù)大量宏觀調查的結果,《抗震規(guī)范》GB50011表規(guī)定了對房屋高寬比的限制。只要滿意規(guī)范要求,多層砌體房屋就滿意了抗震設計要求而不必進行整體彎曲驗算。否則就應進行地震作用下的整體彎曲驗算,做到地震時不發(fā)生整體彎曲破壞。
1.2.14帶單邊走廊的砌體房屋,計算房屋總寬度時,沒有區(qū)分對待將走廊寬度計入房屋總寬度之內(nèi)。緣由分析:多層砌體單邊走廊房屋比一般房屋寬度要小,區(qū)分能否將單邊走廊寬度計入房屋總寬度之內(nèi),關鍵是看房屋的實際落地寬度。假如房屋有懸挑式的外廊,其底部無支承結構,房屋的實際寬度不能計入走廊的寬度。對封閉的非懸挑式的外廊,可以將走廊寬度計入房屋總寬度之內(nèi)。對開敞的非懸挑式外廊,假如僅有磚柱支承,此類結構的房屋寬度應視基礎的做法而定。假如整個房屋包括外廊在同一基礎底板內(nèi),對整體傾覆能夠形成共同工作時,此時可計入外廊寬度。假如支承外廊的柱基為單獨柱基且無拉梁時,考慮地震作用時難以與房屋的其它部分共同工作,反抗傾覆,則仍不應將外廊寬度計入總寬度之內(nèi),如圖所示。改進措施:應按上述分析區(qū)分不同狀況確定房屋總寬度。多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)突破限值。緣由分析:(1)《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,多層砌體房屋對層數(shù)和高度的限制是砌體結構主要的抗震措施。從某種意義上說,只有限制了砌體結構的層數(shù)才能保證設防三個水準目標“小震不壞,中震可修,大震不倒”的實現(xiàn)。從大量的地震區(qū)對砌體結構不同破壞程度的調查統(tǒng)計,得到的結論是多層砌體房屋的震害程度與層數(shù)成正比,即層數(shù)越多的砌體房屋其相對的震害程度也越嚴峻,這一規(guī)律已經(jīng)被歷次地震結果所證明。作為無筋或少筋的砌體房屋,破壞模式主要以剪切破壞為主。首先會在各個墻段上出現(xiàn)主拉應力軌跡的斜裂縫,接連發(fā)展直至破壞倒塌。一般來說砌體發(fā)生彎曲破壞的實例很少。但是作為砌體材料,它的抗剪實力是很有限的,要求建立更多層數(shù)的砌體結構也是不現(xiàn)實的。限制層數(shù)事實上也限制了總高度,因為一般多層砌體房屋的層高不會太高,規(guī)范按每3m作為標準層高來換算。當然層數(shù)比高度更為重要,層數(shù)代表質點的個數(shù),質點越多也就破壞越嚴峻,而在相同層數(shù)時高度上的差別就不特別明顯了,所以首先應限制層數(shù)。(2)地震作用是一種慣性力,依據(jù)動力學原理和地震作用計算的假定,凡是有質量的地方均將產(chǎn)生地震作用,一般均假定將質點集中于樓層或屋蓋。對于多層砌體房屋,樓蓋集中了各層的主要質量,因此將各層樓蓋作為各質點的集中部位。而對于各層的內(nèi)外墻體,因為分散在沿高度的全高,無法計算其質量產(chǎn)生的地震作用,為此將其分別按1/2層高為界,分別計入各樓層的質點。在采納簡化的底部剪力法計算結構等效總重力荷載時,多質點可取總重力荷載代表值的85%。依據(jù)這樣的原則,不論房屋高度如何變更,一般來說,有多少層樓蓋就按多少層計算,也就按多少個計算質點。一個質點只考慮一個自由度,這是底部剪力法的基本前提。改進措施:多層砌體房屋在層數(shù)上和高度上超過限值是不允許的。這是由砌體材料本身的脆性性質確定的。超過規(guī)范規(guī)定的高度和層數(shù)限值時,應考慮采納其他結構型式,或采納配筋混凝土小型空心砌塊砌體房屋。在砌塊的孔洞中配置豎向鋼筋,并在特地的水平槽中配置水平鋼筋,此類砌體的配筋量一般要求達到0.07%~0.13%,事實上是一種配筋混凝土砌塊剪力墻。因此它已超出了一般概念上的砌體結構,所以其層數(shù)和高度可以遠大于一般的砌體結構。除此之外的其他砌體材料很難實施配置較多雙向鋼筋的目的,因此其總層數(shù)和總高度都應受到嚴格限制。
1.2.17有半地下室或全地下室時,在計算房屋高度和層數(shù)時,沒有區(qū)分對待。緣由分析:規(guī)范對砌體結構的層數(shù)和高度均有嚴格限制,當有全地下室或半地下室時,應區(qū)分狀況確定其層數(shù)和高度。改進措施:對砌體結構中的全地下室,地震時可以和下部土體共同工作,《抗震規(guī)范》GB50011表注1規(guī)定,可不作為一層考慮,高度從室外地面算起。對半地下室處于地面以下和地面以上的交界處,可以分為下列三種狀況,確定它們的層數(shù)和高度,如圖1.2.17所示:(1)第一種半地下室是帶有窗井的、部分露于室外地面以上的情形。這種半地下室一般均可利用來居住或人們活動場所,層高較高。由于這種半地下室頂?shù)臉巧w突出在地面以上,且高度較大,地震作用時將產(chǎn)生肯定的慣性力,應依據(jù)一層確定房屋高度。(2)其次種半地下室是嵌固條件好的?!犊拐鹨?guī)范》表注1規(guī)定嵌固條件好的半地下室,房屋高度允許從室外地面算起,也就是說可不作為一層考慮。嵌固條件好即意味著樓層墻體全部伸入地下,或者底部有較大的底盤,地震獲用計算時將房屋結構視為嵌固在地下的懸臂桿。假如將半地下室層做成整體性能較好的鋼筋混凝土墻;或者將半地下室的外窗井的墻體,由半地下室的內(nèi)橫墻延長出去,并在窗井處形成封閉的墻體,這樣就擴大了半地下室的底盤面積,可以認為是嵌固條件好的狀況。(3)第三種半地下室是露出地面以上較少,如在1m左右,不設窗井,而且地下室的層高也較小,如2m左右,地下僅作為儲室物之用。露出地面部分僅有通氣窗孔,孔的水平截面積很小。對此種情形,由于其露出地面較少,且減弱外墻的截面也很少,因此可以不將此種半地下室作為一層考慮。1.2.18確定帶閣樓房屋的層數(shù)和高度時沒有區(qū)分對待。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011表7.l.2注1規(guī)定,帶閣樓的坡屋面房屋總高度應算到山尖墻的l/2高度處,但對閣樓是否按一層計算沒有明確規(guī)定。參照《建筑抗震設計手冊》(2002年其次版)應區(qū)分對待。改進措施:(1)當閣樓高度較小,坡屋頂為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構、鋼屋架或鋼筋混凝土屋架,坡屋頂下部設有輕質吊頂時,坡屋頂可作為一層的質點,閣樓不作為單獨的一層計算,房屋高度計算到坡屋面的1/2高度處,如圖(a)所示。(2)當閣樓層較高,且用于居住或貯存室時,坡屋面下邊有現(xiàn)澆或裝配式鋼筋混凝土樓板,上邊坡屋面為鋼,混凝土或木屋蓋時,坡屋面和樓板形成兩個集中質點,閣樓層應單獨按一層考慮,房屋高度算到坡屋面的1/2高處。假如屋面與頂層樓板間的空間很小,不足以形成儲物或人的活動空間,即形成”悶頂”或其高度小于1.5m左右時,則可以不作為二個質點考慮,而將它們視作同一質點計算,且閣樓層不作為一層計算。但應從構造上加強兩部分的連接,以保證其為一個質點的作用。如圖(b)所示。(3)對屋面有部分突出的閣樓層,且高度在l.5m以上,并可作為儲物或人的活動空間時,應視閣樓層所占頂層的面積比例而定。當局部閣樓層面積占頂層總面積的1/3或者不超過一半時,此時計算時不作為一層,而將突出部分按規(guī)范中的局部突出計算,將其質量作為頂板層的荷載計入。然后在驗算局部突出部分的房屋時,應按規(guī)定加大三倍地震作用計算;但該部分荷載只對驗算突出部分時計算,并不傳遞給下一層。當閣樓層面積超過頂層面積的一半時,應將閣樓層也作為一層確定層數(shù)。如圖(c)所示。
1.2.19層數(shù)未超過規(guī)范規(guī)定,但高度稍有超過。改進措施:多層砌體房屋的層數(shù)和高度均應滿意規(guī)范規(guī)定,但應留意層數(shù)限制比高度更為重要。假如層數(shù)已符合規(guī)范規(guī)定,高度稍有出入時,《抗震規(guī)范》GB50011對房屋總高度的放寬措施,當室內(nèi)外高差大于或等于600mm時,房屋總高度應允許比表7.1.2數(shù)據(jù)適當增加,但不應多于1m。當然,假如總高度上有較大突破時則是不允許的。
1.2.20底部框架-抗震墻房屋中,底部抗震墻在布置和數(shù)量上未滿意規(guī)范相應的要求。緣由分析:首先須要明確,底部框架-抗震墻房屋是一種不利于抗震的結構體系,因為它既是上下層不同材料組成的結構,又是上下層剛度差異較大的結構。由于我國還處于發(fā)展中國家,從經(jīng)濟上考慮可采納此類結構,但必需實行相應的措施加以嚴格限制,以保證結構抗震的平安。底部框架結構必需有底部抗震墻是從國內(nèi)外的震害閱歷中得到的,地震中底部框架較大的變形會使此類結構一塌究竟,造成生命和財產(chǎn)的重大損失。改進措施:柔性框架對于反抗側力的實力較弱,作為底部框架結構必需按《抗震規(guī)范》GB50011第條要求設置肯定數(shù)量的抗震墻,以反抗水平地震作用。底部抗震墻的間距除應滿意規(guī)范規(guī)定最大間距的限制外,還考慮此類結構的特點,即按二道抗震設防防線來考慮底部抗震墻的數(shù)量。規(guī)范規(guī)定底部抗震墻必需擔當100%的地震作用,布置必要數(shù)量的抗震墻。同時,作為平安儲備,還要求框架也應能擔當20%的地震作用,以便作為底部框架—抗震墻的其次道抗震設防防線。
1.2.21對“過渡層”應實行的加強措施應用不當。緣由分析:對于底部框架-抗震墻房屋,上層為各類砌體結構,其間的第一層砌體房屋稱之謂過渡層。過渡層是材料和剛度變更的交接處,為了達到沿房屋的高度方向的剛度盡量不要發(fā)生突變,因此應使過渡層的剛度處于底部框架—抗震墻和上部結構之間,以形成一個剛度漸變過程。改進措施:依據(jù)《抗震規(guī)范》GB50011第5.5.l、、7.5.6條規(guī)定:(1)過渡層應采納現(xiàn)澆鋼筋混凝土或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋,樓板厚度不得小于120mm。并應少開洞口或開小洞口。當洞口尺寸大于800mm時,洞口周邊應設置邊梁,以使過渡層樓蓋有較大的水平剛度。(2)過渡層的構造柱應進行加強,包括適當擴大截面積和增大縱向鋼筋。同時,應使過渡層的構造柱縱筋插入下層框架梁或柱或墻中,形成良好的錨固。(3)保證過渡層所運用的各種材料強度等級較高。以上這些措施都是僅限于過渡層的,至于上部各層砌體的設置,則不必特殊加強。
1.2.22緣由分析:底部框架-抗震墻、上部為各種砌體承重的房屋,是一種抗震性能較差,地震時易造成破壞較重的結構形式。為了保證上下層結構的連續(xù)性,規(guī)范要求上部砌體承重墻要與底部框架或抗震墻對齊。如用于一般底部用作商店、辦公等須要空間較寬敞的場所。而上層則是一般的住宅或小開間的房間。所以上下層墻只可能有一部分對齊。改進措施:規(guī)范規(guī)定“基本對齊’’的原則,即大部分的上部承重墻應落在框架梁或墻上。在一個獨立的抗震單元中(一般為五個開間六道橫墻),當有二道橫墻不對齊,且此二道橫墻不是緊相鄰的時候,可認為符合規(guī)范規(guī)定的基本對齊的原則。如圖所示。對于不能落在底層框架梁或墻上的砌體承重墻,應當在過渡層設置次梁。在次梁設計時,應考慮由于豎向抗側力構件不連續(xù)的影響,對次梁構件的兩端支座適當加強,并宜對傳遞給水平轉換構件的地震作用乘以l.25~1.50的增大系數(shù)。此外,還應對過渡層在構造上予以加強,如對過渡層支承在次梁上的墻段.配置水平鋼筋,以增加該墻的剛度,削減裂縫的可能性。
1.2.23在底部框架-抗震墻房屋設計中,必需在縱橫二個方向上都設有抗震墻。誤以為底部的抗震墻越多、越強越好。緣由分析:底部框架-抗震墻房屋中,必需在兩個方向都設置底部抗震墻,這是保證這類結構平安所必需的。但是,也不是說底層布置的抗震墻,數(shù)量越多越好,抗側剛度越強越好。從概念設計的要求動身,應使上下各層的側移剛度一樣或沿高度勻稱變更。因此,不能使任何層的側移剛度有過強或過弱的偏向。工程設計中,由于底部大多采納鋼筋混凝土抗震墻,因此其剛度遠比上層砌體的剛度大得多。所以在設計中務必協(xié)調好上下層的剛度比,特殊不要使底部的剛度比過大,以免造成底部擔當過大的地震剪力,使過渡層遭到破壞。改進措施:底部框架層應按《抗震規(guī)范》GB50011第7.l.8條的規(guī)定,布置肯定數(shù)量的剪力墻;同時應保證底層與底部其次層側向剛度接近,第三層與底部其次層側向剛度比滿意規(guī)范的限值要求;除6、7度且總層數(shù)不超過五層的底部框架-抗震墻房屋允許框架之間采納砌體抗震墻外,其余狀況均應采納鋼筋混凝土抗震墻。為了降低底部抗震墻的側移剛度,可以實行在抗震墻上開設結構洞口或設置帶縫的剪力墻,即墻的鋼筋仍為連續(xù)設置,在澆注混凝土墻時留置一道垂直向的縫隙,寬度在10~20mm,可用聚苯板嵌入。規(guī)范中對上層與底層的側移剛度比不應小于1的規(guī)定就是出于此考慮的。
1.2.24底框-抗震墻房屋中,沒有正確確定框架和抗震墻的抗震墻的抗震等級。改進措施:底部框架-抗震墻房屋的底部框架及其抗震墻擔當著上部各層砌體結構的地震作用,其重要程度如前已述,因考慮到此類結構所處的不利條件,因此,對底部框架及抗震墻比一般框架—抗震墻提出更高的要求。如對底層的抗震墻的設計剪力,要乘以增大系數(shù);底部抗震墻要擔當全部的縱向或橫向地震剪力等。在確定底部框架-抗震墻房屋的框架和墻的抗震等級時,雖然底框結構的層數(shù)和總高度均有較嚴格的限制,比一般的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻要低得多,但是,出于對此類不利的結構形式的平安考慮,抗震等級取用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結構中的高限值。按《抗震規(guī)范》GB5001l第條規(guī)定,6度時,底部框架和抗震墻均取三級;7度時,底部框架和抗震墻均取二級;8度時,底部框架和抗震墻均取一級。
1.2.25設計內(nèi)框架結構的多層砌體房屋時,未依據(jù)其結構的特殊性來滿意規(guī)范的要求。緣由分析:內(nèi)框架結構是一種內(nèi)設鋼筋混凝土梁、板、柱和抗震墻,而外墻均為砌體的結構。在不同材料組成的整體結構中,內(nèi)外不同材料和剛度上的差異對抗震不利,須要通過細心設計來保證結構整體平安。改進措施:《抗震規(guī)范》GB50011第、7.2.12條和7.6節(jié)對內(nèi)框架房屋的結構布置、外墻組合柱以及構造的有關規(guī)定。(1)對內(nèi)框架從結構布置上要加以較嚴格的限制,如盡量采納矩形平面;勻稱地布置抗震橫墻;盡量采納各層層高相等,截面變更最小的內(nèi)、外柱和墻垛;立面布置應規(guī)則,上下洞口盡量大小一樣并對齊等。(2)在布置樓梯間時,應盡量布置在中段。假如布置在盡端,則宜另行實行加強措施。在樓梯間的布置上應特殊留意,即樓梯間的橫墻應沿房屋寬度全長布置,而不允許只有局部橫墻布置在樓梯兩側。如圖所示。(3)對于內(nèi)框架結構的橫墻布置,作為內(nèi)框架中的抗震橫墻,其間距有明確規(guī)定,即6、7、8度時分別為25m、21m和18m。此限值已比89年的抗震規(guī)范嚴格,這是考慮到橫墻間的地震作用的傳遞要靠樓蓋的水平剛度。而內(nèi)框架結構房屋一般用作輕工業(yè)、電子、印染等廠房,有的難免要開有洞口等要求。因此橫墻限值從嚴駕馭。(4)內(nèi)框架結構中的內(nèi)部框架梁板柱的設計,可以按一般框架結構設計,不論是現(xiàn)澆鋼筋混凝土還是裝配式鋼筋混凝土結構都一樣。對其抗震等級6、7、8度時分別取四級、三級和二級。(5)內(nèi)框架結構設計中的外砌體墻的設計也是重要一環(huán)。宏觀地震調查證明,內(nèi)框架結構的破壞,一般首先從抗震墻起先,也即作為結構的第一道防線首當其沖。然后不是內(nèi)框架而是外砌體墻破壞。由于內(nèi)框架中的內(nèi)柱截面較小,它所擔當?shù)牡卣鸺袅σ草^小,所以先破壞的是外墻砌體墻垛。基于這種考慮,我們對于外砌體墻垛,要求有肯定的寬度,此寬度要求應嚴于多層砌體房屋的局部尺寸要求。當然具體還要視內(nèi)框架房屋的開間大小確定。對于外墻砌體墻垛,一般規(guī)定了最小構造柱截面尺寸為240X240mm,豎筋不小于414,箍筋間距不大于200mm。但對于7度橫墻間距大于18m,8度橫墻間距大于15m的外縱墻窗間墻,應做成組合柱。即在墻垛中設置加大截面的構造柱或按《砌體規(guī)范》GB50007第8.2節(jié)的組合磚砌體。內(nèi)框架結構的框架梁支承在外縱墻上時,若墻體過薄、梁端支承長度不夠,將會影響力的傳遞和結構平安,因此梁在外縱墻上的最小支承長度為300mm。當墻厚不足時,應在墻厚方向出垛,保證其最小支承長度。(6)對于內(nèi)框架結構的外墻還應留意:內(nèi)框架梁支于外縱墻垛,一般雖按簡支考慮,但工程實際受力狀態(tài),由于有上層荷載對其的約束,所以實際會產(chǎn)生相當大的嵌固彎矩。對此,對外縱墻垛是很不利的,必需予以考慮。由于計算上一般忽視此點,所以必需在構造上加以保證,以避開在此部位發(fā)生破壞。
門廳采納梁柱結構以形成局部大空間的多層砌體結構,仍按內(nèi)框架結構對待。緣由分析:多層砌體結構房屋,原則上不能在內(nèi)部設局部內(nèi)框架結構,主要是由于結構動力特性的不同,不同結構處于同一結構單元內(nèi)的變形、剛度都不一樣,而且在地震時各部分將會“各行其是”,造成連接部位的破壞。不過,在多層砌體房屋中,為了要取得較大的空間僅在門廳部分設置一、二層的梁柱結構,可以不認為是“內(nèi)框架”。因為此時主要的承重結構仍舊是多層砌體,縱、橫墻起主要抗側力作用,而門廳局部的梁和柱只在擔當垂直荷載時起作用。改進措施:這樣的結構布置,在構造上應予以重視,盡量不要使梁柱結構部分承載的面積太大,并應加強門廳側邊墻體妁布置。
1.3結構分析與計算1.3.1多層砌體結構房屋在抗震驗算和分析時,未考慮其特點和要求,進行墻體截面的抗剪強度驗算。改進措施:歸納起來主要有下列四點:1、多層砌體房屋建筑高度一般均在25m以下,以剪切變形為主,且質量和剛度沿高度方向分布均比較勻稱,因此在抗震計算時可以采納簡化的基底剪力法;2、多層砌體結構是一種剛度比較大的的剛性建筑,其結構的基本周期一般均在0.3s以內(nèi)。在地震影響系數(shù)曲線圖上都處于平臺上,水平地震影響系數(shù)α值均可取最大值αMAX;3、一般狀況下6度時均不進行截面抗震驗算,對自然地基及基礎上的多層砌體結構也不必進行抗震承載力驗算;4、多層砌體結構只考慮水平地震作用而不考慮豎向地震作用。同時,多層砌體結構也不進行多遇地震下的抗震變形驗算,因為砌體的剛性大而變形實力很小,一般砌體墻在水平側移達到1/4000時就將出現(xiàn)初裂,所以主要限制強度而不進行變形驗算。至于大震時的破壞均由抗震構造措施來解決,如設置構造柱、圈梁等。由于以上的特點,對多層砌體結構而言,主要進行墻體截面的抗震抗剪強度驗算即可。
1.3.2緣由分析:一般來說,地震作用的不利墻段與靜力作用不利墻段是不會一樣的。因為在地震作用下主要是驗算墻體在水平力作用下的承載實力,即抗剪實力。而靜力作用主要是驗算墻體在垂直荷載下的承載實力。受水平力最大的墻段不肯定就是受豎向力最大的墻段。改進措施:《抗震規(guī)范》GB50011第條對砌體房屋可只選擇從屬面積較大或豎向應力較小的墻段進行截面抗震承載力驗算。1、從屬面積較大的墻段。所謂從屬面積,是某墻段在地震作用時所分擔到的地震荷載面積。它與靜力作用下的分擔面積不同,如圖(a)所示。②軸⑥⑨墻段的從屬面積為陰影所示。但是,同樣墻段的靜力作用下的荷載面積(現(xiàn)澆樓板),卻是墻體兩邊的三角形荷載之和,如圖1.3.2(b)所示。在水平地震作用下,當某墻段所擔當?shù)膹膶倜娣e較大時,則說明該墻段所承受地震水平剪力較大,因此,最簡潔遭到地震破壞。2、豎向應力較小的墻段。豎向應力較小,也就是擔當?shù)拇怪焙奢d較小的墻段。成為地震作用的不利墻段的緣由,是由于肯定的垂直荷載作用對砌體的抗剪強度是有利因素,軸壓力越大,相對抗剪強度亦越高。所以,對一些豎向荷載較小的墻段應當進行抗震抗剪強度的驗算。從各類砌體的抗震抗剪強度驗算的公式中也可以清楚看出:砌體的抗震抗剪強度與砌體的正應力影響系數(shù)有干脆的關聯(lián)。多層砌體強度的正應力影響系數(shù)分為一般磚砌體和混凝土小型空心砌塊兩種。對磚砌體而言,抗震規(guī)范沿用了89年規(guī)范的方法,即在震害統(tǒng)計基礎上用主拉應力公式得到正應力影響系數(shù)。而對混凝土小型空心砌塊砌體,因為震害資料太少,主要以試驗資料為依據(jù),正應力影響系數(shù)由剪摩公式確定。
1.3.3底部框架-抗震墻房屋在地震作用計算中,底部縱橫墻的地震剪力已乘以放大系數(shù),但沒有考慮底部剪力墻仍要擔當全部地震剪力。緣由分析:底部框架-抗震墻房屋在地震區(qū)的破壞特別嚴峻,簡化了的基底剪力法可能不足以使這類結構在地震中免于破壞,應當采納更為精確的分析方法進行地震作用下的計算分析。為簡化設計計算,因此規(guī)范實行了雙重加強的方法,調整其地震作用效應以保證地震時該類結構足夠平安。改進措施:應按《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定對底部框架-抗震墻房屋的地震作用效應進行調整:(1)對于底層框架-抗震墻房屋,底層的縱橫向地震剪力設計值須要乘以增大系數(shù),一是為了增加這類結構在底層的平安儲備;同時,也是為了彌補上下層剛度上的明顯差異。因此,在選用不同大小的增大系數(shù)時,主要也是考慮層剛度比值上大下小的不同。例如上下層側向剛度相差越大,則應選用較大的增大系數(shù),如1.5。相反,如上下層側向剛度比差異較小,則可選用1.2。(2)對于底部兩層框架的抗震墻結構,應留意,對底部一、二層的框架-抗震墻的縱橫向地震剪力設計值均要乘以相同的增大系數(shù)。這是對該類結構不利于抗震的一種彌補。更重要的是要使底部抗震墻起到結構抗震的第一道防線的作用。(3)底層或底部兩層的縱向和橫向地震剪力設計值尚應全部由該方向的抗震墻擔當,并按各抗震墻側向剛度比例安排。
1.3.4底部框架-抗震墻房屋采納混凝土小型空心砌塊作抗震墻時,其有效剛度的折減系數(shù)不能按混凝土墻取。改進措施:對底部框架-抗震墻中的墻,當設防烈度為6、7度區(qū),且總層數(shù)不超過五層的底層框架-抗震墻結構,允許采納嵌砌于框架之間的砌體抗震墻。在計算底部框架柱的地震剪力和軸向力時,框架柱擔當?shù)牡卣鸺袅υO計值,應按底部各抗側力構件的有效剛度比安排確定。此時,對各抗側力構件的剛度計算,須要作適當調整。對于框架本身不作折減,因為它在地震作用時的側向剛度原來就不大,所擔當?shù)淖饔靡嗪苄?,而且一般不會先于墻體破壞。對于抗震墻按《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,墻的剛度應折減。鋼筋混凝土墻的剛度最大,因此相對折減較少;而磚墻相對略小,折減較大。規(guī)范規(guī)定了混凝土墻可折減0.3;磚墻可折減0.2。當采納混凝土小型空心砌塊墻時,折減系數(shù)取值《抗震規(guī)范》與《小砌塊規(guī)程》JGJ/T14均末明確。依據(jù)一般的規(guī)律是:混凝土小砌塊砌體指僅有構造要求的鋼筋配置,屬于一般的砌體墻,砌體的剛度是彈性模量的函數(shù),依據(jù)《砌體規(guī)范》GB50003第3.2.5條的規(guī)定,混凝土小砌塊砌體的彈性模量接近燒結磚砌體的彈性模量(大6%左右),故混凝土小砌塊砌體的剛度折減系數(shù),可以按磚砌體的折減系數(shù)取0.2,若為配筋砌塊砌體,依據(jù)《砌體規(guī)范》第9.2.1、9.2.4條規(guī)定,配筋砌塊砌體的力學性能與鋼筋混凝土的性能特別接近,可以按0.3的折減系數(shù)取用。
1.3.5底部框架-抗震墻房屋中的托墻梁未考慮上部墻體開裂的不利影響。改進措施:依據(jù)《砌體規(guī)范》GB50003第條墻梁的定義是:“由鋼筋混凝土托梁和梁上計算高度范圍內(nèi)的砌體墻組成的組合構件。包括簡支墻梁、連續(xù)墻梁和框支墻梁?!倍犊拐鹨?guī)范》GB50011第條第2款對托墻梁并未作特地說明,但從字面上可以理解為承托上部砌體墻的梁。在此并未明確是否必需考慮梁與上部墻體的組合作用,按組合構件進行設計?!犊拐鹨?guī)范》第7.2.5條規(guī)定,托梁墻計算地震組合內(nèi)力時,應采納合適的計算簡圖。若考慮上部墻體與托墻梁的組合作用,應計入地震時墻體開裂對組合作用的不利影響。因此,不能采納非抗震的計算方法進行計算?!犊拐鹨?guī)范》第條的條文說明中指出:大震時墻體嚴峻開裂,托墻梁與非抗震的墻梁受力狀態(tài)有所差異,當按靜力方法考慮有框架柱落地的托梁與上部墻組合作用時,若計算系數(shù)不變會導致?lián)娜?,應調整其計算參數(shù)。在托墻梁上部各層墻體不開洞和跨中1/3范圍內(nèi)開一個洞的狀況下,也可采納折減荷載的方法:托墻梁彎矩計算時,四層以下全部計入,四層以上可有所折減,取不小于四層的數(shù)值計入組合;托墻梁剪力計算時,由重力荷載產(chǎn)生的剪力不折減。亦可參考《建筑抗震設計手冊》(2002年其次版)第793頁供應的托墻梁的設計方法。
1.3.6忽視內(nèi)框架結構必需考慮頂部的附加地震作用。緣由分析:多層內(nèi)框架結構相對于其它多層砌體結構的剛度小,比較空曠,地震時的變形亦會較大。從很多內(nèi)框架結構震害的調查證明:一般內(nèi)框架結構的破壞均首先發(fā)生在頂部數(shù)層,而不象其他多層砌體結構的震害首先發(fā)生在底層。主要與此類結構的動力特性有關。內(nèi)框架結構的內(nèi)部橫墻較少,而且又是梁板柱框架承重,只有外縱墻或部分橫墻是多層砌體墻。而外縱墻上又有較多的門窗洞口,對外墻減弱較多。因此形成比較大的空間后它的柔度相對較大,地震作用時結構上部的變形較大,因而造成頂部結構先破壞。改進措施:為了在計算地震作用時反映這一特點,也為了彌補按倒三角形分布地震作用的一般規(guī)律對內(nèi)框架不完全適用,規(guī)范規(guī)定水平地震作用標準值計算時,增加一項頂部附加地震作用系數(shù)δn,其值取結構總水平地震作用標準值的20%。這樣就能與實際的震害相符。如圖所示:
1.3.7多層砌體房屋結構抗震抗剪強度驗算時,當某層或某些墻段不能滿意截面強度要求時,未實行有效措施加強。改進措施:多層砌體房屋中的部分墻段抗震抗剪強度不能滿意要求時,一般可以有五種方法來加強:(1)增加墻厚??拐鹂辜魪姸扰c截面大小有關,增加墻厚可以提高抗剪實力,同時,外墻可以提高保溫隔熱效果,有利于節(jié)能。不利的是增加墻厚會增大結構自重,加大了地震作用,同時材料上當然也會增加。所以不是一種最好的方法,只在某些狀況下能適用。(2)提高砌體強度。磚和砂漿強度的提高,干脆會增大截面抗震抗剪實力。但是,目前砌體規(guī)范中對砂漿強度只給出M10砂漿時的抗剪強度設計值,而且明確大于M10的砂漿強度也只取到M10砂漿時的強度。在目前一些磚或混凝土砌塊的強度有明顯提高的狀況下,完全有條件采納與之配套的高標號砂漿,提高砌體的抗震抗剪強度,滿意截面的強度驗算要求。但目前因無這方面的數(shù)據(jù),規(guī)范又無規(guī)定,所以只有進行相關的試驗來求得數(shù)據(jù),用于強度驗算。(3)配置水平鋼筋。這也是《抗震規(guī)范》GB50011第條提出的一項措施。在砌體水平灰縫中配置肯定數(shù)量的鋼筋,可以提高砌體墻段的抗剪實力,這是在大量試驗探討基礎上提出的方法。規(guī)范規(guī)定,灰縫中的配筋率應不小于0.07%且不大于0.17%。試驗證明,當水平配筋的數(shù)量小于截面配筋率的0.07%時,此時雖有水平筋,但對提高抗剪實力并不明顯,因此不能考慮其作用。同時,試驗也證明,當在水平灰縫中配置的鋼筋過多(過密或過粗),其間的水平鋼筋也不能完全發(fā)揮提高抗剪實力的作用。因此由試驗確定的配筋率上限值為0.17%。《抗震規(guī)范》第條的說明還指出,采納水平配筋措施時,抗震實力的大小與墻體的高寬比有關,這也是使水平鋼筋能夠發(fā)揮作用大小的重要因素。(4)增加設置構造柱或芯柱。在墻段兩端設置構造柱是一種抗御地震時突然倒塌的有效措施。一般的構造柱都設置在墻段的邊端或墻體和墻體的交接處,它與為了提高抗震抗剪實力而在墻段中部設構造柱的要求和目的不同?!犊拐鹨?guī)范》第條第2款就是為了解決在驗算截面抗震受剪實力時不能滿意承載力要求,作為一項新措施而提出的?!犊拐鹨?guī)范》公式-2中:V≤1/γRE[ηcfVE(A-Ac)+ζf1Ac+0.08fyA第一項為砌體截面本身能夠擔當?shù)氖芗舫休d力;其次項為構造柱的混凝土部分擔當?shù)氖芗舫休d力;第三項為構造柱內(nèi)的鋼筋所能擔當?shù)氖芗舫休d力。這是一個主要以試驗數(shù)據(jù)為主得到的閱歷公式。試驗證明,在一個墻段中,構造柱包括鋼筋和混凝土所能擔當?shù)氖芗魧嵙兴拗?。?guī)范對墻段中部設置的構造柱在縱橫墻截面中所占的比例作出了限制,同時對中部構造柱中的鋼筋也作了限制,主要是為了既保持多層砌體墻的特性,同時又解決墻段受剪承載力的不足。(5)采納配筋混凝土小型空心砌體。只能用于混凝土小型空心砌塊建筑中,不能在磚砌體房屋中出現(xiàn)局部的配筋混凝土小型空心砌塊墻段。當在多層混凝土小型空心砌塊建筑中出現(xiàn)整層或某些墻段的受剪承載實力不足時,首先應實行增加構造柱和芯柱數(shù)量等措施,在不足以解決其承載力時,可采納在混凝土小型空心砌塊墻段中,按配筋砌塊的要求增加豎向和水平配筋等措施,來提高整層或某些墻段的受剪承載實力。
1.3.8磚墻中的水平配筋在墻體兩端沒有錨固。緣由分析:水平配筋在提高墻段的抗剪承載力時,通過砌筑砂漿與磚及鋼筋的握裹力,對墻段起抗剪作用。鋼筋在墻段中抗剪作用的發(fā)揮,由鋼筋在墻的兩盡端的錨固措施保證。依據(jù)試驗數(shù)據(jù),鋼筋端部有無錨固對抗剪承載力的影響約占總的承載力提高值的13%左右。因此,要求水平鋼筋配置后宜有錨固措施。改進措施:當墻段兩端有構造柱時,應將水平鋼筋錨入柱內(nèi),按受拉筋的錨固長度設置;當墻段兩端無構造柱或僅有一端有構造柱時,可采納將無構造柱端的水平筋彎折成直勾等措施。
1.4多層磚房的抗震構造措施1.4.1在多層砌體房屋設計中,因不甚了解構造柱的破壞機理,忽視構造柱作為主要的抗震構造措施的作用,未按規(guī)范要求設置構造柱。緣由分析:多層砌體房屋在歷次地震中破壞都是最嚴峻的。1976年唐山地震之前,始終沒有切實可行的方法防止多層砌體房屋在地震中突然倒塌。唐山地震時全城幾乎全部的多層砌體房屋都嚴峻破壞和倒塌,造成生命和財產(chǎn)的巨大損失。但是,在調查過程中,也間或發(fā)覺有的砌體房屋雖然有局部破壞,但卻未倒塌。這樣的建筑共有八幢,包括學校,辦公樓,款待所,藏書庫等。這些房屋雖為磚墻承重,但在墻體中均設有不同大小截面且與周邊的墻體結合得特別好的鋼筋混凝土柱。在結束調查之后的一年內(nèi)北京市建筑設計探討院進行了三幢不同構造的整體房屋模型試驗,模型比例按1/4,利用激振設備模擬地震作用。三幢模型的設計是:一幢為一般的磚砌體結構,除了有圈梁之外,沒有其他措施;其次幢是在全部內(nèi)外墻交接處均設置一個與墻同厚的鋼筋混凝土柱,同時還設有圈梁;第三幢是在全部磚砌體墻的外側,后加鋼筋混凝土柱,部位均在外墻轉角及內(nèi)外墻延長的交接處,表示對磚房的加固。我們試驗的結果得出如下結論:①設有鋼筋混凝土柱的多層砌體房屋,在墻體開裂后沒有進一步倒塌破壞。即使在外柱鋼筋屈服的狀況下仍能保持裂而不倒;②由于柱的截面較小,對房屋和墻體的剛度并不增加,其初裂荷載也無明顯的提高;③整體結構的變形實力和延性有很明顯的增大。在試驗結果的基礎上,向抗震規(guī)范編制組提出建議:在全部多層砌體房屋中設置鋼筋混凝土柱,并取名為“構造柱”。此后很多單位的試驗也都進一步證明白上述結果,使構造柱做法得到廣泛推廣應用。改進措施:多年來的實踐證明,構造柱是一種良好的抗震構造措施,能夠使多層砌體房屋減輕和避開突然倒塌的危急,是保證多層砌體房屋大震不倒的重要措施,應當明確,構造柱不是一般意義上的柱而是墻體的約束構件。構造柱的作用主要是約束一旦在地震中開裂破壞了的墻體,使之不進一步倒塌。從這一點動身,我們能夠更好地來理解和運用構造柱而不致出現(xiàn)誤導。構造柱雖不能阻擋墻體出現(xiàn)的一般裂縫的發(fā)展,但是在墻體沿對角線的剪切裂縫較大并貫穿整個墻面,使墻體分為四大塊后,構造柱能夠約束墻體的進一步倒塌。
1.4.2多層砌體房屋超過規(guī)范規(guī)定的層數(shù)和高度,誤用增加構造柱來解決。緣由分析:設置構造柱的目的是約束墻體,既不是增加抗剪實力,也不是為了解決超高和超層的問題。提出此類問題的緣由可能是受1978年抗震規(guī)范的影響。當時由于唐山地震剛過,對構造柱的相識還是初步的,因此在78規(guī)范中構造柱作為一種超高建筑的加強措施,即一般多層砌體房屋沒有設置構造柱的要求,僅當不同設防烈度的房屋達到肯定層數(shù)和高度時,才要求設置構造柱,這是對構造柱作用的初始相識階段。改進措施:現(xiàn)行抗震規(guī)范已普遍提高了不同設防烈度區(qū)允許建立房屋的高度。因此,構造柱的設置是普遍的要求和基本的構造措施,不是解決房屋超高或超層的手段。
1.4.3單層砌體房屋不應按多層房屋的要求設置構造柱。改進措施:單層房屋一般不包括在多層砌體房屋之列,規(guī)范對此亦無明確規(guī)定。對不同設防烈度的單層砌體房屋,可依據(jù)建筑結構狀況區(qū)分對待。比如,對一些高烈度區(qū)的重要建筑,至少應在房屋的四角墻體內(nèi)設置構造柱,也可以在相隔肯定距離的橫墻內(nèi)設置構造柱。對一般的單層砌體房屋,只要求有頂部圈梁和內(nèi)外墻的拉結措施,
1.4.4隨意將構造柱沿房屋高度方向逐層削減或變更截面及配筋。改進措施:構造柱的設置目的既然是約束墻體的構件,因此就一般要求而言,各層均應連續(xù)設置。除符合《抗震規(guī)范》GB50011第條第5款規(guī)定,需在房屋下部l/3樓層增設的構造柱,當延長到上層的墻體時,可適當削減或變更配筋及截面。構造柱在多層砌體中除有約束構件功能之外,同時還能夠增加內(nèi)外墻、墻與墻的連接功能。這些也不能忽視。因此,假如沿高度方向要削減構造柱的數(shù)量時,肯定要強調墻相互間的拉結措施,否則是危急的。
1.4.5誤將構造柱伸入房屋基礎的大放腳或基底。緣由分析:《抗震規(guī)范》GB50011要求,構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連,構造柱作為整個墻體的一部分,構造柱的作用不是柱,它所擔當?shù)淖饔弥饕菍w起水平約束,因此不必要有基礎。改進措施:構造柱是墻體的一部分,它不是承重柱,因此也不單獨擔當豎向荷載。其主要作用是對墻體起水平約束作用。不須要有單獨的基礎。規(guī)范規(guī)定構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連,遇有管溝時,應伸到溝底。如圖所示。
1.4.6構造柱的截面設計過大,數(shù)量設置過多。緣由分析:構造柱的作用不是代替墻體抗剪,而是約束墻體?!犊拐鹨?guī)范》GB50011規(guī)定了構造柱的最小截面,設計中不宜將構造的截面隨意擴大,這樣做有幾個弊端:(1)構造柱的截面增大以后,勢必增大它的剛度。假如構造柱在墻段中的剛度過大,它將影響作為砌體墻的特性,甚至成為以混凝土柱為主的墻段,而使墻段的抗剪作用由混凝土起主導作用,明顯這不是我們所要求的。正確的構造柱設計應當使其剛度很小而約束較強,這樣才能對墻段有所幫助,而不是使其剛度增加,造成地震剪力的加大。(2)眾多試驗也證明:如按常規(guī)設計的構造柱做法,包括截面大小和配筋,有構造柱墻段和未設構造柱墻段的初裂荷載基本不增大。改進措施:構造柱設置過多也是設計上常見的問題,比如有些設計在全部墻的連接處均設構造柱等等。構造柱對墻段的約束作用,特殊表現(xiàn)在房屋四大角最為明顯,角部的構造柱能夠起到對兩個方向墻段的約束作用,并有利于抗扭,所以四角必需設構造柱,對于其它部位的構造柱設置,要依據(jù)實際狀況按規(guī)范要求布置。陰角是否一律可以不設構造柱,也不是肯定的。要視其總體平面上墻段所處的位置而定。如圖所示陰角部位由于處于局部墻段的兩端,一般可以不設構造柱。
1.4.7鋼筋混凝土樓板是裝配整體式的,圈梁做預制裝配整體式的。緣由分析:鋼筋混凝土圈梁的抗震作用也是經(jīng)過長時間的考驗,被證明為行之有效的抗震措施之一?!犊拐鹨?guī)范》GB50011第條對此作了明確規(guī)定。鋼筋混凝土圈梁在抗震上的作用主要是:一是能夠加強樓蓋的水平剛度,使之樓蓋能夠在各道墻體間傳遞水平地震作用,二是作為沿高度方向上的構造柱的連接點(支點),使構造柱能夠在各層約束墻體;三是作為墻側面的邊框的一部分,墻段兩端由構造柱約束,而墻段上下邊緣由抗震圈梁約束。改進措施:為了實現(xiàn)這些目的,抗震圈梁應是現(xiàn)澆鋼筋混凝土的。如做成裝配式或裝配整體式,圈梁與墻的連接僅靠一層鋪墊砂漿,與墻頂?shù)慕Y合較差,不利于板將水平地震作用傳至墻。作為樓蓋的水平邊框作用,若采納預制裝配圈梁結合也不行能緊密,影響樓蓋的水平剛度。地震區(qū)曾經(jīng)發(fā)覺過裝配式圈梁破壞的例子,地震時圈梁與墻無牢靠粘接,圈梁脫離樓板摔下。
橫墻承重的砌體結構,采納裝配式樓蓋層,內(nèi)外墻圈梁不交圈沒有處理。緣由分析:裝配式樓蓋中,假如橫墻承重,樓板的圈梁一般均設在板底,此時,外縱墻的圈梁由于沒有樓板的擱入,其底面與板底位于同一標高,這樣就造成內(nèi)外墻的抗震圈梁不在同一標高的問題。改進措施:在地震設防地區(qū),對此必需在內(nèi)外墻交接處,設置一段圈梁的交接段,搭接長度可取二倍到三倍的標高差,如圖-l、2所示:
1.4.9現(xiàn)澆樓蓋可以不單獨設置圈梁,但未沿墻周邊設置加強鋼筋。改進措施:現(xiàn)澆樓蓋已經(jīng)有較大的水平剛度,其樓板的整體性也較好。因此,不必再單獨另設置樓蓋的邊緣圈梁。但是,考慮到現(xiàn)澆樓蓋在支承墻體上,僅靠樓板內(nèi)的一般配筋,包括分布鋼筋,則是不夠的。因為受力筋和分布筋可能都較稀,有肯定的間距,還不足以形成樓板結構的邊框作用。為此,為了加強樓板的邊緣,《抗震規(guī)范》GB5001l第條第2款規(guī)定必需另行設置加強配筋,并應與相應的構造柱鋼筋牢靠連接。一般的做法可以是:在樓板支承在墻上的長度內(nèi),沿板厚方向上下設置212鋼筋,并應沿墻長通長設置;也可以在板的支座長度內(nèi),水平擱置212加強筋。這些加強鋼筋都必需與樓板的受力主筋或分布筋綁扎在一起,以起到樓板的水平邊框作用。
1.4.10裝配式樓蓋中,只在外墻上設周邊的圈梁,內(nèi)墻中用板縫或支承板端的配筋不另設圈梁。緣由分析:一般狀況下是不允許的。因為作為樓蓋邊緣的圈梁是針對各間樓蓋的整體性而設置的。一幢建筑中假如僅在外墻周邊設置圈梁,明顯是過于薄弱了。更何況較長的外墻圈梁還須要在中段設有拉結,否則單靠圈梁本身的剛度也是遠遠不夠的。不論在內(nèi)墻中利用板縫或支承在墻上的板端配筋,其作用是很有限的,遠不足以代替正規(guī)的鋼筋混凝土圈梁。當然,在現(xiàn)澆樓蓋中不存在此類問題。因為對內(nèi)墻面言,樓板是在墻上滿搭的,因此能夠較好的傳遞地震作用。改進措施:應按《抗震規(guī)范》GB50011第條的要求在外墻和內(nèi)縱墻以及內(nèi)橫墻上設置封閉的抗震圈梁。
1.4.11裝配式樓蓋中,當有現(xiàn)澆的板底圈梁時,預制板伸入墻上的長度也按梁上的支承長度要求。緣由分析:應當可以,因為現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁也是梁,作為預制板的支承長度,主要看它是磚墻還是混凝土,假如是混凝土,可以按支承在梁上的長度要求。改進措施:按《抗震規(guī)范》GB50011第條的規(guī)定,板端伸進內(nèi)墻的長度按規(guī)范要求為≥100mm。假如板端伸進圈梁頂面時,則不應小于80mm要求。
1.4.12房屋端部設置大房間時,缺少樓屋蓋與墻或梁的拉結。緣由分析:所謂大房間一般指開間大于4.2m的房間。設置在端部的大房間,在抗震中會發(fā)生兩種狀況,第一,房屋端部包括轉角墻在內(nèi)的外墻,由于“邊端效應”,將會使端部墻體首先破壞。緣由是端部角墻的剛度較大,應力集中,地震作用時將受到較大的作用力。同時,由于角部難免的扭轉作用,也使角墻首當其沖遭到破壞。其次,端部處于外墻盡端,在地震作用中,此外墻不僅擔當墻體平面內(nèi)的作用力,同時也要擔當平面外的作用。因此,必須要求實行措施,加強端部大房間的樓屋蓋與相應墻或梁的拉結,加強端部的整體作用實力。改進措施:如為預制樓板時,按《抗震規(guī)范》GB5001l第條第4款執(zhí)行;如為現(xiàn)澆樓蓋時,應加強現(xiàn)澆板的邊緣配筋,有意識地加強盡端墻體的出平面外的反抗實力,避開破壞。
1.4.13地震區(qū)的樓屋蓋大梁、屋架沒有對其實行加強反抗水平作用力的措施。緣由分析:梁或屋架作為集中荷載支承在墻或柱上時,其連接是特別重要的,地震作用的傳遞也是要靠它們的連接程度來確定。靜力設計中所要求的主要是它的支承面積,因為它們主要傳遞的是垂直荷載。但是在地震作用下,它們傳遞的卻是水平方向的力。因此在連接構造上也必需適應水平力的傳遞。改進措施:大梁、屋架等跨度較大的構件支承在墻或柱上時,應留意下列幾點:(1)大梁、屋架支座除了傳遞豎向壓力以外,一般都是按簡支考慮。但是地震作用下,即使是簡支的梁或屋架也將擔當水平向的慣性作用。所以還必需在支座處設置反抗水平向的作用力的措施。如增加屋架支座的螺栓數(shù)量和強度,加大大梁的支承長度或實行其它有效拉結措施等。(2)大梁、屋架支承部位的墻或柱,不論簡支與否,都要考慮梁、屋架所可能產(chǎn)生的嵌固彎矩,并由此會對墻柱造成的不利影響。支承頂層的大梁或屋架的外墻,其支承處如墻內(nèi)設有構造柱時,則此構造柱也應考慮擔當梁和屋架帶來的彎矩作用,因此必需增大構造柱內(nèi)的配筋,把構造柱作為排架柱來考慮。
1.4.14非承重的墻體未按規(guī)范要求實行抗震措施。緣由分析:非承重墻可以分為幾種:如輕質隔墻,一般僅作為隔斷之用,且墻體的側向剛度很小,不足以對房屋起到抗側移的作用。因此,對此類墻體,只要考慮隔墻本身地震時不會倒塌傷人就可以了。例如在墻的兩端設有與主要墻體的拉結措施即可。對不擔當靜力垂直荷載,而只擔當自身重量的內(nèi)外縱墻,也稱為自承重墻。對此類墻體,不能不考慮其擔當?shù)卣鹱饔?。因為在側向力的作用下,全部與之平行的、有肯定剛度的墻體都將分擔地震水平作用的影響。因此,雖不是承重墻,但在地震中也要按擔當水平地震作用來分擔地震荷載。改進措施:此類墻體的抗震措施應按《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定設置拉結筋、水平系梁、圈梁、構造柱等與主體結構牢靠拉結。
1.4.15“橫墻很少”的多層砌體房屋在實行與“橫墻較少”的房屋相同的措施后,高度和層數(shù)可降低一層。改進措施:對于橫墻較少的房屋,規(guī)范在提出須要降低一層高度的同時,又給了一條出路,即按《抗震規(guī)范》GB50011第條規(guī)定,實行加強措施,來彌補由于橫墻較少帶來的對抗震不利的影響,從而達到不降低層數(shù)和高度的要求。而橫墻很少的房屋一般指全部為教室樓或食堂、俱樂部等的建筑。它們的抗震實力比橫墻較少的更差。規(guī)范沒有提出對此類房屋實行類似加強的措施后,可以不降或少降其層數(shù)和高度。對于橫墻很少的房屋,假如實行了措施,橫墻的布置達到了橫墻較少的條件時,可以按橫墻較少來對待。此時依據(jù)規(guī)范的規(guī)定,也就可以少降一層或甚至于不降低高度和層數(shù)了。
1.5多層混凝土小型空心砌塊房屋的抗震構造措施1.5.1多層混凝土小型空心砌塊房屋中,可以采納芯柱體系,也可以采納構造柱體系,選用上應區(qū)分對待。緣由分析:多層混凝土小型空心砌塊房屋是利用混凝土空心小砌塊砌筑而成的建筑。由于砌塊有較大的集中孔洞,因此可以插入鋼筋并注入混凝土形成芯柱。小砌塊的型號、規(guī)格基本上是采納國外引進的尺寸,做法也與國外大致一樣。我國經(jīng)過近二十年來的應用,并進行了相應的科研試驗,已經(jīng)取得了肯定的閱歷,建立了一大批小砌塊建筑。但是,在實際應用中也發(fā)覺一些問題。比如小砌塊的孔洞較小(120x120),插入鋼筋并澆注芯柱時,往往混凝土不易澆灌密實,簡潔造成空洞。而且,對芯柱澆注的質量又很難進行檢查。為此,曾出現(xiàn)過很多質量問題。另外,由于地震區(qū)的小砌塊建筑,要求有比較多的芯柱,給施工也帶來麻煩,特殊是高烈度區(qū)更為突出。隨著國內(nèi)建立小砌塊建筑的數(shù)量日益增加,特殊是南方地區(qū),為了使小型空心砌塊用于外墻能夠增加保溫柔隔熱效果,不少地區(qū)將單排孔的小砌塊改為雙排甚至多排孔。這樣又帶來的一個問題,即無法再在孔洞中設置芯柱了。北京地區(qū)地震烈度較高,為了探討提高小砌塊建筑的抗震性能,同時能夠適當削減墻體中芯柱數(shù)量的目的。北京市建筑設計探討院提出在混凝土空心小砌塊建筑中采納構造柱的做法,并在試驗室進行了一批墻體試驗,繼而又做了一幢九層房屋的整體模型抗震試驗。得到了相關數(shù)據(jù),取得了很好的抗震效果。另外,在天津、南京、哈爾濱等地的高校和科研單位也相繼進行了混凝土小型空心砌塊結構中采納構造柱的試驗探討,結論也是一樣的?;炷量招男∑鰤K建筑不同于一般多層砌體房屋。因為它的材料是混凝土,不論是砌塊本身、芯柱或構造柱,都是同一種材料。因此,在適當配置必要的構造鋼筋后,能夠形成混凝土剪力墻結構。特殊當小砌塊砌體中配置較多的鋼筋時,還可以形成配筋砌體結構,在高度上可以大大突破一般多層小砌塊房屋的限值。改進措施:《小砌塊規(guī)程》JGJ/T14為小砌塊房屋規(guī)定了兩種抗震構造措施:同時設置構造柱和芯柱做法,以及芯柱做法。設計應依據(jù)具體的地區(qū)條件和烈度大小等因素進行選擇。圖-1、1.5.1-2是兩種做法的示意圖。例如,在運用雙排或多排孔小砌塊的地區(qū),它只能采納構造柱做法而無法用芯柱做法。又如在一些烈度較高地區(qū),由于地震作用強度較大,因此要求小砌塊建筑具有更好的抗震性能。所以采納構造柱加芯柱的做法更為恰當。所謂構造柱加芯柱做法是指墻體與墻體交接處,包括內(nèi)外墻交接處,外墻轉角處,內(nèi)墻交接處等部位可采納與墻厚相同的構造柱;而對于一般的門窗洞口處,則可采納芯柱做法比較相宜。從墻片和整體模型的抗震試驗得到,采納構造柱用于墻體連接部位時,其抗震變形實力和延性都有明顯提高,而且可以保證施工質量能夠檢查。因為構造柱的鋼筋是集中配置并有箍筋,而且上下鋼筋都必需連續(xù)配置,其性能優(yōu)于單根配筋的芯柱,當然小砌塊建筑中的芯柱做法在國外已沿用多年,我國早期也始終沿用芯柱做法,因此,芯柱做法也仍舊是一種小砌塊結構中的可供選擇的形式。設計人員可以依據(jù)具體狀況依據(jù)規(guī)范或規(guī)程的規(guī)定自行選擇。
未對多層混凝土小砌塊房屋的砌筑砂漿和灌芯混凝土提出要求。緣由分析:混凝土小型空心砌塊的肋厚一般只有25mm~35mm左右,對于這樣薄的肋上要用砂漿滿鋪的確比較困難。同時,小砌塊的豎縫較高,一般均為190mm,要使豎縫的砂漿飽滿,也較困難。依據(jù)砌體的一般砌筑要求,水平灰縫的飽滿度為100%,豎向灰縫的飽滿度為90%,假如采納一般砌體的混合砂漿來砌筑混凝土小砌塊砌體,是不能保證砌筑質量的。改進措施:《小砌塊規(guī)程》JGJ/T14第、7.1.9條或第7.2節(jié)對灌芯混凝土的骨料、塌落度、澆灌方法以及砌筑砂漿的性能均有要求,主要內(nèi)容為:砌筑小砌塊的砂漿應當有良好的保水性、稠度和粘結力,砂漿強度等級不低于M5;同時小砌塊規(guī)程還提出了相應的指標,如砂漿稠度宜為50~70mm;機械攪拌時間不少于2min,如摻有外加劑不得小于3min等等。多層混凝土小砌塊房屋施工時的芯柱混凝土,主要要求采納的混凝土能保證芯柱混凝土的飽滿和密實。一般坍落度要求在70~80mm以上,骨料采納細石;如采納泵送混凝土,坍落度宜為140~160mm以上。同時要求芯柱混凝土要連續(xù)澆注,分層(300mm~500mm高度)搗實,始終澆至離芯柱頂面50mm處,不留施工縫。振搗時應選用微型插入式振動捧振搗。為保證芯柱澆注不出現(xiàn)孔洞,應定量澆注,做好記錄。當芯柱混凝土中摻有外加劑時,有利于澆注密實;若采納免振搗自流平的芯柱混凝土時,芯柱混凝土的質量將更有保證。
1.5.3多層小砌塊房屋中設有構造柱時,未設馬牙槎。緣由分析:構造柱之所以能夠起到對墻體的約束作用,主要靠它與周邊墻體有牢靠的連接。構造柱必需先砌墻后澆柱的目的也是為了加強與周邊墻體的連接。改進措施:《小砌塊規(guī)程》JGJ/T14第條第2款規(guī)定:構造柱與墻體連接處應砌成馬牙槎。一般做法是,從每層的柱腳起先,先退后進,形成100mm、200mm高的馬牙槎。同時,還應當按《小砌塊規(guī)程》第6.3.3條第2款要求,沿墻高每肯定距離設拉結鋼筋(與烈度有關)。
1.5.4芯柱或構造柱設置了單獨基礎。緣由分析:構造柱是作為一種約束墻體的構件設置的,并不是真正意義上的柱。因此它不必單獨設置基礎。改進措施:在多層混凝土小型砌塊房屋中,采納構造柱的做法,那么它的作用與多層磚砌體中的構造柱一樣:是約束構件而不是柱,也不單獨設置基礎。芯柱雖然只有一根豎筋,但它的作用之一,也是對墻體起到肯定的約束作用。所以,對芯柱的底部錨固要求,參照構造柱的做法一樣要求,不必單獨設置基礎。
1.5.5抗震設計時,多層混凝土小砌塊房屋中的圈梁、過梁,除現(xiàn)澆外,采納了槽形砌塊代替模板的現(xiàn)澆圈梁,過梁。緣由分析:在非抗震設防地區(qū),采納預制小型砌塊作底模的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的做法。但是,在抗震設防地區(qū),考慮到這樣做實際會減弱圈梁的截面,并使樓屋蓋與下層砌塊的連接減弱,不利于通過由樓屋蓋傳遞水平力。改進措施:設置在屋蓋和樓蓋處的圈梁,是保證樓屋蓋平面內(nèi)的整體性和水平剛度的重要構件。因此,《小砌塊規(guī)程》第條規(guī)定,抗震設計時用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,不得采納槽型砌塊作模板的圈梁,圈梁高度為190mm,配筋不應少于412。對門窗洞口的過梁,應按計算確定配筋,擔當肯定的豎向荷載。因此,不論在地震區(qū)或非地震區(qū),一律要求現(xiàn)澆鋼筋混凝土過梁。
1.5.6多層混凝土小砌塊房屋中的拉結網(wǎng)片的設置未表述或繪圖說明。改進措施:《小砌塊規(guī)程》JGJ/T14第條規(guī)定,混凝土小砌塊房屋中在墻體與墻體交接處,或芯柱、構造柱與墻體交接處,均須設置鋼筋拉結網(wǎng)片。通常多層小砌塊房屋拉結網(wǎng)片一般均設在砌塊砂漿的灰縫中,網(wǎng)片采納4的鋼筋點焊而成,鋼筋網(wǎng)片的縱橫筋不得重疊點焊,應限制在同一平面上,如圖1.5.6所示。網(wǎng)片砌入水平灰縫的砂漿中,不得有露筋現(xiàn)象,拉結網(wǎng)片沿墻高每隔400~600mm設置一道,網(wǎng)片每邊伸入墻內(nèi)不小于1000mm。小砌塊的拉結鋼筋一般不允許單根或綁扎設置,否則鋼筋難以保持平直以及保證灰縫的厚度。1.5.7改進措施:小砌塊建筑中采納夾心墻的做法,在寒冷或寒冷地區(qū)是一種節(jié)能較好的墻體,符合當前的節(jié)能政策要求,但是夾心墻體在結構構造上存在內(nèi)外葉強兩層皮的現(xiàn)象,一般內(nèi)葉墻為190mm厚的承重小砌塊,外葉墻為90mm厚的裝飾小砌塊,兩葉墻之間要有牢靠的拉結措施來保證墻體的整體性。國外采納夾心墻的做法較多,一般兩葉墻砌塊之間均用不銹鋼做拉結,造價較高;國內(nèi)目前的做法是用涂有防銹漆的拉結件或鋼筋網(wǎng)片拉結,但它的防銹蝕效果和耐久性還有待深化探討,《砌體規(guī)范》GB50003第條注規(guī)定對平安等級為一級或設計運用年限大于50年的房屋,夾心墻葉墻間宜采納不銹鋼拉結件。除了在內(nèi)外葉墻之間設置拉結網(wǎng)片之外,在房屋層與層之間,還要實行橫向承托和拉結,一般的做法是在每層樓板圈梁標高處,伸出肯定高度的混凝土承托圈梁,支承各層的裝飾砌塊重量,同時也起到使內(nèi)外砌塊墻之間的拉結作用,抗震設防區(qū)的多層小砌塊建筑,應依據(jù)設防烈度實行更加牢靠的連接等措施。
1.6底部框架-抗震墻房屋的抗震構造措施1.6.1加強底部框架-抗震墻結構的過渡層實行的加強措施不當。緣由分析:底部框架-抗震墻結構的過渡層是材料和剛度變更的交接處。為了減緩這種剛度上的突變,除了在計算上要限制側移剛度比之外,在構造上也應予以保證。改進措施:應按《抗震規(guī)范》GB50011第、7.5.3、7.5.6條的規(guī)定實行下列措施:(1)保證過渡層的底板剛度和強度。規(guī)范規(guī)定板厚不得小于120mm,應采納現(xiàn)澆鋼筋混凝土(含現(xiàn)澆預應力混凝土樓板);假如采納裝配整體式樓板時,應在周邊設現(xiàn)澆圈梁。現(xiàn)澆板時雖不需單獨設圈梁,但也應與樓板周邊增設加強邊緣的鋼筋。樓板應少開洞或開小洞,當洞口尺寸大于800mm時,洞口周邊應設置邊梁。(2)增加過渡層的構造柱做法。截面不小于240X240mm;構造柱縱筋6度時不少于414,7度時不少于416,8度時不宜少于616,構造柱箍筋間距不宜大于200mm。對外墻轉角處的構造柱建議做成L形,每邊長不小于240mm,相應增加縱筋數(shù)量。構造柱縱筋應錨入下部框架柱或梁或墻中,錨固長度為柱縱筋直徑的45倍。錨固在框架梁內(nèi)時,框架梁的相應位置應加強。(3)對過渡層的墻體,如砌筑在底框的次梁上時,為了防止此類墻可能產(chǎn)生的開裂,建議在墻體的水平灰縫中,設置肯定數(shù)量的水平鋼筋,兩端應與構造柱相連,遇有洞口可以中斷。墻體砌筑砂漿的強度等級,不應低于M7.5。(4)縱、橫墻內(nèi)的構造柱間距應從嚴駕馭。橫墻內(nèi)的構造柱間距不應超過樓層凈高的二倍;縱墻內(nèi)的構造柱間距應每開間設置,當開間大于3.9m時,還應結合門窗洞口部位設置構
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