砌体结构(通用12篇)
砌体结构 篇1
砌体结构在建筑中的应用已有上千年的历史。但由于材料性质和结构特性的研究较少, 因而如何能提高砌体结构抗震性的问题始终未能得到很好解决。一旦发生地震, 即使是低强度地震, 也会使部分砌体结构的房屋开裂、破坏, 甚至倒塌。因此, 对砌体结构的抗震设计进行深入研究是十分必要的, 也是十分迫切的。
一、砌体结构抗震设计
砌体是一种脆性结构, 其抗拉和抗剪能力均较低, 在强烈地震作用下, 砌体结构易发生脆性剪切破坏, 从而导致房屋的破坏和倒塌。在多层砌体建筑的设计中, 如果过度追求大开间、大门洞、大悬挑、通窗效果等设计形式, 必将大大削弱建筑的抗震能力。
砌体结构的抗震设计应包括两方面的内容。一是对砌体结构的抗震强度进行验算。这部分主要是根据现已掌握的地震作用规律, 将地震动力学的问题简化为静力作用, 然后对砌体结构的抗震强度进行验算。二是砌体结构的抗震设计要求。要想使砌体结构达到预期的抗震要求, 就有必要了解一下砌体结构在地震作用下所受到的震害及抗震设计的基本要求。
1. 砌体结构震害。
在强烈地震作用下, 多层砌体房屋的破坏部位主要集中在墙身和构件连接处, 楼盖、屋盖结构本身的破坏较少。
(1) 墙体的破坏。在砌体房屋中, 与水平地震作用方向平行的墙体是承担地震作用力的主要构件。在地震中, 这类墙体往往因为抗拉强度不足而产生斜裂缝。而水平地震反复作用会使两个方向的斜裂缝组成交叉型裂缝, 这种裂缝在多层砌体房屋中的表现规律一般是下重上轻。这是因为在多层房屋的墙体下部, 地震剪力相对较大。
(2) 墙体转角处的破坏。由于墙角位于房屋尽端, 房屋对其约束作用减弱, 因而其抗震能力相对降低, 比较容易遭受破坏。
(3) 楼梯间墙体的破坏。标准层的楼梯间墙体计算高度比房屋其他部位小, 因而其刚度较大, 此处分配的地震剪力也相应较大, 所以易遭受震害;顶层楼梯间的墙体计算高度较其他部位大, 因而稳定性差, 所以也易发生破坏。
(4) 内外墙连接处的破坏。内外墙连接处是砌体房屋的薄弱部位, 特别是有些建筑物的内外墙为分别砌筑, 这些部位在地震中极易被拉开, 造成外纵墙和山墙外闪、倒塌。
(5) 楼盖预制板的破坏。预制板整体性较差时、搭接长度不足或无可靠拉接时, 在强烈地震中, 楼盖极易塌落, 并造成墙体倒塌。
(6) 突出屋顶的房屋等附属结构的破坏。突出屋顶的屋顶间、烟囱、女儿墙等房屋附属结构, 因为受地震“鞭端效应”的影响, 所以一般比下部主体结构损坏严重。
2. 抗震设计的基本要求。
在抗震设计中, 首先要明确的是设防标准问题。根据当前的社会经济条件, 我国提出的设防标准为“既能合理使用投资, 又能保证结构抗震安全”, 概括来说, 即“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”。
二、多层砌体房屋的抗震构造设计
1. 设置钢筋混凝土构造柱。
在地震中, 要杜绝多层砌体在地震中形成裂缝是很难做到的。因此, 为了削弱砌体结构的脆性性质, 应当寻找一种即使在砌体结构开裂后仍能保持其承受垂直荷载的能力而不致突然倒塌的方法。在1976年唐山大地震的调查中发现, 地震中有8幢带有钢筋混凝土柱的砌体房屋没有一塌到底。此后30年的实践应用充分证明了在砌体建筑中设置构造柱的抗震效果。从概念上讲, 不能将钢筋混凝土构造柱理解为柱, 它其实是一种约束砌体的边缘构件。在多层砌体结构中, 应在下列位置设置构造柱:墙体和墙体的交接部位、洞口两侧墙体的端部、楼梯间两侧墙、大房间两侧墙、局部墙跺等。
2. 设置抗震圈梁。
抗震圈梁是一种水平约束构件, 它在砌体房屋中的重要性与构造柱一样。抗震圈梁既是水平楼、屋盖的约束边缘构件, 又是加强墙体与墙体、楼盖与墙体间连接的重要构件。抗震圈梁作为加强房屋整体性、提高建筑抗震性能的重要构件, 已经在工程实践中得到广泛应用, 其抗震效果也被历次地震灾害所验证。除了每层楼、屋盖标高处之外, 还应在墙段上所有的承重墙和自承重墙体上设置抗震圈梁。
3. 连接要求。
多层砌体结构的各个部分要通过相互连接来达到加强整体性、发挥整体功能、满足房屋抗震性能的要求。
(1) 楼板与墙、楼板与楼板的连接。楼板与墙的连接主要靠支承长度来保证。相关规范规定, 楼板伸入墙内的长度应不小于120mm, 以免地震时的水平变位使楼板从墙体上滑脱。当板跨大于4.8m时, 应将与板跨平行的外墙和预制板进行拉结。现浇钢筋混凝土楼板, 可不另设置圈梁, 但应在外墙支承面上增设加强楼板、屋面板边缘强度的措施。
(2) 其他部位的连接。楼盖、屋盖中的钢筋混凝土梁或屋架, 应与墙或构造柱及圈梁相连接。
三、结论
综上, 只有加强对多层砌体房屋的抗震设计, 重视抗震措施中的各个环节, 才能将多层砖房在地震中的破坏降到最低。
砌体结构 篇2
2、砌体结构的优点:1可就地取材,造价低廉。2有很好的耐火性和较好的耐久性。,较好的化学稳定性和大气稳定性,使用年限长。3保温,隔热性能好,节能效果明显。4施工设备简单,施工技术上无特殊要求。5当采用砌体和大型板材做墙体时,可以减轻结构自重,加快施工速度,进行工业化生产和施工。
缺点:1砌体结构的自重大。2砌体的抗震和抗裂性能较差。3砌筑施工劳动强度大。4粘土砖制造耗用粘土,影响农业生产不利于环保。
砌体结构的发展展望:1积极发展新材料2积极推广应用配筋砌体结构。3加强对防止和减轻墙体裂缝构造措施的研究。4加强砌体结构理论的研究5革新砌体结构的施工技术,提高劳动效率和减轻劳动强度。
3、块体是组成砌体的主要材料。常用的砌体块体有砖、砌块、石材。砌块按尺寸分为小型中型大型,常用的是小型。烧结普通砖:240*115*53多孔砖:P型规格240、115、90。M型规格190、190、90.4、砂浆:是由胶凝材料(水泥、石灰)及细骨料(如粗砂、细砂、中砂)加水搅拌而成的黏结块体的材料。作用:是将块体黏结成受力整体,抹平块体间的接触面,使应力均匀传递。同时,砂浆填满块体间的缝隙,减少了砌体的透气性,提高了砌体的隔热、放水和抗冻性能。混合砂浆:在水泥砂浆中掺入一定的塑形掺合料(石灰浆和黏土浆)所形成的砂浆。这种砂浆具有一定的强度和耐久性,而且可塑性和保水性较好。
5、对砂浆质量的要求:1砂浆应有足够的强度,以满足砌体强度及建筑物耐久性要求2砂浆应具有较好的可塑性,即和易性能良好,以便于砂浆在砌筑时能很容易且较均匀的铺开,保证砌筑质量和提高功效。3砂浆应具有适当的保水性,使其在存放、运输和砌筑过程中不出现明显的泌水、分层、离析现象,以保证砌筑质量,砂浆强度和砂浆与块体之间的黏结力。
6、12墙的实际宽度是115MM;24墙(一砖)的实际宽度是240MM;37(一砖半)墙的实际宽度是240+10+115=365MM;50(两砖)墙的实际宽度是240+10+240=490MM
7、砌体受压破坏三个阶段的特征:第一阶段:从砌体受压开始当压力增大至50%~70%的破坏荷载时,多空砖砌体当压力增大至70%~80%的破坏荷载时,砌体内某些单块砖在拉、弯、剪复合作用下出现第一条裂缝。在此阶段砖内裂缝细小,未能穿过砂浆层,如果不在增加压力,单块砖内的压力也不继续发展。
第二阶段:随着荷载的增加,当压力增大至80%~90%的破坏荷载时,单块砖内的裂缝将不断发展,并沿着竖向灰缝通向若干皮砖,并逐渐在砌体内连接成一段段教连续的裂缝。此时荷载即使不在增加,裂缝仍会继续发展,砌体已临近破坏,在工程实践中视为构件处于十分危险的状态。
第三阶段:随着荷载的继续增加,砌体中的裂缝迅速延伸、宽度扩展,并连成通缝,连续的竖向贯通裂缝把砌体分割成半砖左右的小柱体(个别砖可能被压碎)失稳,从而导致整个砌体破坏。
8、砌体的受压应力状态特点:1单块砖在砌体内并非均匀受压2砌体横向变形时砖和砂浆存在交互作用3在竖向灰缝出现拉应力和剪应力的应力集中。
9、影响砌体抗压强度的因素:1块体与砂浆的等级强度2块体的尺寸与形状3砂浆的流动性、保水性及弹性模量的影响4砌筑质量与灰缝的厚度。
10、网状配筋砖砌体构件的受压性能:第一阶段:在加载的初始阶段个别砖内出现第一批裂缝,所表现的受力特点与无筋砌体相同,出现第一批裂缝时的荷载约为破坏荷载的60%~75%,较无筋砌体高。
第二阶段:随着荷载的继续增加,纵向裂缝的数量增多,但发展很缓慢。纵向裂缝收到横向钢筋网的约束,不能沿砌体高度方向想成连续裂缝,这与无筋砖砌体受压时有较大的不同。
第三阶段:荷载增至极限,砌体内部分开裂严重的砖脱落或被压碎,最后导致砌体完全被破坏。此阶段一般不会像无筋砌体那样形成1/2砖的竖向小柱体而发生失稳破坏现象,砖的强度得以比较充分的发挥。
11、混合结构房屋的结构布置方案:
1纵墙承重方案
传递路线:板——梁(屋架)——纵墙——基础——地基。特点:房屋空间较大,平面布置比较灵活。但是由于纵墙上有大梁或屋架,纵墙承受的荷载较大,设置在纵墙上的门窗洞口大小和位置受到一定的限制,而且由于横墙数量较少,房屋的横向刚度较差,一般适用于单层厂房、仓库、酒店、食堂等
2横墙承重方案
传递路线:楼(屋)面板——横墙——基础——地基
特点:横墙数量多,间距小,房屋的横向刚度大,整体性好;由于纵墙是非承重墙,对纵墙上设置门窗洞口的限制较少,立面处理比较灵活。横墙承重适合于房间大小较固定的宿舍、住宅、旅馆等。
3纵横墙混合承重方案
竖向荷载的主要传递路线:楼(屋)面板——{梁——纵墙}——基础——地基
{横墙或纵墙} 特点;既可保证有灵活布置的房间,又具有较大的空间刚度和整体性,所以适用于办公楼教学楼、医院等。
4内框架承重方案 传递路线:
楼(屋)面板——梁——(外纵墙——外纵墙基础)——地基
{柱——柱基础
}
特点:平面布置灵活,有较大的使用空间,但横墙较少,房屋的空间刚度差。另外由于竖向承重构件材料不同,基础形式亦不同,因此施工较复杂,易引起地基不均匀沉降。内框架承重方案一般适用于多层工业厂房、仓库、商店等建筑。、房屋的空间工作:由于山墙或横墙的存在,改变了水平荷载的传递路线,使房屋有了空间作用。而且两端山墙的距离越近或增加越多的横墙,房屋的水平刚度越大,房屋的空间作用越大,即空间工作性能越好,则水平位移越小。
空间性能影响系数η越大,表明整房屋的水平位移与平面排架的位移越接近,即房屋的空间作用越小:反之,值越小,表明房屋的水平位移越小,即房屋的空间作用大。因此,η又称考虑空间作用后的位移这件系数。
13、房屋静力计算方案:(两个主要因素是屋盖刚度和横墙间距)
1刚性方案:当横墙间距小、楼盖或无盖水平刚度较大时,则房屋的空间刚度也较大,在水平荷载作用下,房屋的顶端水平位移很小,可以忽略不计,这类房屋称为刚性方案房屋。当房屋的空间性能影响系数η<0.33时,可以用此方法。2 弹性方案:当房屋的横墙间距较大,楼盖或屋盖水平刚度较小,则在水平荷载作用下,房屋顶端的水平位移很大,接近于平面结构体系,这类房屋称为弹性方案房屋。当
η>0.77时,可以采用此方案。3 刚弹性方案:房屋的空间刚度介于刚性方案和弹性方案之间,其楼盖或屋盖具有一定的水平刚度,横墙间距不太大,能起一定的空间作用,在水平荷载作用下,房屋顶端水平位移较弹性方案的水平位移小,但又不可忽略不计。当0.33≤ η ≤0.77时,可按刚弹性方案计算。
14、单层 刚性方案房屋设计计算假定:1纵墙、柱下端在基础顶面处固结,上端与屋面大梁(或屋架)铰接
2屋盖结构可作为纵墙上端的不动铰支座。
15、过梁:设置在门窗洞口顶部承受洞口上部一定范围内荷载的梁称为过梁。
16、过梁的荷载:一种是仅承受一定高度范围的墙体荷载,另一种是除承受墙体荷载外,还承受过梁计算高度范围内梁板传来的荷载。
17、墙体荷载:1对砖砌体,当过梁的墙体高度h小于L/3时,墙体荷载应按照墙体的均布自重采用,否则应按高度为L/3墙体的均布自重采用。2 对砌块砌体,当过梁上的墙体高度h小于 L/2 时,墙体荷载应按墙体的均布自重采用,否则应按高度为L/2墙体的均布自重采用。
18、过梁的破坏:过梁跨中截面因受弯承载力不足而破坏;过梁支座附近截面因受剪承载力不足,沿灰缝产生45°方向的阶梯形裂缝扩展而破坏;外墙端部因端部墙体宽度不够,引起水平灰缝的受剪承载力不足而发生支座滑动破坏。
19、圈梁:在砌体结构房屋中,沿砌体墙水平方向设置封闭状的按构造配筋的混凝土梁式结构,称为圈梁。位于房屋0.000以下基础顶面处设置的圈梁,称为地圈梁或基础圈梁。位于房屋檐口处的圈梁,称为檐口圈梁。
作用:在房屋的墙体中设置圈梁,可以增强房屋的整体性和空间刚度,防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。20、挑梁三种破坏形式;1抗倾覆力矩小于倾覆力矩而使挑梁绕其下表面与砌体外缘交点处稍向内移的一点转动发生倾覆破坏。2当压应力超过砌体的局部抗压强度时,挑梁下的砌体将发生局部受压破坏。3挑梁倾覆点附近由于正截面受弯承载力或斜截面受剪承载力不足引起弯曲破坏或剪切破坏。
砌体结构裂缝控制措施探讨 篇3
摘要:砌体结构出现裂缝是非常常见的一种质量问题,根据相关分析,砌体结构裂缝也是有一定的原因以及客观规律的。也就是说,砌体结构裂缝可以通过相应合理的应对措施来进行控制。本文根据砌体结构出现裂缝的原因,结合我国的当前国情并以实践施工为参考,提供一些砌体结构裂缝的控制措施,希望对相关人士有帮助。
关键词:砌体结构裂缝;控制措施;裂缝原因
引言
砌体结构出现裂缝,不但会影响建筑物的外观,裂缝大的砌体甚至会出现承载力下降的情况,影响到建筑物的安全使用,甚至导致出现坍塌事故,所以说,对砌体结构裂缝进行深入研究是很有必要的。砌体结构发生刘峰的原因有很多,包括地基设计的不合理引起的不均匀的沉降以及冻胀、建筑材料的选用不过关、或者是人为上的疏忽,为我们的生活带来莫大的潜在威胁。
一:砌体结构裂缝的类型及其产生的原因
(一):砌体结构裂缝的类型
引起砌体结构出现裂缝的原因有很多,如施工材料质量不合格、设计人员经验不足出现疏忽或者是地基不合理处理以及温度、干缩等原因都会导致砌体结构出现裂缝。根据实践分析,一般的来讲,可以将砌体结构裂缝分为温度裂缝、干缩裂缝以及由温度以及干缩共同作用而产生的砌体结构裂缝等几种类型。
(二):导致各类型砌体结构产生裂缝的原因
(1):温度裂缝
施工材料会受到外界温度的影响,从而产生热胀冷缩的变化,当在约束条件下的温度作用力足够大的情况下,砌体结构就会产生温度裂缝。
产生温度裂缝主要有以下两个原因:第一,表面温差较大。由于混凝土在硬化的过程中会放出大量的热导致混凝土内外的温差越来越大,此时,作用在混凝土表面的温度作用力逐渐增大,而混凝土的抗拉性能低下,最终导致砌体结构出现温度裂缝。这种温差一般只表现在混凝土表面,因此裂缝一般都发生在表明,内部结构依旧完整。第二,结构温差较大。当混凝土浇筑在桩基上的时候,受到外界的约束力,又没有采取一定措施降低,内部结构很容易出现温度裂缝,从而贯穿整体。
温度裂缝的形成一般情况下是无法避免的,我们所要注意的就是如何将温度的变化对砌体结构的影响控制在允许的范围之内,不至于影响到施工质量,从而保障人们的生命财产安全。
(2):干缩裂缝
水分的蒸发是引起干缩裂缝的最主要的一个原因,由于这种蒸发过程是由混凝土表面到内部的,湿度不均匀,产生的干缩变形也是不均匀的。
有很多因素都会导致砌体结构出现干缩裂缝:首先混凝土成型之后若对其养护不到位,受到阳光的暴晒之后,混凝土表面受温度影响较大,内部受温度影响变化较小,就会出现表面体积收缩大、内部收缩较小,从而导致内部结构对表面的拉应力变大,引起混凝土表面出现裂缝;第二,混凝土的水灰的配备比值过大,对其的早起养护不符合规定,一般的来说,单位用水量以及水泥用量多的混凝土的干缩变形比较大;第三,混凝土长期对方在户外,表面的温度以及湿度经常发生剧烈的变化,更容易导致砌体结构出现干缩裂缝。
影响砌体结构出现干缩裂缝的原因很复杂,若混凝土发生干缩变形并处于约束状态,同时,干缩的拉应力达到或者大于混凝土的抗拉性能,就会出现干缩裂缝。
(3):温度、干缩及其他裂缝
对于灰砂砖以及粉煤等砌体,也会存在由温度和干缩共同作用下的裂缝,一般来说,这种其他结构裂缝远比由温度、或干缩而产生的裂缝的后果要严重的多。另外,材料質量的不过关、施工质量差、违反施工流程或者是砌体强度达不到预期的标准等,都会导致砌体结构产生裂缝。若不对其加以控制,必然会导致墙体出现更为严重的危机。
二:砌体结构产生裂缝的相应措施
(一):防止温度裂缝的措施
要对砌体结构裂缝进行有效的控制,就要进行一次科学合理的预测,以保证其准确度。首先要根据国家的相关规定,并结合建筑物的实际情况设置伸缩缝,并要保证伸缩缝的合理性,才能够发挥其作用。其次,在建筑混凝土的时候,就浇筑就要开始进行测温,并及时的进行抹压和养护,浇筑完成后,合理的改正养护条件。最后,由于影响温度的因素是多方面的,对混凝土的养护也有季节性的不同,一般夏季用蓄水养护,而冬季则采用加盖草袋、海绵,等进行养护。拆膜之后要及时进行放风和保温措施,并及时回填土。
(二):预防干缩裂缝的措施
由于混凝土本身的特性,要想完全避免混凝土出现干缩变形基本是不可能的事情,而且造成砌体结构出现干缩裂缝的原因是各种各样的。所以说只要裂缝的宽度在允许的范围之内,都属于正常情况,不必太过担心。我们所能够做的就是采取适当的措施就是减少混凝土出现干缩变形,并能够控制干缩变形的宽度。
首先,可以选择额使用干缩性能较小的水泥,并合理的调整混凝土的水灰配备比值,同时尽量采用粗砂,适当的减小水灰比例可以增加混凝土的抗拉强度,能在一定程度上减少砌体结构裂缝的产生;其次,在施工的过程中要严格的掌握振捣方法,确保混凝土的密实性,同时要对其进行科学合理的养护,延迟干缩变形的发生。最后,合理的伸缩缝在很大程度上能够减小约束范围。经实践证明,上述的方法在很大程度上对混凝土发生干缩变形的情况都能够进行有效的控制。
(三):预防由于地基的不均匀沉降而引起的砌体结构裂缝的措施
若地基发生不均匀的沉降,沉降大的地方与沉降小的地方就会产生相应的作用力,当这种附加的力达到或超过砌体所能承受的力度时,砌体就会产生裂缝。要预防由地基的不均匀沉降引起的砌体结构裂缝,要做到以下几点:第一,在房屋外形复杂多变或砌体结构相差太远,就要设置沉降缝,此沉降缝要有一定的宽度,在就是施工的过程中要保持沉降缝内部的清洁,防止任何杂物掉落;第二,为能够适当对地基的不均匀沉降进行适当的控制,可以适当的提高砌体的抗剪能力。第三,加强地基检查工作,一旦发现任何不良地基,需要及时进行妥善处理,然后才能继续施工,以免为将来埋下隐患;第四,若必须要在刚度不同的地基上进行施工,就要事先对其进行精确的计算,减少地基不均匀沉降的情况,从而控制砌体结构裂缝的产生。
(三):砌体结构裂缝的处理措施
(1):针对建筑出现裂缝,不能给予对其进行处理,要先观察一段时间,在确认其裂缝已经处于稳定状态之后,再进行裂缝处理。待裂缝基本已经稳定之后,检查其周围有没有空鼓的情况,根据实际情况进行合理的处理。
(2):若砌体结构的裂缝数量不多,裂缝较细,且裂缝基本不会再继续扩大,可以采用灌浆加固法对其进行处理。而对灌浆加固的强度要事先进行试验,并确定其允许范围。根据以往是实践经验表明。采用灌浆加固法对砌体结构进行处理之后,其强度甚至能超过原有强度。
(3):对于老房子来说,以上的办法已经有些不适用了,如果墙体内部结构已经变得不平整或者有大面积空鼓的情况,要请专业技术人员对石膏板等进行重新处理,否则,墙体会经常出现开裂的情况。对待这种情况的砌体结构裂缝,业主要根据自己的经济状况选择合适的方式进行修补处理。
总结语
砌体结构产生裂缝不仅会影响房屋质量及其使用寿命。还给业主在感官上以及心理上都带来一定的影响,现实中有很多业主以墙体出现裂缝为由,将负责人告上法庭,为了避免这些情况的屡次发生,有效控制砌体结构裂缝的产生刻不容缓。砌体结构产生裂缝的原因是很复杂的,无法得到完全的根治,也无可避免,想要控制砌体结构产生裂缝,就要从预防上着手,各环节都要落实到位,从根本上控制砌体结构产生裂缝。
参考文献:
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[4] 李文峰,王曙光,苗启松,刘金龙.砌体结构加固及加层隔震模型的非线性数值模拟[J].土木工程学报.2014(S2)
砖砌体结构应用研究 篇4
关键词:建筑工程,无筋砌体,绿色建材
随着改革开放的不断深入, 国民经济得到持续发展, 国民基础设施建设也迈入了新的阶段, 在现代工程建设方面, 技术有了较大的提升, 新设备、新技术、新材料的应用, 施工进度、施工质量得到进一步提高, 为了满足不断发展、不断进步的施工需要, 在施工过程中, 砖砌体工程的发展对工程起到至关重要的作用。
砖砌体工程的特点是:历史悠久、使用量大、适应各种结构、拓展空间广阔。为了开发更新型的砖砌体, 研究砖砌体的这些特点至关重要。
1 历史悠久
砖砌体在我国使用广泛, 并且砖砌体结构在我国起源较早, 历史遗留下的诸多古建筑就是最好的佐证。诸如, 矗立了千年的万里长城, 就是世界史上最伟大的砖砌建筑结构;春秋战国大兴水利建设, 历经千年沧桑的都江堰就是秦代以来, 我国伟大的水利砖砌体工程;在距今1 400年前的安济桥, 就是世界史上最早的砖砌体拱桥, 并且安济桥还列入了世界土木工程里程碑的行列之中, 代表了我国古代杰出的砖砌体技术。对于这些灿烂而辉煌的砖砌体结构建筑, 我们值得自豪, 但与此同时我们要更多地去继承, 把优秀的砖砌体文化弘扬下去。解放以来, 我国在砖砌体结构方面, 取得了较大的发展, 尤其是在材料、技术等方面, 实现了现代化的发展。
各地本着因地制宜的原则, 根据当地特点选择适宜结构特点的材料进行砌体工程, 随着新材料的应用, 砖砌体中的页岩空心砖成为了砖砌体中的主要材料。
2 使用量大
我国自解放以来, 砖的产量逐年增加。据相关统计数据[3], 1980年全年的砖产量为1 600亿块, 1996年产砖量增长至6000亿块, 跻身为世界产砖量最多的国家。在我国, 诸如办公楼、民用住宅等基础建设工程, 多以砖砌体作为墙体的建材。我们都知道, 50年代, 这些基础建筑结构多少4层左右, 城市也不过在8层。而现在, 每年兴建的砖砌体建筑就大1亿平方米。就重庆市而言, 在1980年~1983年的三年间就形成了503万平方米的住宅面积。
3 适应各种结构
砖砌体结构应用广泛, 目前运用于各种建筑结构之中。诸如, 镇江市, 就建设高60m、内外径为4.78m和2.218m的砖砌体烟囱结构, 利用料石建设了高达80余米的排气塔;湖南省, 建设了高达12.4m、宽6.3m的砖砌体粮仓;福建省, 利用毛石建设了云霄至东山的大型向东渠, 并且岱渡槽就有25座, 形成了高12.4m、宽6.3m的砖砌体结构。此外, 我国致力于古代技术的发展, 在1959年建成的现代桥, 其石拱桥段的跨度达60m, 高约52m;而建设的湖南鸟巢和大桥, 其跨度更是达到120m。据相关统计, 我国现已建成的砖砌体石拱桥, 在100m以上的就达10座, 创造了诸多的世界纪录。
我国砖砌体充分吸收地震灾害的房屋建设经验。目前, 我国大部分的城市都设有6度以上的设防区。于是, 地震强度小于6度的情况下, 砖砌结构不会发生较大的结构损坏。随着现代技术的改进、设计的科学性, 在大于7度的区域, 仍建设有一定量的砖砌体建筑群。据相关统计, 我国在近10余年中, 大中城市实现了砖砌体建筑面积80亿[4]。
4 拓展空间广阔
1) 以前使用砖砌体的材料特点与状况
从近十年来看, 我国在砖块、河砂、煤矸石等建材上有较大的发展。我国1985年所建设的房屋结构, 多以砖块作为墙体结构, 在将近40年的发展进程中, 墙体的革新主要面向于砖砌体结构, 是实现建设现代化的关键方面。砖块的种类繁多, 且规格较繁杂, 就中小型的砖块使用最为普遍。目前, 在小型砖块的基础上, 又纷纷研发出结构强度大的具有装饰效果的砖砌块。
此外, 新编的《砌体结构设计规范》 (GB50003-2001) 就墙梁的设计, 尤其是地震区的设计, 要切实推广该结构形式的使用程度。同时, 基于多年来的研究, 砖砌体结构开始研发新型墙体材料, 尤其是在抗温、高稳定性方面, 近几年也有了较大的发展。
2) 未来砖砌体所要具备的特
其实, 砖体的材料成分复杂, 而砖石是最为传统的建材之一。基于几千年的发展, 砖石稳定的物理性能、便于生产和取材、廉价等的优越点, 其在几千年中都受到人们的青睐。不过, 在现代技术的背景下, 我国砖砌体材料也存在较大的缺陷, 诸如强度小、污染大、自重大等的技术短板, 所以砖砌体建筑结构在使用上缺乏较大的耐用性, 在抗震上缺乏稳定的性能。据此, 针对这些已有的问题, 笔者认为需要进行如下的工作改进。
(1) 节能环保型建材的研发
“绿色建材”的概念提出已有20余年, 在1992年的环境和发展的首脑会议上, 又通过了“21世纪议程”宣言, 标志着全球框架下可持续发展的进程。对于可持续而言, 旨在环境保护、协调人与自然的和谐相处、减小自然的消耗、实现废弃资源的循环使用等, 并把保护自然环境作为人类生存在的首要任务。
随着可持续发展战略的深入, 发达国家纷纷实施绿色建材计划, 并在取得了一定程度的进展。我国依托于1992年的首脑大会, 以江泽民为经济发展的总指导, 实现人与自然的和谐发展, 杜绝出现先污染后治理的发展倒库。与此同时, 大力推行科技创新, 针对绿色建材的研发, 以形成绿色和谐的建筑产业发展。
利用页岩生产多孔砖。我国资源丰富, 就页岩资源而言, 分布广泛, 储存量大。烧结页岩砖, 就实现了低消耗、高强度、外观美的砖体研发, 并且烧结页岩砖的强度达到了MU30, 可以较好地运用于清水墙体的堆砌, 据此, 页岩砖成为了建材的“宠儿”。
对于发展废渣轻型砼墙板, 具有较大的意义。该板是以粉煤灰为主料, 配以矿渣、炉渣等骨料, 并同时加入一定量的纤维和轻材料, 这样就可以较大程度的提高施工技术。
发展复合板墙和砖块。目前, 建筑材料还无法满足于即保温隔热又实现防水的高强度性能。这就说明, 我们需要大力发展复合型材料以形成多功能的墙体。诸如, 钢丝网水泥夹芯板, 就是良好的复合材料, 但从实际的施工效果来看, 在墙体龟裂处理上仍需改进。
对于复合砌块墙体材料而言, 是世界建材研发的方向, 诸如利用灰砂砌块或砼空心砌块与一种绝缘材料复合, 都可以较好的实现外墙体的需求。我国在该方面具有较好的基础, 主要的技术需要改进, 以适应绿色建材发展的需求。
(2) 研发高强砌体材料
就目前而言, 我国在砖砌材料的研发上, 与发达国家的差距较大, 尤其是在强度和稳定上比较欠缺。诸如, 粘土砖的强度只在8MPa左右;承重空心砖的空洞过大过多。在该方面, 发达国家的强度在45MPa, 承重空心砖的承重量达13k N每平方米。对于国外的优秀技术, 我国需要在配料、烧制等方面进行全面的改进, 以提高烧砖的质量, 满足现代建筑的建设需求。诸如, 太平洋砖厂, 就是立足于中美合资, 实现了页岩砖强度的80MPa。且基于页岩砖的高强度、高稳定性和色彩性, 其还广泛运用于装饰材料, 出口到各个国家运用于高档建筑的建设。其实, 高强度建材相对于低强度的建材, 在价格方面具有较大的差异。
基于当前的发展趋势来看, 为提高砖块的质量, 商品浆和干拌浆浆有较大的市场需求。而且干拌浆实现了加水搅拌即可的方便性, 具有较强的实用性。
(3) 强化砌体结构理论方面的研究
强化转体结构的理论研究, 是从本质上优化该领域发展的重要内容。在进一步的研究中, 我们发现, 在物理和数学的基础上, 建立科学而完善的砖砌体结构理论, 是世界砖砌体结构的研究课题。在此方面上, 我国具有较好的基础, 有一定深度的针对研究, 这对于后续研究工作奠定了基础。
参考文献
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[3]周玉琴, 等.浅谈新世纪“绿色建材”在国内外发展趋势.天津墙改办.墙改与节能, 1999 (2) .
砌体结构优缺点 篇5
1、砌体结构的主要优点是:
①容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石;砌块可以用工业废料──矿渣制作,来源方便,价格低廉。②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备,可以节省木材。新砌筑的砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工。在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施。
④砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,节能效果明显。所以既是较好的承重结构,也是较好的围护结构。
⑤当采用砌块或大型板材作墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产和施工。
2、砌体结构的缺点是:
①与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大。
②砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大。
关于砌体结构课程的教学探讨 篇6
【关键词】砌体结构;土木工程;课程教学;教学改革
为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的需要,2010年6月,中国工程院和教育部牵头,联合有关部门和行业协(学)会,启动实施“卓越工程师教育培养计划”,以促进我国高等工程教育的改革。该计划要求培养造就一大批创新能力强,适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。为了满足国家建设对土木工程卓越人才的迫切需求,有效的推动各高校土木工程专业卓越工程师教育培养计划的实施,促进高等学校土木工程专业教育改革[1],土木工程领域的各门专业课程进行了不同程度的教学改革研究,本文拟对砌体结构课程教学改革提出一些思考。
砌体结构有着悠久的历史,是我国应用广泛的结构形式之一。近年来为适应我国经济建设的可持续发展和墙体的材料的不断革新、建筑节能、环境保护以及提高建筑物抵抗自然灾害能力的需要,砌体结构的相关内容也在进行着一系列的更新。砌体结构课程作为土木工程专业的一门重要的专业课,通过对该课程的学习,使学生掌握砌体及其基本材料力学性能,掌握砌体结构设计的基本原理,能计算砌体结构构件承载力,掌握混合结构房屋的墙体设计方法和构造措施,为今后从事砌体结构的设计、施工打下基础。砌体结构课程对培养学生的工程实践能力和工程创新能力有着重要的作用。因此,对砌体结构课程的教学进行改革就变得十分重要。本文从砌体结构课程的特点出发,分析了以往的教学方法,根据自己的多年的教学经验,在此基础上提出了一些自己的思考,以便改进教学效果,达到卓越工程师培养要求。
一、砌体结构课程的特点
砌体结构课程的主要内容包括:砌体结构的材料,基本设计规定,无筋砌体构件和配筋砌体构件设计,墙、柱的构造措施,圈梁、过梁、墙梁和挑梁的设计,砌体结构构件抗震设计等。砌体结构课程有如下特点:
1. 砌體结构构件承载力计算中的系数比较多。例如:砌体强度设计值调整系数、砌体局部抗压强度提高系数、受压构件承载力影响系数、上部荷载的折减系数,梁端底面压应力图形的完整系数、垫块外砌体面积的有利影响系数、刚性垫块的影响系数等等,而这些系数在计算中往往又需要根据不同的情况采用不同的数值,这就容易让学生在学习中容易混淆,容易忽略,弄不清楚明白。
2. 砌体结构课程中的计算公式主要来源于试验数据。结构设计的公式常常是根据试验结果统计回归以后,给出的一个便于计算的式子。它不像我们学的数学、力学等有严密的逻辑推导过程,在公式的推导过程中让学生加深了对它的认识和理解。而砌体就是试验图表,然后根据图表给出了公式,这让学生记住公式相对来说要困难一些。
3.砌体结构构件有些比较抽象,内部布置难以理解。比如:配筋砖砌体构件、组合砖砌体构件、配筋砌块砌体构件中的钢筋的布置等等,这些对于学生来说比较抽象,很难在脑海中想象出它的实际布置情况,这就加大了我们在讲解这部分内容的难度。
4.砌体结构的构造内容比较多,比较繁琐,容易混淆。比如:网状配筋砖砌体的体积配筋率有最大值和最小值的要求,钢筋的间距有最大和最小的要求,圈梁和构造柱根据不同的情况其纵筋和箍筋的配筋要求也不同等等。这些要求都是工程中应该满足的最低要求,我们的计算结果必须符合这些要求,但是往往在学生的学习过程中被大家给忽略了。
二、砌体结构课程教学中存在的问题
砌体结构课程作为土木工程的专业课,已经存在了很多年。只是各个高校在课程设置上稍有区别,有的院校是把砌体结构课程和混凝土结构课程合并为混凝土和砌体结构课程,有的院校是把砌体结构课程单独设立的,但不管是哪种课程设置方式,砌体结构讲授的内容都是没有变的。它都是按照先材料性能、设计方法,然后到各种受力构件承载力计算,再到混合砌体结构的墙柱设计,最后是过梁、墙梁、挑梁及圈梁的设计。由于近年来地震比较活跃,工程经验和研究成果比较多,所以砌体结构中又加入了砌体抗震设计的内容。砌体结构课程头绪比较多,内容比较繁杂,传统的教学方式只是按顺序讲解各个部分,而各个部分的内容又是相对独立的,在学习的过程中学生就容易忽略各部分相互之间的联系,对所学的知识就容易遗忘,常常是学了后面忘了前面,不会前后联系加深记忆理解。另外传统的教学方法都是依据教材,通过板书和多媒体课件的方式按部就班的来进行讲授。对于对砌体结构没有形象认识的学生的来说,这种授课的方式让学生很难理解课堂中所讲授的内容。比如墙体中拉结钢筋的位置,构造柱马牙槎的砌筑等等,学生很难想象,当然也就更不容易理解了。但是如果我们在讲解这些内容之前,就让学生先对砌体结构有一个感性的认识,那么在后续的学习中,学生可能更容易理解课程内容。当然现在的多媒体课件也可以通过图片向学生展示各种砌体结构构件,这也有助于学生对课程内容的理解,但是图片毕竟不是实物,它没有实物那么形象、具体,不能象实际工程可以给人留下更深刻的印象。鉴于目前砌体教学中存在的这些问题,有必要对其进行改革。
三、砌体结构课程的教学思考
根据砌体结构课程的特点,总结以往教学中存在的问题,按照国家中长期人才培养计划的要求,提出了如下的一些教学思考。
1. 注重课程内容体系的整体性教学
砌体结构课程各个部分的内容看起来是相对独立的,但相互之间实质上是有联系的。砌体结构课程内容实质上是遵循设计的过程需要来进行的安排,比如砌体结构是由各种砌体构件组成的,砌体构件又是由各种砌体材料构成的,所以进行结构设计首先就需要先了解材料的性能,然后了解由这种材料所构成的构件的性能,最后才能弄明白由这些构件所构成的结构的性能。这就需要老师在教学中抓住这一主线进行各部分内容的衔接,注意前后知识的一个连续性,让学生在学习中知道前后知识之间的联系,并且通过例题讲解,习题练习训练,引导学生在做题的过程中,将前后各部分知识点联系起来灵活运用。这样不仅复习了以前的知识,而且加深了对各个知识点的理解运用。比如注册结构师资格考试题就是不错的练习题,因为这些考试题与实际联系紧密,学生比较感兴趣,而且每道试题涉及的知识点比较多,通过这些题的练习可以让学生熟悉相关知识的运用,而且能够把所学的不同知识点串联起来,有利于学生从整体上把握专业知识,加深专业知识在实际中的运用理解。
2. 加强课程的实践性教学
砌体结构是一门工程类的课程,它与工程实际是密不可分的,为了能很好的学习它,应该与工程实际相结合,加强学生对它的认知。在课程开始之初就应该安排学生进行砌体结构的认识实习,组织学生去施工现场参观,了解砌体结构的各个构件所处位置,留下一些更形象具体的认识。在讲解后续课程内容时,学生就可以和以前参观的工程实物相联系,这样更直观,更容易理解课程内容,对课程内容的理解也更深入,学习起来的兴趣也更大一些。在课程结束的时候,又可以组织学生去施工现场参观,这时就可以结合课程内容,對学生所学砌体结构课程内容做一个总结,让学生对所学课程知识有一个更全面更深入的理解,并能将所学的知识和实际工程相联系。
对砌体结构课程来说,实际工程的参观认识是非常重要的,它对课程学习的作用是不能替代的。进行现场参观后再课堂学习再现场参观,这是认识事物、了解事物、理解事物的一个过程,对学生认识砌体结构、理解砌体结构理论,应用砌体结构知识有着重要的帮助[2]。
3. 重视教师自身的不断学习
砌体结构既传统,又不断的焕发出新的活力。新型的墙体材料、新技术、新结构不断涌现,砌体结构设计计算理论也得到了不断的完善,形成了比较完整的具有中国特色的设计计算理论和应用体系。现行的《砌体结构设计规范》(GB5000.-2011)吸收了近年来的工程经验和研究成果,它的颁布和实施使中国砌体结构的设计水平有了新的提高。相应的砌体结构课程的内容就需要做出更新,这就需要老师不断的学习能够及时掌握新规范、新技术的内容,并且能按照新规范、新技术的内容对砌体的教学内容做出相应的修改,让学生能够尽快的获取最新的砌体结构的计算理论和设计方法,
四、结语
通过对以往教学方法的总结,根据自己多年的教学经验,本文提出了注重课程内容体系的整体性教学,加强课程的实践性教学,重视教师自身的不断学习等三个方面的教学改革。希望通过这些教学改革,能够让学生更好的掌握理论知识,并能将理论灵活的运用到实际工程中,让学生能够成为适应社会发展的工程技术人员,达到人才培养的要求。
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砌体结构裂缝问题分析 篇7
1 地基不均匀沉降产生的裂缝
1.1 八字斜裂缝
当建筑物较长时,会因建筑物中部沉降产生正弯矩,则在建筑底层两端的窗角出现正八字裂缝;而当两端沉降大于中间沉降时,产生负弯矩,两端向下沉,则在建筑底层两端窗角出现倒八字裂缝。裂缝随沉降的发展,可以达到沉降平衡。为判断沉降是否停止,可在裂缝处贴石膏饼观察。
1.2 单侧斜裂缝
一栋旧建筑物旁边建起一栋新建筑时,如果新建筑较大又与旧建筑相邻间距较小,就会对旧建筑的基础产生影响,特别是旧建筑靠新建筑一侧的地基土产生沉降,使在这一侧的墙角、窗角处出现单向斜裂缝。而一个建筑一边高另一边低时,也会因沉降不均,在高低楼连接处靠低楼一侧的底层窗口对角出现斜裂缝。
1.3 水平裂缝和竖向裂缝
建筑窗洞口过大时,会对基础的不均匀沉降敏感。在不均匀沉降过程中,窗间墙的上下两对角可同时出现水平裂缝,且裂缝越靠近窗口越宽;而建筑底层窗下竖向裂缝,往往因窗间墙下基础的沉降大于窗台墙下基础的沉降,才使窗台墙产生反向弯曲变形,出现窗台下中间部位产生竖向裂缝。
2 温度变形裂缝
建筑物受气候和温度的影响,钢筋混凝土构件和砌体的热胀冷缩都会产生应力变化。当砌体无法抵挡膨胀和收缩应力时,就会出现不同形式的裂缝。温度裂缝多数发生在施工当年或隔年,裂缝程度冬季比夏季严重。
2.1 八字斜裂缝
由于砌体的线膨胀系数与混凝土的线膨胀系数不同,钢筋混凝土的线膨胀系数大于砌体的线膨胀系数,所以,屋盖与墙之间存在较大温度差。特别是平屋顶容易受到温度变化影响。当屋盖的热胀冷缩变形较大时,建筑两端顶层窗口会出现裂缝,大多数为对称裂缝。当屋盖下砌体顶部产生剪应力时,砌体中则形成拉应力,多个拉应力超过砌体的抗拉强度时,纵墙顶层两端窗口产生正八字裂缝;反之,在寒冷地区还可因屋盖遇冷产生较大收缩,此时在纵墙顶层两端窗口产生反向八字裂缝。这些裂缝特点为建筑两端明显,顶层明显,阳面明显。另外一些建筑竣工后无采暖或不及时采暖,也会因砌体收缩产生斜裂缝。
2.2 水平裂缝
当屋面受热膨胀,其变形受到墙体约束时,屋面框架梁对墙体顶端产生水平推力,平屋顶下或屋顶圈梁下出现水平裂缝(见图2),有时楼角处形成包角裂缝(见图3),裂缝基本沿外墙顶部分布,两端较重,中间较轻;两端及包角裂缝较宽,中部裂缝较窄;两端包角裂缝连续,中间裂缝间断。女儿墙和混凝土梁顶端也常见此种裂缝。
另外,当顶层屋面高低错落不在同一平面时,就会出现一侧屋面与另一个房间外墙相连的情况。这一侧的顶层屋面框架梁受热膨胀时,所产生的水平推力会导致墙体产生水平裂缝(见图4)。
2.3 竖向裂缝
竖向裂缝多发在北方,受寒冷因素影响。如果建筑物长度大又未设伸缩缝,如果是未完工程越冬,都可能在房屋檐口下或局部或普遍出现竖向裂缝;在底层窗台下出现间距较均匀的竖向裂缝;而现浇混凝土过梁的梁两端也易产生竖向或斜向裂缝。
3 荷载裂缝
荷载裂缝普遍来自于施工或设计。当墙体的承载能力不能满足其压力、剪力、拉力的作用时,就会以裂缝形式呈现。多见墙身轴心受压或小偏心受压等。
3.1 斜裂缝
当窗间墙荷载较大时,荷载沿窗洞口边缘扩散,既在窗洞口下角产生剪应力,使砌体在窗洞口斜角方向裂开,其形式为下角严重,上角轻。
3.2 竖向裂缝
当墙体受到轴心压力或小偏心压力时,裂缝在墙体或柱子下部分出现竖向裂缝,裂缝中间宽,两头窄,而各个裂缝宽窄不均。有时过梁因受荷载产生挠度,梁端支承处砌体局部受压,导致砌体在梁端处出现竖向裂缝。
3.3 阶梯状裂缝
当混凝土构件梁支承在砌体上,由于梁端应力集中,砌体局部产生过大压应力,这种应力在砌体支承面下一定范围内超过砌体本身的抗拉强度,致使砌体产生阶梯形裂缝,多见混凝土小型砌块。
4 其他原因裂缝
建筑上的裂缝类型很多,就砌体裂缝来说除上述情况外,还有砌体材料本身的问题,施工及装饰等带来的裂缝问题。
4.1 材料问题裂缝
材料本身的问题大多出现在水泥制品的实心砖和空心砌块方面。如:灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土小砌块及轻集料混凝土砌块等。这些墙体材料由于水泥的水化和材料含水的原因,干燥收缩较大。特别是砌筑使用了养护龄期不足的块材、被雨水淋湿的块材、墙体材料淋水较多等情况时,砌体更容易出现干燥收缩裂缝。所以对于这类材料砌筑的墙体,不要急于抹灰,应让其充分干燥,避开自身收缩阶段。在城市建筑中多数为框架结构,填充墙多数使用轻集料空心砌块,而农村多使用混凝土小砌块。据资料显示,这些砌块在28 d养护后干缩变形在50%~60%左右,而这种干缩可以持续几年。
这类裂缝多发于砌体和混凝土梁、柱等构件的交接面,也可出现在砌体的某些匹段之间。这类干缩裂缝分布较广、数量较多、裂缝程度相似。但是还要根据裂缝的位置和施工的气候温度以及裂缝的时间等不同情况分析判断。
4.2 施工问题裂缝
施工前应对所用砌体材料质量进行检查。如:外观、尺寸偏差及检测报告中各项指标;对所进场的材料合理堆放并做好排水和防雨措施等,为材料的砌筑把好第一关。在墙体的砌筑中,应按不同材料的砌筑方法施工,如:填充墙顶一匹砖应采用斜砌法。严格控制断、裂、缺棱掉角材料的使用。砌筑中往往对砌筑砂浆不够重视,砂浆的流动性不稳定,强度忽高忽低;砌筑中砂浆厚度薄厚不均等都是容易诱发砌体产生裂缝的因素,特别是当填充墙砌块含水较大又砂浆稠度过大时,更容易产生砌体裂缝。例如:一个小区的十一层框架结构住宅楼,外墙外保温贴瓷砖。居民反映墙上有裂缝且楼内经常有动静(咔咔响),特别是夜间更甚。观察走访多栋楼,普遍存在外墙瓷砖开裂现象,山墙更为严重。究其原因是砌筑时砌体整体含水较大。这栋楼房当年施工又当年竣工,砌体完工后急于做外保温和贴瓷砖,墙体没有干燥过程,砌体整体的干燥收缩不仅使墙体开裂也破坏保温层,最后反映在瓷砖面层出现裂缝(见图5)。
另外,对开间过大的砌体,按规范规定应设置墙体构造柱;在墙体的特殊位置或砌块搭接长度不满足时,应在灰缝中增设拉结筋或金属网。还应该注意完工后对预留的施工墙洞口、窗洞口的修复,以此控制砌体开裂。
4.3 其他原因的裂缝
引起砌体产生裂缝的原因很复杂,其中不正确装修,也会导致墙体开裂。如:在完工的墙面上凿电线沟、新开洞口、削薄部分墙体、空心砌块墙面挂重物等。
因受震动影响,也会对房屋砌体造成破坏。如:修路时,混凝土平板振动器会使原有的路边建筑受到震动;大型重载车辆在一段时间连续通过,会使路边建筑受到震动。在上述情况下,一些年久建筑、浅地基平房都会因受到震波影响而出现墙体裂缝。这些裂缝在外墙和窗下墙较严重,基本为竖向裂缝(见图6)。
因受外来水淹泡,导致建筑产生沉降和冻胀而出现的墙体裂缝也屡见不鲜,这些裂缝形式往往数量多、竖向裂缝多、裂缝宽度大,裂缝完全贯穿并很有可能致建筑成为危房。
总之。导致砌体结构裂缝的原因非常多,也比较复杂。有时裂缝来自于单向因素,而许多情况下属多种原因共同作用。在鉴定中我们采用先了解外因,再勘察裂缝,找出原因。又根据设计图纸要求和规范规定确定裂缝程度。在勘察裂缝时要注意裂缝位置、方向、形状、长度、宽度和发展趋势。只要正确判断产生裂缝的原因,就能够准确地提供治理方案。
摘要:在建筑结构中砌体结构裂缝问题比较常见,通过司法鉴定总结出如何勘察裂缝状态,准确判断裂缝原因,为控制裂缝和修补裂缝提供前提条件。
关键词:建筑工程司法鉴定,砌体,裂缝,分析
参考文献
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[3]束必清.砌体结构墙体变形裂缝成因及防治措施[J].砖瓦,2008.
砌体结构裂缝的探析 篇8
关键词:砌体结构,裂缝,成因,预防
砌体结构多层砖房开裂现象比较常见,房屋建成后通过一段时间的使用,墙体时常会产生不同程度的裂缝,裂缝的形态有斜缝,垂直裂缝,水平裂缝,八字裂缝等,有的裂缝由小变大,发展很快。它影响了建筑的功能和美观,严重的导致结构安全度降低,抗震性能差。因此防止砖墙开裂十分重要,但裂缝产生的原因较复杂,近几年来通过对一些砌体结构多层砖房的裂缝进行考察、分析、研究,对如何防止墙体裂缝,主要从以下几方面进行探析,并提出相应措施。
1 裂缝的类型及成因
为便于分析,把砌体裂缝分为受力裂缝和非受力裂缝两大类,由于各种直接荷载作用下结构产生的裂缝称为受力裂缝;由于砌体因干缩变形、热胀冷缩、地基不均匀沉陷等原因引起的裂缝是非受力裂缝,也称变形裂缝。其中在房屋使用中受力裂缝相对少见,而大多是变形裂缝。
1.1 受力裂缝
受力裂缝的产生主要是砌体结构设计中墙体在外荷载作用下的承载力没达到规范所要求的强度,墙体由于外荷载产生的内应力超过了墙体自身可承受的极限而开裂。受力破坏形式基本上分为受压、受拉、受弯和受剪破坏:受拉破坏时裂缝呈竖向平行分布,受拉破坏时可分为沿齿缝开裂和沿墙面垂直开裂。当砖块的强度等级较高而砂浆的强度较低时,砖体的抗拉强度大于该切向的粘结强度,砌体沿着与砂浆的交接面处形成齿状裂缝,砌体开裂破坏;当砖块的抗拉强度较低而砂浆的强度较高时,易形成自上而下贯穿墙体的垂直裂缝,墙体开裂破坏;砌体受弯破坏时裂缝的形式与受拉相似。砌体受力破坏往往产生在最薄弱处或是局部受压处。
1.2 非受力裂缝
非受力裂缝又分为温度裂缝、基础不均匀沉降裂缝和干缩变形裂缝以及施工等因素造成的裂缝。
1)砌体裂缝中温度裂缝最为常见,温度的变化会引起材料的热胀、冷缩,当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时,墙体就会产生温度裂缝。最常见的裂缝是在混凝土平屋盖房屋顶层两端的墙体上,如在门窗洞边的正八字斜裂缝,平屋顶下或屋顶圈梁下沿砖(块)灰缝的水平裂缝以及水平包角裂缝(包括女儿墙)。导致平屋顶温度裂缝的原因是顶板的温度比其下的墙体高得多,而混凝土顶板的线胀系数又比砖砌体大得多,故顶板和墙体间的变形差,在墙体中产生很大的拉力和剪力。剪应力在墙体内的分布为两端附近较大,中间渐小,顶层大,下部小。温度裂缝是造成墙体早期裂缝的主要原因。这些裂缝一般经过一个或几个冬夏之后才逐渐稳定,不再继续发展,裂缝的宽度随着温度变化而略有变化。
2)地基沉降的原因是多种多样的,由于地基沉降差异引起的裂缝多为斜裂缝,此类裂缝一般情况下裂而不鼓,往往贯通到基础。尤其对于软土地基和湿陷性黄土地基,当地基处理不当时,很容易在底层墙体产生斜向裂缝和窗下墙竖向裂缝。在房屋纵横墙地基不均匀沉降的情况下,将使墙体承受较大的剪切力,当结构刚度稍差、施工质量和材料强度不能满足要求时,会导致墙体开裂。另外,当房屋层数相差较多而没有设置沉降缝时,容易在交接部位产生竖向裂缝,当沉降缝设置数量或位置不当时也容易产生沉降裂缝,这些裂缝常伴有较大的地基不均匀下沉。
3)干缩裂缝产生的原因与砌块材料有关。烧结黏土砖,其干缩变形很小,且变形完成比较快。只要不使用新出窑的砖,一般不考虑砌体本身的干缩变形引起的附加应力。但这类砌体在潮湿情况下会产生较大的湿胀,而且这种不可逆的湿胀变形是干缩裂缝的原因之一。砌块、灰砂砖、粉煤灰砖等砌体,随着含水量的降低,材料会产生较大的干缩变形。干缩变形对砌体影响很大,轻骨料块体砌体的干缩变形更大。干缩变形的特征是早期发展比较快,如砌块出窑后放置28 d能完成50%左右的干缩变形,以后逐步变慢,几年后材料才能停止干缩。但是干缩后的材料受湿后仍会发生膨胀,脱水后材料会再次发生干缩变形,但其干缩率有所减小,约为第一次的80%。这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多、裂缝的程度也比较严重。如房屋内外纵墙中间对称分布的倒八字裂缝;在建筑底部1层~2层窗台边出现的斜裂缝或竖向裂缝;在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝;在大片墙面上出现的底部重、上部较轻的竖向裂缝。
4)施工因素。施工速度过快,有的一周一层,甚至更快,此时砌体的强度尚未达到设计强度,且地基快速变形,土应力调整滞后,使地基土过早产生不均匀沉降。导致在砌体内部已产生过大的初始应力和应变,形成潜在的裂缝因子,主体完工装修,居民入户后,进一步加载,裂缝因子发生作用,导致墙体开裂;砂浆强度不符合要求,如砂子含泥量较大,不均匀,不严格计量,配合比不准,甚至根本未采用施工现场材料进行试配,由实验室来确定配合比。仅依据某些资料提供的参考配合比施工;砂浆未充分搅拌,和易性差,操作时,饱满度不够,水平灰缝厚度不均匀,造成砌体强度下降;夏季施工砖缺乏泅水,水分过早被吸收,水泥水化反应不足。在冬季,砖内吸收水分,未注意砌体蓄热保温,导致发生冻胀,严重时产生冻胀裂缝;施工工艺错误,砌体施工缝处留直,甚至阴槎。浇筑构造柱时,外檐墙无支顶,由于流动状混凝土的侧压力造成外墙向外倾斜,形成窗洞口下角部水平裂缝。
2 裂缝的预防
2.1 从设计入手
合理设置沉降缝。在房屋体型复杂,拐角、交叉处,特别是高度相差大时均应设沉降缝。沉降缝应从基础开始分开,且须有足够的宽度。相邻建筑物间基础应留有一定间隙,同时应计算相邻基础应力叠加时产生的沉降量,使该沉降量与整个建筑物沉降量相同。地基承载力计算时,应认真进行不利荷载组合。认真验算砌体强度、验算砌体局部承压,当局部承压不足时应作相应处理。对较长的房屋,其顶层的房屋端开间应加强刚度,在内纵墙设置构造柱,并做配筋砌体,以提高抗剪能力。在底层窗口下3皮~5皮砖缝内增设通长钢筋。顶层房屋要加强砖墙砌体的整体强度,顶层砖和砂浆要选用与底层一样的标号。做好屋面保温层设计。
2.2 施工措施
1)严格按施工规范、操作规程施工。2)施工速度要合理,施工速度过快时,砌体的强度尚未达到设计强度,由于地基快速变形,土应力调整滞后,使地基土过早产生不均匀沉降,导致在砌体内部已产生过大的初始应力和应变,形成潜在的裂缝条件,导致后期使用中墙体开裂。3)保证砌筑用砖和砂浆强度等级达到设计要求,水平灰缝砂浆饱满,以确保砌体承载能力。4)组砌符合要求,砌体施工缝规范留置,保证砌体的整体性。
2.3 防止因使用不当引起的墙体裂缝
房屋装修或改变房屋用途时,应征求原设计人员意见,对承重构件不得随意破坏,装修楼地面时荷载不应超过设计值;使用中,活载不应过于集中;房屋超过结构合理使用年限时,应委托相关单位进行鉴定。
3 结语
砌体裂缝因温差和施工因素产生的较普遍,而以沉降、超载致裂的危害较大,但其危害性和处理方法也不能一概而论,通过对温度裂缝、地基不均匀沉降裂缝的分析,提出了一些控制措施,对具体工程,应该具体分析,结合实际,采用不同的控制方法,来达到较好的效果。
参考文献
[1]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[2]黄正华,葛庆文.房屋常见砌体裂缝的鉴别与处理[J].山西建筑,2008,34(28):153-154.
《砌体结构施工》考试质量分析 篇9
1. 考核 学 生 对 砌 体 结 构 工 程 施 工 基 本 技 能 的 理 解 和 应 用。
本次考试对象为2013级学习《砌体结构工程施工》课程的学生, 试题考核学生对砌体结构工程施工基本技能的理解和应用, 旨在考查学生对砖砌体施工和砌块砌体施工技术技能的掌握程度,同时提高本课程教学效率,促进学生砖砌体施工和砌块砌体施工技术技能的有效提高。
2.试题考核砖砌体施工和砌块砌体施工技术 , 重难点突 出,难度偏难。
考试内容为砖砌体施工和砌块砌体施工技术, 是本课程教学重点,是学生必须掌握的技能。试题考核内容重点在对砖砌体施工和砌块砌体施工技术基本概念理解及技能的应用, 重点突出, 反映学生对施砖砌体施工和砌块砌体施工技术技能的掌握程度。试题覆盖面较广,难度偏难。
二、考试质量分析及反映的问题
1.试卷分值分配情况 。
本次考试试卷分值分配具体如下:第一题填空题20分,第二题判断题共10分,第三题单项选择题共10分,第四题多项选择题共10分,第五题案例题50分。分值分配考虑了题目的难度及合理性。
2.年级各班成绩状况 。
从年级分数分析表中显示的数据来看,501、503考试成绩总体上符合正态分布,502成绩分布曲线不合理, 成绩良莠不齐,差别甚大。501、502、503平均成绩分别为67、60、68。503班最优秀,平均分为68;参考的同学中,80~89的有3人,502班考试不理想,共有28人不及格,不及格率为41.8%,502班学生成绩离散较大。
3.反映出的问题 。
(1)学生学习态度有待端正
从这3个班级的考试成绩来看,本次考试成绩好的学生都是学习态度认真的学生,上课认真听讲,积极完成老师布置的作业。从考试情况来看,部分学生态度不够认真,如砌块砌体剪力墙施工在复习课上进行了较为详细的复习, 仍有相当一部分学生一分未得。
(2)试卷偏难
试卷难度较大,特别是多项选择题,大部分学生失分甚多,10分的题目,相当部分同学得0分,反映出学生对基础知识的理解和应用存在较大问题。
(3)老师应注重学生技能指导和练习
由于学生基础较为薄弱,理解和动手能力不是很强,只进行课堂上讲授难以掌握所学技能, 特别是学生难以理解和掌握的难点应加强指导和练习,使学生掌握相关技能。
三、改进的建议
1.加强师生对该课程重要性的认识 。
砌体结构工程施工是建筑专业学生比较重要的专业技能之一,应认识到学好本课程对工作和发展不无裨益。
2.加强学生技能指导和练习 ,培养学生动手能力 。
在注重理论教学的同时,应加强实践环节,让学生多进行技能训练,反复练习,提高动手能力。由于学生基础较为薄弱, 理解和动手能力不是很强,特别是对知识的理解,只在课堂上讲授难以掌握, 应对学生难以理解和掌握的难点加强指导和练习,使学生掌握相关技能。
3.端正学生学习态度 。
砌体结构中挑梁设计探讨 篇10
经调查我国的村镇中的民宅, 大多采用砌体结构。砌体结构中几乎一半以上均具有悬挑梁, 作为走廊和雨篷和挑檐等用途。悬挑构件一般均采用钢筋混凝土, 悬挑伸长度大多在1.2m以内。悬挑梁断面尺寸一般为宽240mm左右, 高为300mm ~ 450mm, 且多为变截面梁根部截面高度大, 端部截面高度小;对于悬挑梁承受荷载, 一般均为板传来的荷载 (板的恒载:自重, 板的活载:楼面活荷载) ;在村镇中常见屋盖与其下的墙体的连接处设置钢筋混凝土挑梁, 使屋盖挑出。梁底的承重砖墙常常由于局部受压导致承载力不足, 产生局部压碎等。个别挑梁由于设计和施工及材料的缺陷, 在抗倾覆和抗震方面达不到现行规范的要求, 影响房屋的安全性, 地震时很可能产生倒塌破坏。
2 钢筋混凝土挑梁设计
钢筋混凝土挑梁在设计时应满足抗倾覆、抗弯、抗剪承载力要求, 以及正常使用极限状态要求同时挑梁下砌体还应满足局压承载力要求。
2.1对于承载能力极限状态设计
1) 抗倾覆承载力设计[1]:
上式中Mov为挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩, Mr为挑梁的抗倾覆力矩设计值;
2) 抗弯、抗剪承载力设计:
上式中Mmax为挑梁的最大弯矩设计值;Vmax为挑梁的最大剪力设计值;V0为挑梁的荷载设计值在挑梁墙体外边缘截面产生的剪力;Mu为挑梁的抗弯承载力设计值, 按现行混凝土结构设计规范计算;Vu为挑梁的抗剪承载力设计值, 按现行混凝土结构设计规范计算;
3) 挑梁下砌体局部受压承载力验算:
上式中Nl为挑梁下的支承压力, 可取Nl=2R , R为挑梁的倾覆荷载设计值;η为梁端底面压应力图形的完整系数, 可取0.7;γ为砌体局部抗压强度提高系数;Al为挑梁下砌体局部受压面积, 可取, b为挑梁的截面宽度, hb为挑梁的截面高度。
2.2 对于正常使用极限状态设计
通常情况下挑梁应满足裂缝宽度和挠度要求。
1) 裂缝宽度可按下式验算
上式中σsq为指按荷载准永久组合下, 计算的混凝土构件裂缝截面处纵向受拉钢筋的应力;cs为最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离 (mm) , 当cs小于20时, 取cs为20;当cs大于65时, 取cs为65;ρte为按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率;在最大裂缝宽度计算中, 当ρte小于0.01时, 取ρte为0.01;dep为受拉区纵向钢筋的等效直径 (mm) ;αcr为构件受力特征系数;ωlim为最大裂缝宽度限值, 对于一般室外环境取0.2mm。
2) 挑梁挠度验算
上式中C为与荷载形式、支撑条件有关的系数, 例如, 承受均布荷载的简支梁; l为梁的计算跨度; B为梁的截面抗弯刚度, 其物理意义就是欲使截面产生单位转角所需施加的弯矩;flim为挠度限值, 按现行混凝土结构设计规范计算。
除了上述要求, 挑梁还应满足现行《砌体结构设计规范》GB50003-2011 中有关挑梁的构造要求。
另外, 当建筑位于9 度和9 度以上的抗震设防区时[2], 1.5m以上的悬挑阳台和走廊应考虑竖向地震作用;8度时, 2m以上的悬挑阳台和走廊应考虑竖向地震作用。
3 结语
砌体结构是当前我国广大城镇和农村地区采用的最多的结构形式, 钢筋混凝土挑梁在砌体结构中应用非常普遍, 由于村镇建筑在施工时很多都采用小的施工队, 施工技术差, 大多没有施工图, 而是凭经验施工, 所以房屋质量不能得到保障。特别是对挑梁等悬挑构件[3], 一旦出现倾覆破坏则后果严重。所以在设计过程中应留有足够的安全储备, 满足其承载力要求和正常使用要求, 保证砌体结构中挑梁的安全性、适用性和耐久性。
参考文献
[1]GB50003-2011, 砌体结构设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2012.
[2]GB50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].中国建筑工业出版社, 2010.
砖混结构砌体裂缝的成因与防治 篇11
1.砖砌体裂缝形成的原因
1.1地质不均产生的沉降裂缝
(1)长条形建筑的下部纵墙上常会产生八字形裂缝或单方向斜裂缝,下部缝宽较大,向上逐渐缩小,它是由于地基局部软弱,产生不均匀沉降,使墙体承受较大的剪力,造成砌体受主拉应力的破坏,裂缝往往由下沉小的一边向下沉大的一边逐渐向上发展。(2)水平裂缝一般在窗间墙两对角处成对出现,它是由于地基不均匀沉降或沉降裂缝处理不当,沉降单元上部受到阻力,使窗间墙受到较大的水平剪力而产生的。(3)竖向裂缝一般出现在纵墙中央的顶部和底部窗台处,是墙体两端沉降值较大中间沉降值较小的原因,如窗间墙承受荷载后,窗间墙起反梁作用,特别是较大的窗口的窗间墙上承受较大集中荷载,窗台墙因反向变形过大而开裂。此外,若地基设在冻土层上,由于冻涨作用而使窗台处发生裂缝。
1.2墙体的刚度、强度不足引起的裂缝
(1)水平裂缝出在窗间墙的中部或大梁底部处,窗间墙的中部水平裂缝主要是由于横墙间距过大,造成窗间墙高厚比值超过允许值,致使窗间墙刚度不足,产生出墙面弯曲,在弯曲长度的中点产生水平裂缝,多数是由于大梁支座截面荷载偏心距过大,使远离偏心力一侧,出现很大的拉应力,往往超过砌体同侧截面的弯曲抗拉强度的RW值,因而出现水平裂缝。(2)竖向裂缝常出现于大梁支座处墙或墙根部。在墙体刚度满足的情况下砌体受荷载作用破坏的原因是墙体轴心受压或偏心受压破坏。竖向缝的发展是从单块砖的断裂开始,继而竖向裂缝的连续过四皮砖,并且裂缝条数逐渐增加。当墙面两侧出现竖向裂缝时为轴心受压破坏,当墙面一侧出现竖向裂缝时则为偏心受压破坏。
1.3温度变化引起的裂缝
(1)在顶层纵墙的两端常发生八字型裂缝,由于砖混结构中钢筋混凝土的温度线膨胀系数与砖砌体的膨胀系数两者相差距2.4倍;而钢筋混凝土的吸热能力比砖砌体强,两者的变形差和温度差造成温度裂缝。(2)水平裂缝一般发生在顶层屋面檐下或顶层圈梁架下2-3层砖的灰缝处。它是由于墙体的热胀冷缩作用在墙体平面外的反映。一是由于屋盖与墙体的伸缩变形不一致,二是由于屋面板对圈梁的推挤作用使得顶层圈梁2-3层砖出现水平裂缝。
1.4房屋平面、立面型体布置不当造成的裂缝
(1)当屋顶不等高且未设沉降缝时,房屋高层和底层相边接的部分,因地基荷载分布不均匀就会产生裂缝。(2)当体型高低相差悬殊的房屋相邻而建时,低小房屋在临近高大房屋一端的墙上产生向高大房屋升高斜裂缝,当低小建筑先建造时,裂缝则更加严重,这是由于低小房屋受到相邻高大房屋地基沉降的影响。(3)当建筑平面形状凹凸不规划而地基和荷载分布不均匀时,凹外两方向墙基下地基附加应力相重迭,沉降较多。
1.5砖砌体质量及施工质量对裂缝的影响
砌体质量低劣是墙体开裂的内在原因,建筑材料,如红砖不足标号强度,外形翘曲,水泥质量不合格等,施工操作不按规程办事,砂浆饱满度低,砖砌排列不合理等均对砌体强度有不利的影响,顶层大量使用半砖砌体,会使墙体通缝太多,对顶层墙体抵抗温度变形极为不利。
2.砖砌体裂缝防治的几项措施
通过以上对砖砌体裂缝形成原因的介绍,可以看出在不同的条件下很容易形成不同形式的裂缝,而且会造成不同程度的影响,因此如何防止裂缝的发生是一项不容乎视的问题。我们应从以下四方面做起。
2.1地质勘探方面
对建筑场地的地基应进行详细调查,了解场地的历史演变,是否存在古墓、暗井、沙地,对已有建筑物的基础类型使用状况及其它地质材料进行必要而充分的地质勘探,彻底弄清地质条件。及时配合施工单位、设计单位处理施工中发现的不良地质问题。
2.2设计方面
(1)尽可能使建筑平面、立面体型简单、尽量避免高差悬殊,荷载不均匀出现的沉降,避免建筑物转折多结构整体刚度差,房屋的长高比例不宜太大,一般应控制在2.5-3.0米之间。若长度过长应设置伸缩缝。(2)相邻建筑物之间必须留出一定的距离,以保证地基中附加应力不致扩散和相互影响,如两建筑必须彼连而建,在高低或荷载不同的部位应设置沉降缝。(3)改变顶层多孔板灌缝材料和粘缝方法。即所有多孔板纵缝,均采用水泥砂浆或细石混凝土灌缝隙;多孔板端缝。外纵墙和内纵墙近力多孔板边缝均应采用油膏嵌缝,避免屋盖产生集中的温度变形和温度应力。(4)增加墙的厚度,使圈梁构造柱不再暴露大气中即有利于防止温度裂缝,改善了房屋的保温、隔热、隔音条件,同时还大大增加了房屋的抗震能力。(5)增加必要的构造措施:首先顶层及各层应按规定结合所搞建筑的类型设置圈梁,在规范规定部位设置构造柱,构造柱不应小于240㎜×240㎜,钢筋不应小于4?准14,箍筋不小于Φ6@25O,构造柱留设马槎每500㎜高预埋2Φ6接结筋,外伸长度不小于500㎜。第二,窗间墙宽度不小于1000㎜,边垛不小于1500㎜。搁置大梁的墙上为防止局部承压不足和偏心受压在梁支座下面留置钢筋混凝土整块。最后为防止底层窗台墙上出现竖向裂缝,可在底层窗台中配置通长的细钢筋:宽大窗口下部应设混凝土梁或砌反砖旋,以适应窗台墙和梁作用的变形。屋面多孔板在灌缝前,应沿房屋纵向板缝布Φ8通长钢筋,加强房屋的整体性能。
2.3施工方面的技术措施
(1)严格按照施工规范的规定进行施工。先建房屋的重高部分,后建轻低部分;先建主体建筑,后建附属建筑。(2)对于活荷载较大的建筑,有条件时在施工前应先堆截预压,减少房屋建成后的地基初期沉降速率和最后沉降量,保证房屋均匀沉降。要注意基础开挖、打桩、井点降水对附近建筑物的影响。(3)加哟地基探槽的保护工作。基槽开挖后要进行验槽,待探出的软弱部位加固处理后方可进行基础施工。(4)要保证砌体施工质量,必须严格把好原材料的质量关。砌筑砂浆的水泥要有合格证书,其标号和安定性要做试验确定。红砖要作抗压、抗折试验,上墙砖含水率应当控制在10%-15%。砖砌体应上下错缝,内外衔接,灰缝处应同时砌筑,不能同时砌筑的临时间断处应砌成斜槎,斜槎长度不应小于高度的三分之二。抗震设防地区临时间断处不得留直槎,非设防区除转角处外可留直槎,应设拉筋并做阳槎。
2.4使用和管理方面措施
根据房屋用途,合理控制加载速度和加载范围是不可省略的一项内容。尤其对活荷载较大的粮仓等,应尽量避免大量而快速、集中加載、控制地基早期沉降,严禁改变房屋使用功能和在墙体上开凿窗洞口、避免超载使用,破坏结构,消弱墙体承载能力和水平抗剪能力。
通过对建筑物常见砌体裂缝的分析研究和在多年实践中的工作经验证明,砖砌体裂缝虽然不可避免,但只要我们根据上述几方面总结措施去合理设计,保证工程质量,选用得当的材料,砖砌体的裂缝是可以从根本上得到控制的。
浅析砌体结构发展方向 篇12
砌体结构是指由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构, 是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称[1]。砌体结构在我国已经很早就被人们所运用[2]:如2000多年前人们运用“秦砖汉瓦”建造的被称为世界上最伟大的砌体工程之一的万里长城;又如1400多年前用石块修建的赵州桥, 这是世界上现存最早、保存最好的巨大石拱桥;此外还有古人们所建造的庙宇、宫殿和宝塔等都是砌体结构使用的范例。这些都不仅体现了古人对砌体结构的建造所取得的巨大成就, 而且为我们后人对砌体结构的建造提供了宝贵的典范。近些年来, 砌体结构在我国得到广泛运用, 并且形成了一套完整的理论体系。但是随着时代的发展和人们需求的提高, 砌体结构的使用也迎来了新的挑战。
2 砌体结构优点
砌体结构不仅有很好的耐火性和耐久性, 而且还有墙体材料隔火、隔热和隔声性能好, 节能效果明显等优点。除此之外, 砌体结构还有以下优点。
2.1 设计简便
墙体是砌体结构的主要抗侧力构件, 由于纵横墙在平面内对称、均匀布置, 且沿着房屋上下连续, 所以砌体结构房屋沿着高度方向质量和刚度分布比较均匀, 以剪切变形为主。根据规范中的要求, 该类结构可以采用底部剪力法来进行简化计算[3]。采用底部剪力法计算得到总的剪力之后再分配到各个楼层得到每一层的水平地震剪力, 最后再分配到该方向的各抗侧力墙体上, 从而对薄弱的墙体进行验算。底部剪力法的采用使得砌体结构的设计变得简便。
2.2 施工快
砌体结构主要以墙体承重, 其与框架结构的施工过程相比并不需要太多的脚手架和模板, 且缩短了一半的时间;在相同的净高情况下, 砌体结构由于没有框架梁所占据的空间, 其层高可以比框架结构层高小, 这样在相同层数的情况下, 砌体结构比框架结构的总高度低很多, 于是减少了工程量从而缩短了工期。
2.3 造价低
砌体结构所用的主要材料来源方便, 易于就地取材, 非常适合我国广大城镇地区的住房。近些年由于根据我国限制了对粘土砖的使用, 现在更多的运用一些工业固体废弃物[4], 例如废弃混凝土、炉渣等材料生产的新型砌体砖块代替粘土砖。这样不仅充分利用了已经有的资源, 减少环境的污染, 而且还保护了大量的耕地, 同时对这些废弃材料的再利用也降低了其造价。此外, 砌体结构与混凝土结构相比节约了钢材和和水泥的使用:一般砖混结构的用钢量仅为20Kg/m2左右, 比与之同样高度的现浇剪力墙结构50Kg/m2要节省很多钢材[5]。最后, 砌体结构施工过程不需要使用太多特殊的技术设备, 这样也减少了其造价。
3 砌体结构发展方向
虽然砌体结构存在以上这么多优势, 但是砌体结构存在的一些问题制约着其发展, 如自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重和抗震性能差等问题[6]。但是由于我国中小城镇多、中小城镇经济水平低等特点, 因此该结构形式仍然会是我国中小城市和农村地区所使用的主流。那么砌体结构必须解决以上问题才能更好地发展, 所以砌体结构应朝着以下几个方向发展。
3.1 发展新型砌块
我国人口众多, 人均耕地占有少, 还不足世界人均水平的一半;而粘土砖的生产又会消耗大量的农田, 造成严重的环境污染。随着人们对环境的重视, 我国正在逐渐采用新型的砌块代替粘土砖的使用。
主要有两种新型砌块:一是由水泥、粗骨料 (碎石或卵石) 、细骨料 (砂) 、外加剂和水拌合, 经硬化而成的混凝土砖块, 其制作过程不需要消耗大量的燃料从而保护了环境, 并且该砌块具有强度高, 自重轻和墙面平整度好等优点;二是利用各种工业废渣 (粉煤灰、煤矸石) 、砂和石灰经过蒸压得到灰砂砖, 该类砌块充分利用了各种工业废料使其变废为宝, 具有很高的强度和耐久性能。这两类形式的砌块在我国正在逐步得到广泛的运用, 根据国内外对这些新型的砌块的研究表明, 只要在配料、成型、烧结工艺上进行进一步改进, 该类材料的强度和质量还可以显著提高, 因此发展多功能、轻质、高强度和低耗能的新型砌块是未来的发展趋势。
3.2 推广配筋砌体结构
砌体结构是一种脆性结构, 其具有一定的抗压强度, 但抗拉性和延展性都比较差, 因此我们可以在砌体结构中适当的加入一些钢筋与之共同工作从而改善砖砌体的力学性能, 以达到增加结构的抗变形能力的目的。
配筋方式有很多种, 主要包括设置构造柱、圈梁和拉结筋等方式。从历次的大地震可以看出加入钢筋的约束砌体具有较好的抗震性能, 并且还能够满足“大震不倒”的抗震设防目标:据统计, 唐山地震中唐山市有78%砌体结构各类房屋坍塌化为废墟, 通过比较倒塌和没有倒塌的结构发现加入构造柱和圈梁的砌体结构具有良好的抗震性能[7], 并且这一改进的效果在30年之后汶川地震中得到检验;汶川地震后, 根据工力所张敏政研究员对都江堰市震后情况调查发现[8], 该地区抗震设防烈度只有7度0.1g (《建筑抗震设计规范》 (GB50011—2001) ) , 但是其震后调查的宏观烈度达到了8~9度, 而该地区的砌体结构严重破坏和倒塌的比例仅约为20%~30%, 由此可见加入圈梁和构造柱的砌体严重破坏和倒塌的比例有了大幅度的下降。
此外还有在砌体水平灰缝和竖向贯通的空洞中加钢筋等几种配筋方式[1], 这些配筋方法极大地提高了砌体结构抗压、抗弯强度。随着对该领域研究的深入, 该种配筋方式在我国也得到一定的应用, 例如1997年为盘锦市国税局建造的15层砌块住宅, 1998年在上海建成的18层配筋砌块住宅工程, 2013年在哈尔滨已经封顶的28层 (98.8米) 的配筋砌块砌体结构等结构。这说明了配筋砌体结构在高层建筑中也有非常广阔的应用前景。
3.3 加强砌体结构理论研究
我国对砌体结构的使用有非常悠久的历史, 因此我国在这方面有较好的基础, 但是至于真正现代意义上砌体结构的研究还要从20世纪50年代算起。1956年我国引入前苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准及技术规范》之后, 逐渐地形成了我国在砌体结构设计方面的规范, 并且主要经历了三个阶段的发展过程, 最终形成在我国现阶段普遍被认可的以概率理论为基础的极限状态设计方法。特别是《砌体结构设计规范》 (GB50003—2011) 的实施标志着我国已经建立了较为完整的砌体结构设计的理论体系和应用体系。但是国外对现代意义砌体结构的研究已经有一百多年的历史了, 我国在这方面的研究与国外还有一定的差距, 因此我国应继续加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究。并且时代的发展, 新的结构形式、新的材料和新的研究成果的出现, 人们对住所要求的逐步提高:这些外部条件都在促使砌体结构向前逐步发展。因此砌体结构理论的研究任重道远。
4 结语
大浪淘沙始见金, 砌体结构的使用历经几千年直至今日还在使用, 足以可见其独特的优势。因此我们应该继承古人给我们留下的宝贵遗产, 并且继续发扬这一“最具生命力”的结构形式。我相信在大量科学工作者不懈的努力下, 砌体结构会以更新的概念和用途出现从而被我们广泛使用。
参考文献
[1]砌体结构设计规范 (GB5003—2011) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.
[2]李新.我国砌体结构的发展状况与展望[J].民营科技, 2007, 07∶208-209+173.
[3]建筑抗震设计规范 (GB50011—2010) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[4]刘慧敏, 李春霞.砌体结构的现状及前景[J].科技风, 2012, 10∶198.
[5]周炳章.砌体结构抗震的出路在于发展配筋砌体[J].建筑结构, 2009, 12:159-162.
[6]周平.我国砌体结构的发展过程与发展方向[J].南通职业大学学报 (综合版) , 2001, 04∶54-56.
[7]张敏政.汶川地震中都江堰市的房屋震害[J].地震工程与工程振动, 2008, 03∶1-6.
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