构造措施设计

构造措施设计（精选12篇）

构造措施设计 篇1

南通市作为建设部全国3个抗震防灾规划实施试点市和江苏省2个市政公用设施抗震设防审查试点城市之一, 在开展城市建筑物和构筑物抗震专项审查的同时, 根据《市政公用设施抗灾设防管理规定》 (住房和城乡建设部令第1号) 和“市政公用设施抗震设防专项论证技术要点 (城镇桥梁工程篇) ” (住建部建质[2011]30号文) , 于2009年起对南通市区大型市政基础设施工程开展抗震专项审查工作。

1 市政公用设施抗震设计审查范围及分类

根据GB 50223—2008《建筑工程抗震设防分类标准》, 市政公用设施审查范围包括:快速路、主干路上的桥梁 (含大型高架桥、立交桥) ;对抗灾救灾有重要影响的城镇道路上的大桥、特大桥;隧道工程;城市广场、防灾公园绿地、公共地下停车场工程;城市轨道交通工程;城镇水源工程;水厂;供水排水主干管;高压和次高压城镇燃气热力枢纽工程;城镇燃气热力管道主干管;城镇排水工程;大型污水处理中心;大型垃圾处理设施等。

对已建成的下列市政公用设施, 原设计未采取抗震设防措施且未列入近期改造、改建、拆除计划的, 市政公用设施的产权单位应当委托具有相应设计资质的单位按照抗震鉴定标准进行抗震鉴定:

1) 属于《建筑工程抗震设防分类标准》中特殊设防类、重点设防类的城镇桥梁, 城市轨道交通, 燃气、供水、排水、热力设施;

2) 第1) 项之外的其他重大市政公用设施和可能发生严重次生灾害的市政公用设施;

3) 有重大文物价值和纪念意义的市政公用设施。

经鉴定不符合抗震要求的市政公用设施应当进行改造、改建, 或者由具有相应资质的设计、施工单位按照有关工程建设标准依法进行抗震加固设计与施工。未进行改造、改建或者加固前, 应当限制使用。

2 城市桥梁抗震设计审查内容及重点

城市桥梁抗震设计审查内容包括市政公用设施的抗震设防类别、抗震设防烈度及设计地震动参数的采用、场地类型和场地抗震性能、抗震概念设计、抗震计算、抗震及防止次生灾害措施、基础抗震性能等。

对桥梁上部结构, 主要审查是否考虑防落梁措施 (墩台横向设置抗震挡块、桥面伸缩装置是否满足变形和强度要求) 、简支梁梁端墩台搁置长度是否满足要求等。

对桥梁下部结构, 主要审查桥梁下部结构延性构造措施设计是否满足抗震设计要求。包括桥墩抗剪构造措施、桥墩纵向钢筋配筋率、塑性铰区域桥墩主筋锚固与搭接 (不应在塑性铰区域进行纵向钢筋的连接) 以及塑性铰区域箍筋构造要求等。

对桥梁抗震设计计算, 主要审查是否对桥梁支座、抗震锚栓、墩台桩基桩身进行抗震强度验算;对墩柱塑性铰区域斜截面抗剪、盖梁地震荷载作用下的抗震强度验算;墩柱在地震荷载作用下墩顶变形验算等。

建设工程抗震设计审查是行政许可事项, 是施工许可的前置条件。市政公用工程应全面依法进行抗震设计审查, 并严格执行先抗震设计审查后发放施工许可证的建设程序。对未进行抗震专项审查, 或者已进行抗震专项审查, 其设计图纸未执行专项审查意见的市政公用设施, 施工图审查结论为不合格。对应当进行抗震专项审查的市政公用设施, 建设单位应当在提交施工图的同时将专项审查意见送施工图审查机构。

3 构造措施设计

3.1 桥梁基础设计

结合岩土工程勘察报告, 对存在液化土层的地基, 根据桥梁的抗震设防分类、地基的液化等级 (液化土层深度和厚度) , 采取全部消除或部分消除、减轻液化影响的基础设计形式。当采用长桩基时, 应保证桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度;当采用深基础时, 基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中 (深度≥2 m) ;当采用加密法或换土法处理时, 在基础边缘以外的处理宽度, 应超过基础底面处理深度的1/2且大于等于基础宽度的1/5。通过选择合适的基础埋置深度、调整基础底面积、减少基础偏心、加强基础整体性和刚性、减轻荷载、增强上部结构的整体刚度和均匀对称性等设计措施, 提高桥梁结构基础的抗震能力。

3.2 桥台抗震措施设计

对浅基础的小型桥梁, 通过加强下部基础支撑梁和河床铺砌, 使桥梁结构保持四铰框架结构, 以防止墩台在地震发生时滑移。

当地基条件允许时, 尽量选用整体性强的重力式U型或空腹式桥台。当台身高度较高时, 宜采用桩柱或肋板埋置式桥台, 加强和完善台后防水和排水措施设置。

3.3 桥墩抗震措施设计

采用钢筋混凝土结构, 适当地加大桩、柱直径或采用双排的柱式墩和排架柱墩, 桩、柱间设置横系梁等连接措施, 以便提高墩柱的抗弯延性和抗剪强度。

在墩柱塑性铰区域和紧邻承台的桩基适当范围内进行箍筋加密。明确墩柱塑性铰区域范围, 不应在塑性铰区域进行纵向钢筋的连接。塑性铰箍筋加密区的长度不应小于墩柱弯曲方向截面宽度的1.0倍或墩柱上弯矩超过最大弯矩80%的范围。矩形箍筋应设置135°弯勾, 并伸入核心混凝土之内6ds以上 (ds为纵向钢直径) 。增加墩柱纵向钢筋配筋率, 墩柱纵向钢筋之间的距离≤20 cm, 至少每隔1根宜用箍筋或拉筋固定。墩柱纵向钢筋的锚固和搭接长度应在现行JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求的基础上增加10ds。

3.4 支撑连接构件抗震措施设计

墩台盖梁顶面设置防止落梁措施, 增加纵横向抗震挡块, 以限制地震发生时支座过大的位移与滑动。正确选用桥梁支座类型。对重点设防类大型桥梁, 必要时可采用抗震或减隔震支座, 提高桥梁结构整体抗震设防的能力。

设计选取伸缩缝时, 应保证其变形能力能够满足预计地震产生的位移, 保证伸缩缝支承面具有足够的宽度, 并设置限位器和剪力键。

3.5 上部结构抗震措施设计

在上部结构梁 (板) 底部加焊钢板, 采用纵横向约束装置限制上部结构位移。在梁与梁之间和梁与桥台胸墙之间应设置弹性垫块, 以缓和地震的冲击力。当采用多跨简支梁结构时, 应加强梁 (板) 之间的纵横向连接, 设置桥面连续, 或采用先简支后连续的结构构造措施。

4 结语

近年来, 随着城市快速发展, 我国城市道路桥梁设施发展较快, 截止2013年年底, 全国共有城市道路33.6万km、城市桥梁近6万座。部分城市发生桥梁倒塌、路面塌陷、窨井伤人等事故, 暴露出城市道路桥梁设施质量水平不高、养护管理不到位、安全隐患处置不及时等诸多问题。为贯彻落实《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》, 住房城乡建设部日前下发通知, 要求各地加快城市道路桥梁建设改造, 保障城市道路桥梁运行安全。作为城市建设的参与者, 应在工程实践中不断改进和完善桥梁抗震设计, 开展抗震设计审查工作, 进行积极有效的抗震构造措施设计, 提高桥梁结构的抗震能力和耐久性, 保证桥梁结构的使用安全。

摘要：建设工程抗震设计审查是行政许可事项, 是施工许可的前置条件。根据南通市在开展城市桥梁抗震设计审查中的工作实践与探索, 分析城市桥梁抗震设计审查的主要内容和工作重点, 总结出包括桥梁基础、墩台结构、支撑连接构件及桥梁上部结构等桥梁抗震设计主要构造措施, 为在全国范围内开展和推广城市桥梁抗震设计审查工作提供参考。

关键词：抗震设计,审查,构造措施设计

构造措施设计 篇2

在甲方、监理组织对4#楼二次结构质量施工专项检查中，发现存在下列问题，汇总如下： 1.女儿墙拉结筋未贯通； 2.砂浆配合比未按要求配置；

3.个别压顶及过梁厚度不够，加固不到位； 4.构造柱振捣不密实，存在漏筋、孔洞、麻面情况； 5.马牙槎留置不规范； 6.灰缝不均匀，砂浆不饱满；

针对以上出现的问题，项目部7月21日下午组织召开了质量专题会议，制定并细化质量验收内容，派专人验收构造柱及压顶过梁模板支设，确保模板标高、截面尺寸及模板加固到位，加强混凝土振捣，针现场对作业人员进行质量教育，并要求施工班组加强质量意识，严格进行各工序自检，发现问题及时整改，做到验收不合格不进行下道工序。

构造措施设计 篇3

一、工程概况

某学校田径场是一幢底层架空、屋面为露天田径场的综合性体育建筑。该建筑底层南面架空7m,北面架空为4.6 m,设有室内短跑跑道、篮球场、乒乓球、体操活动场及学生课外活动场等。架空层屋面为300 m环形跑道和足球场。该建筑总长130 m,总宽55 m,总建筑面积5858m2。建筑功能要求不能设置伸缩缝。

二、温度收缩应力的产生及影响

在建筑工程中,新浇灌的砼在结硬过程中会收缩,已建成的结构当温度变化时会产生热胀冷缩。当这两种变形受到约束时,就会在结构内部产生“强制应力”,也就是收缩应力或温度应力(应力值δ=ε×E,式中,ε为收缩应变或温度应变,E为砼弹性模量)。其中砼的收缩变形是水泥凝胶体本身的体积收缩即所谓凝缩和砼失水产生的体积收缩即所谓干缩这两部分组成的。变形是由于其体积在温差下具有热胀冷缩的性质而产生的。当建筑物的长度越长时,影响因素包括水泥用量、砼的强度等级、骨料和级配、水灰比及养护条件等。楼板等纵向连结构件由于收缩和温度变化引起的长度改变就越大,如果这些纵向连接构件的收缩变形受到竖向构件(柱、墙)的约束,就会在砼结构内产生收缩拉应力,约束越强则产生的收缩拉应力越大,当其达到砼的极限抗拉强度时,就会导致砼结构的开裂,影响结构物的正常使用。因此现行规范规定“现浇钢筋砼框架结构伸缩缝最大间距在室内55 m,露天为35 m”,但是规范也规定“有充分依据和可靠措施时,伸缩缝最大间距可适当增大。”这就为本工程不设置伸缩缝提供了可行的设计依据。

三、构造措施

本工程在控制结构裂缝的设计过程中,采取“抗放兼施”的方法,使结构即不产生很大的变位,又不产生很大的应力,确保承载力的极限状态,又满足使用极限状态。

“抗”的原则即所选用的结构材料具有足够的抗拉强度和极限拉伸,超过最大约束应力和最大约束拉伸变形(R≥δmax,ε≥εmax),使其中在任意长度不设伸缩缝时亦不开裂。如采用专门的预加应力措施,通过预压应变的建立以压抗拉,达到控制砼收缩。

“放”的原则即给结构创造自由变形式的条件(ε=εmax,δ=0),使其在任意长度,任意温差下不产生约束应力。如采用设置后浇带分段施工。

1.设置后浇带

本工程长度为130 m,以间距约30 m设置了三道后浇带,后浇带形状为齿状,后浇带宽0.8 m,将130 m长的屋面结构分割成四块,保证后浇带两侧的砼能相对自由收缩,由于早期收缩量占收缩变形的大部分,后浇带保留时间为60天,在此其间,“早期温差”以及至少有30%的收缩都已完成。同时后浇带浇筑砼时的气温与主体结构砼浇灌时的温度接近。

2.预应力钢筋的应用

考虑长向温度收缩应力的作用,对于长向(130 m)的梁、板采用布置无粘结预应力筋的措施,具体为次梁、中框架梁、边框架梁分别布置2、3、4束无粘结预应力筋(对称梁中和轴布置),板内每隔750 mm设置3束无粘结预应力筋,利用预应力钢筋对混凝土产生的预应力抵消该方向的温度收缩应力,所有预应力钢筋束延伸过后浇带进行张拉与锚固。

3.采用补偿收缩砼

本工程超长屋面采用补偿收缩砼,在砼中掺入10%水泥用量的U型膨胀剂(UEA),UEA在水化过程中生成大量的膨胀结晶物(钙钒石)不断填充孔隙,制成密实、收缩小而又产生适度膨胀的砼,受到相邻钢筋及边界约束时,能在砼中建立0.02～0.05%的预压应变,相应的预压应力可达0.2～0.7MPa,从而有效抵消收缩产生的拉应力,从而使砼处于拉而不裂的应变下。在UEA补偿收缩砼的应用时注意了以下几点:(1)严格控制设计配合比,由实验室试配确定。(2)UEA补偿收缩砼由于U型膨胀剂的掺入,使其坍落度有所损失,(初)终凝时间提前约两小时,施工时应注意振捣密实,保证砼质量、减小收缩。(3)加强砼的养护工作,作到保温保湿,确保砼硬化过程中收缩较小,避开失水收缩与温降峰值重叠。同时在后浇带掺入12%U型膨胀剂,形成后浇带处大两侧小的膨胀应力曲线,以补偿相应集中的收缩应力。

4.钢筋混凝土材料的选用

(1)钢筋。由于混凝土材料结构是非均质的,承受拉力作用时,将产生应力集中点,当应力达到抗拉强度极限时,引起局部塑性变形。适当配筋将约束混凝土的塑性变形,分担砼的内应力,推迟砼裂缝的出现,即提高了砼的极限拉伸和结构的抗裂性。相反,由于钢筋没有收缩的性质,当混凝土收缩时它将对砼的收缩产生阻碍作用,从而使钢筋受到牵制压应力,使砼受到牵制拉应力,截面配筋率越大,这种牵制拉应力就越大,当截面中配筋过多时,甚至使砼受拉开裂。本工程屋面层板厚150 mm,板筋设计为双层双向配φ10@150,配筋率为0.35%,从而起到有效控制裂缝的作用。

(2)混凝土。由于混凝土应力值δ=ε×E,混凝土强度等级越高,弹性模量E越大,应变ε保持不变,应力值即拉应力越大,易产生裂缝。考虑到本工程短向为24 m跨预应力框架梁结构体系,混凝土强度等级不宜小于C30,故本工程屋面层混凝土强度采用C35。同时严格控制砼原材料的质量和技术标准,粗细骨料的含泥量尽量减少(小于1%);控制砼的水灰比,应在满足强度要求及泵送工艺要求条件小尽可能降低(建议掺入减水剂);尽量减少水泥用量,以降低混凝土的绝热温升,从而减少混凝土浇筑后的里外温差。

5.混凝土的浇筑与养护措施

(1)施工阶段,屋面层砼按后浇带分成四大块浇筑,每块采用推移式连续浇筑。后浇带也采用分块浇筑。

(2)屋面层砼应在温度较低时浇筑,气温低有利于克服大量水化热对建筑造成的不利影响。同时避免雨中浇灌混凝土,因为含水量越高,表现为水泥浆量越大,坍落度大,收缩越大。

(3)在混凝土浇筑过程中,及时清除混凝土表面的泌水。

(4)砼浇筑完后,及时进行保温养护,采取塑料薄膜、草袋遮盖措施,以减少内外温差,在防水隔热层施工之前不得拆取遮盖物,同时浇水养护期限不得少于15天。保温遮盖物的拆除亦应分层逐步进行。

(5)在保温养护过程中保持混凝土表面的湿润,并做好防风措施。

(6)尽量延长砼的养护时间,待砼达到设计强度后,再拆除模板。

6.加强屋面保温隔热措施

本工程设计尽量使围护结构外包主体结构,屋面运动场由于有种植草皮,加上防水层、塑胶层,厚度达30cm～40cm,对建筑物的保温隔热有良好的效果,适当降低了内部结构的温差,以减小结构温度变形。

四、考虑温度变化和混凝土收缩对结构的其他影响

因为温度变化和混凝土收缩这类间接作用引起的变形和位移对于超静定混凝土结构可能引起很大的约束应力,不仅导致结构构件开裂,甚至结构的受力形态会发生变化。因此该工程的温度应力由省建科院协助采用有限元SAP程序进行详细的分析计算,并采取提高结构两端梁、柱配筋率等构造措施。

本工程现已竣工,投入使用中效果良好。

构造措施设计 篇4

1 住宅建筑设计中的节能措施

1.1 住宅建筑的布局设计

住宅建筑的设计过程中, 会涉及到很多相关的因素。例如, 住宅建筑的自然地理环境、建筑物的朝向、间距和高度以及周围道路网的布局和绿化分布等, 这些因素都会对建筑的气候、日照和通风等造成影响, 就关系到住宅建筑的能源消耗。因此, 在进行住宅建筑的布局设计的时候, 应该充分的结合建筑场地的自然环境因素、建筑功能、风俗文化、气候特征和居民行为模式等因素, 从建筑的布局、朝向、间距、风向和太阳辐射等因素以及建筑的外部环境因素等多方面进行考虑。例如, 对住宅建筑的朝向, 要尽量采用南北朝向, 避免东西朝向。因为这样有利于住宅建筑在夏季的时候, 可以自然通风;在冬季的时候, 可以增加建筑物的日照时间, 而且, 为了适应住宅建筑中的节能需要, 应该最大程度的减小建筑物体型中的凹凸关系。

1.2 住宅建筑的平面设计

实现住宅建筑平面设计的作用, 主要是为了在设计中对住户的供给进行合理的安排。住宅建筑设计中的平面设计, 主要内容包括适应家庭构成的需要、使用者的生活方式和价值观等不同方面的要求。在进行住宅建筑的平面设计过程中, 一定要注意住宅建筑的采光通风性、功能布局的合理性、功能的多样性、面积利用率和舒适度等因素, 满足了这些要求之后, 可以进一步的实现住宅建筑的节能要求。住宅建筑的平面应该尽量保持规整的形状, 尽量的减少外围护结构的面积, 增加住宅建筑在冬季接受到的直射的阳光, 减少夏季的太阳辐射。例如, 在住宅建筑的平面设计过程中, 增加房屋外墙的面积, 保证开窗多的一面是正对着南边的朝向, 具有最大强度的太阳辐射, 使住宅建筑在冬季的时候, 也可以有效的收集太阳能。在住宅建筑外墙的北侧, 只开设一扇小窗, 主要是为了满足住宅建筑的通风需要。在不影响住宅室内采光通风的同时, 建筑东西山墙尽可能的不开窗或者开小窗。

1.3 维护结构和建筑材料设计

住宅建筑的维护结构, 主要的构成部分是用来将包围空间和室外隔开的结构材料或者表面的装饰材料。在住宅建筑的维护结构中, 最消耗能源的是屋面、墙体、门窗和地面。这些维护结构在住宅建筑的能源消耗中, 占的消耗比例主要是22%、24%、33%和15%。在住宅建筑设计的过程中, 维护结构主要的作用是为了平衡住宅建筑的采光和通风需求, 并且为住宅建筑的室内空间提供适合的热湿保护。实现住宅建筑维护结构中的节能设计, 可以从住宅建筑的屋面、墙体和外门窗等方面入手。例如, 在整个住宅建筑的维护结构中, 屋面所占的比例较小。但是, 屋面的设计对顶层房间却有着非常重要的作用。在对屋面进行设计的过程中, 应该尽量选择密度小和导热系数较小的保温材料, 避免屋面的重量和厚度过大。而且, 屋面保温层的材料, 不能选择具有较大吸水率的保温材料。这主要是为了防止屋面湿作业时, 因为保温层具有大量的吸水, 而降低了屋面的保温效果。

2 住宅建筑设计中的隔热构造技术

住宅建筑设计中的隔热构造技术, 主要是针对住宅建筑中维护结构的屋面设计而言的。本文以夏热冬暖地区的住宅建筑设计中, 对隔热构造技术的强化和应用为例, 分析在住宅建筑设计中, 应用隔热构造技术产生的节能效果。下面从屋面被动蒸发隔热构造、种植屋面的构造和屋顶反射阳光的隔热方面进行分析:

2.1 屋面的被动蒸发隔热构造

在夏热冬暖地区的住宅建筑设计过程中, 屋顶隔热降温所采取的主要构造方法, 包括屋顶间层的通风隔热、屋顶植被隔热、屋面被动蒸发隔热和屋顶反射阳光隔热等。在不使用比较常规能源的情况下, 被动蒸发隔热屋面可以有效地转化和控制屋面上太阳辐射热量和室外综合温度以及对室内热环境产生影响的热能, 从而达到节约住宅建筑应用过程中消耗的能源。因为, 被动蒸发隔热构造充分的利用了水分蒸发时, 会吸收大量的气化潜热的特点, 产生了比较显著的隔热效果和节能效果。例如, 根据屋面被动蒸发隔热构造的原理, 在我国住宅建筑设计中, 产生了自由水被动蒸发屋面、多孔材料蓄水屋面和吸湿屋面等三种隔热构造形式, 具有广泛的应用性, 实现了良好的节能效果。

2.2 种植屋面的隔热构造

我国的夏热冬暖地区, 比较常见的一种隔热屋面就是种植屋面隔热构造。种植屋面的隔热构造, 基本的构造层次是屋顶结构层———找平层———防水层———防水隔离层———隔离过滤层———种植介质层。这种屋面隔热构造, 主要是利用在种植在屋面的土壤中的植物形成湿润的体系, 在经过一系列的吸收、蒸发和蒸腾等作用之后, 实现对住宅建筑屋面平衡体系的改变, 减少住宅建筑室内的太阳辐射热量。相对于普通的屋面来说, 具有较好的隔热效果。而且, 在住宅建筑的屋面设计中, 应用种植屋面之后, 可以减少强烈的冷、热空气对屋面的直接影响, 减少了屋面表面的温度波动幅度, 改善了建筑的环境, 实现了对住宅建筑屋顶结构的保护。

2.3 屋顶反射阳光的隔热构造

屋顶反射阳光的隔热构造有很多不同的形式, 其中具有较好的屋顶隔热措施就是倒置式屋面反射阳光隔热。这种屋顶反射阳光隔热措施, 在不断的应用过程中, 已经逐渐成为一项比较成熟的节能屋面施工技术。主要是在屋面的防水层上放置隔热保湿层, 避免屋面的防水层受到一些因素的影响, 而遭到破坏。例如, 屋面防水层因为温差和紫外线的照射等外界因素的影响, 或者因为受到人为的撞击等被破坏, 从而失去了防水功能。

3 结束语

随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步, 我国的住宅建筑设计水平也有所提高。在能源短缺的局面下, 住宅建筑设计也应该在设计的过程中, 采取有效的节能措施, 应用隔热构造技术, 实现建筑节能, 提高设计水平, 才能促进自身的发展。

参考文献

[1]刘景初.论住宅建筑设计中的节能措施[J].中华民居, 2011, 31 (09) :195-196.

关于构造柱质量缺陷的处理措施 篇5

2011-11-14日上午业主部及监理部在我项目施工现场巡查过程中发现部分构造柱存在一定的质量缺陷：麻面、漏筋、蜂窝、孔洞、烂根。针对以上质量缺陷我项目做出以下技术处理措施：

1、麻面：在麻面部分充分浇水湿润后，用同混凝土标号的砂浆，将麻面抹平压光，且颜色一致。修补完后，进行保湿养护。

2、漏筋：对表面漏筋冲洗干净后，用1：2的水泥砂浆将漏筋部位抹平压实，漏筋较深部位，将薄弱混凝土和突出的颗粒凿去，洗刷干净后，用比原来高一强度等级的细石混凝土填塞压实，并认真养护。

3、蜂窝：对小蜂窝，冲洗干净后，用1：2的水泥砂浆压实抹平，较大蜂窝，先凿去松动石子冲洗干净，用高一强度等级的细石混凝土填塞压实，并认真养护。

4、孔洞：一般孔洞处理方法是将周围的松散混凝土和软弱浆膜凿除，用压力水冲洗，支设模板，洒水湿润后，用比设计砼高一强度等级的半干硬细石混凝土仔细分层浇筑，强力捣实，并养护。突出结构面的混凝土，待强度达到50%后再凿去，表面用1：2水泥砂浆抹平。

5、烂根：将烂根处松散混凝土和软弱颗粒凿去，洗刷干净后，支模，用比原混凝土高一强度等级的细石混凝土填补，并捣实。

安徽水安建设发展股份有限公司

金寨县中医院整体搬迁综合楼项目部

构造措施设计 篇6

关键词：钢筋混凝土框架；填充墙震害分析；抗震构造；质量控制

中图分类号：TU398 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）13-0016-03

钢筋混凝土框架结构：是由钢筋混凝土柱、纵梁、横梁组成的框架来支承屋顶与楼板荷载的结构。钢筋混凝土框架结构作为一种结构形式广泛应用于工业与民用建筑中，有关地震灾害表明，地震作用下填充墙对框架结构的影响是不能忽视的，这种影响在地震各阶段的表现是不同的。

1钢筋混凝土框架填充墙震害分析

1.1填充墙在地震作用下的破坏

据有关震害统计表明，地震作用下框架结构中填充墙的震害主要表现为墙面出现单斜裂缝、交叉裂缝、与框架梁之间出现水平裂缝或者发生平面外倒塌。同时由于框架结构在水平荷载作用下变形为剪切型，因此框架下部填充墙破坏大于框架上部。

1.2地震作用下填充墙对框架结构的影响

填充墙框架的承载能力略大于填充墙和框架单独工作时承载能力之和，填充墙框架结构在地震作用下框架对墙体有约束作用，同时墙体对框架也有一定的支撑。这种支撑作用增大了结构早期刚度。并且，填充墙增强了框架的耗能能力和变形能力，减少了结构倒塌的可能性。

1.3填充墙影响结构的刚度变化，造成填充墙的破坏

无论填充墙采用的是砌块砌体墙等何种材料，填充墙在构造上与框架联系在一起共同作用的时候，或多或少地改变了整个框架体系的抗侧向作用的能力。同时，由于填充墙的加入，有可能产生较大的扭转，使一个本来均匀规整的框架结构刚度中心偏移，从而使结构在地震作用下发生偏移。大多数框架结构的主体结构震害一般较轻，主要破坏发生在围护结构和填充墙，因此，除了加强填充墙与主体结构的拉结措施外，还应考虑底层填充墙与结构构件在同一水准下的抗震设计。

1.4填充墙造成框架柱的附加作用，使框架结构出现“柱铰”现象

同一结构层内，由于填充墙的分布方式不同，使得水平地震剪力的分配也发生变化，造成同一层内框架柱的水平受力不同而出现“柱铰”破坏现象。

1.5结构层间刚度的不均匀、结构布置过于复杂而造成的破坏

不同结构层内，填充墙的数量或布置方式的差异，形成了上下层的填充墙的不连续；或由于结构布置过于复杂，形成错层结构布置，可能导致相邻层间的刚度突变，这对结构的抗震十分不利。

1.6开洞的填充墙可能对框架柱造成“短柱”效应

填充墙的布置使得框架柱的计算高度减少，形成“短柱”，在水平力作用下，容易提前发生塑性铰破坏。

2钢筋混凝土框架填充墙抗震规范构造规定

填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱层或短柱。

砌体的砂浆强度等级不应低于M5；实心块体的强度等级不宜低于MU2.5，空心块体的强度等级不宜低于MU3.5；墙顶应与框架梁密切结合。

填充墙应沿框架柱全高每隔500～600mm设2φ6拉筋，拉筋伸入墙体的长度，6、7度时宜全长贯通，8、9度时应全长贯通。

墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过8m或层高2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。

楼梯间和人流通道的填充墙，尚应采用钢丝网砂浆面层加强。

3钢筋混凝土框架填充墙施工质量控制

3.1钢筋混凝土框架填充墙拉结筋与钢筋混凝土水平系梁钢筋

抗震规范中规定填充墙的拉结筋与钢筋混凝土水平系梁钢筋应在框架混凝土柱中满足锚固长度，而且国家标准图集《建筑抗震构造图集》03G329-1中也有该种节点做法，其目的就是要确保拉结筋与柱的可靠拉结。正常情况下，拉结筋与钢筋混凝土水平系梁钢筋在整个结构体系中所起的作用不像框架柱、梁受力筋那么明显，但当地震出现时，它需要能够适应主体结构不同方向的层间位移，而且应具有满足层间变位的变形能力，以达到与框架柱的连接具有足够的延性和适当的转动能力。而目前施工单位使用的一些“植筋”固结剂主要是环氧树脂类，其脆性较强，当其受外力挠动后，大大降低它与混凝土及钢筋的粘结力。因此当地震出现时，填充墙受到地震力的反复作用，拉结筋也同时要承受平面外剪切力的往复作用，其延性大大降低，不可能再保证拉结筋与混凝土柱的可靠连接，也就无法满足承受拉力的要求，导致墙体钢筋被拉出，墙体与柱子开脱。因此，施工中应高度重视框架填充墙与框架柱的拉结节点做法，不宜采用“植筋”。

3.2钢筋混凝土框架填充墙砌筑

第一，干拌砂浆强度按照图纸设计要求并提供质保书，拌和后3～4h内用完，当施工期间最高气温超过30℃时，应在拌成后2h内使用完毕。

第二，砌筑前应提前2天浇水湿润，砌筑时不得有明显水迹。砌块表面污物应清除干净，严禁使用有竖向裂缝、断裂的小砌块砌筑。

第三，钢筋混凝土构造柱脚，砌筑时必须严格执行先退后前的原则，每一马牙搓的齿高一般约为30cm，齿深不小于6cm。

第四，砌筑轻集料混凝土空心砌块时，应底面朝上摆放砌筑（反砌），每层顺砌，上下层砌块对孔，竖向灰缝相互错开。

第五，砌筑墙体时，上、下皮砌块要错缝搭砌，搭接长度不小于砌块长度的1/3，在T型墙体处应使横墙砌块隔皮露端面，并坐中于纵墙砌块、墙转角处，还应使纵、横墙的砌块相互搭砌，隔皮砌块露端面。加气混凝土砌块砌体竖缝宜用墙体两侧临时夹板灌缝。

第六，水平灰缝厚度及竖向灰缝宽度分别为15mm和20mm。灰缝必须横平竖直，砂浆饱满，水平灰缝砂浆饱满度不应小于80%，竖向灰缝砂浆饱满度也不应小于80%。

第七，每层砌筑时先砌两端再拉线砌筑中间部分，并随砌随吊、靠，确保墙体垂直、平整。

第八，对于预留的洞口、管道等，在砌筑时派专人预留和预埋准确，对于敷设在砌体上的电线槽，必须弹线并用切割机进行切割。

第九，在砌筑至拉接筋位置时，必须将拉接筋理直调顺后压在水平灰缝内，再进行上层砌块的

砌筑。

第十，在砌筑到梁、板底部时，留出一定空隙，至少7天后方可用水泥砖或页岩砖斜砌顶紧，倾斜度为60°左右，要求砂浆饱满，组砌合理。设计不砌到梁底的砌体或窗底，须设钢筋混凝土压顶。压顶的做法为墙体敷2φ6通长钢筋，锚入钢筋混凝土框架柱冈，60厚C20混凝土现浇。

3.3钢筋混凝土构造柱施工

构造柱主筋应在钢筋混凝土框架施工中按照设计要求预设短筋，保证搭接头长度一般为35d。箍筋间距不大于10cm.对于沿墙体每隔500mm设置一道2φ6拉结筋的要求，必须严格要求砌筑者随砌随放，并保证放入固定在密实的砂浆水平灰缝中。

构造柱商品混凝土强度等级按设计要求，坍落度宜控制在16～18cm.按规定留置相应试块。

构造拄混凝土振捣操作要设专人负责，以免出现漏浆、过振、中间受阻混凝土浇注不到位等现象。浇捣柱混凝土时，宜用插入式振捣棒分层振实，使马牙搓上口的混凝土能保证浇捣密实。振捣棒随振随拨，分层振捣厚度不超过500mm为宜。振捣时严禁振动砖墙、钢筋，以免造成墙体松动、拉结筋脱开或钢筋骨架变位。浇注前必须将砖砌体和木模板用水浇湿，并封闭清扫口。

4结语

过去，主要致力于主体结构系统抗震性能的研究，而忽略了非结构部分填充墙等构件的影响，结果导致在许多震害中由框架填充墙所造成的严重破坏。从钢筋混凝土框架填充墙震害的分析，填充墙等非结构构件的存在，改变了框架结构的各种性能指标，要使钢筋混凝土框架填充墙结构在地震中的抗震性能达到事先预定的目标，要高度重视钢筋混凝土框架填充墙与柱拉结节点与钢筋混凝土构造柱的设计与施工质量，要从以往只注重结构安全，向全面注重结构的性能、在满足抗震规范规定的基础上应加强某些框架梁柱的承载能力，以抵御地震作用下填充墙变形产生的附加力，消除安全隐患。

参考文献

[1]王旋，等．汶川地震中填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能思考[J]．工业建筑，2009，39（1）．

[2]建筑抗震设计规范（GB50011-2010）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010．

作者简介：陆总兵（1962-），男，江苏南通人，供职于南通新华建筑集团有限公司，中国民族建筑研究会专家委员，中国安装协会项目管理专家，中国商品砼行业专家委员会委员，《中国高新技术企业》期刊社学术顾问，高级工程师、高级经济师、国家注册一级建造师、国家注册监理工程师，研究方向：建筑工程技术与项目管理。

（责任编辑：王书柏）

构造措施设计 篇7

1 不同使用年限的地震作用的确定方法

想要计算出对应与不同抗震设计使用年限的地震作用和50年设计基准期地震作用的比值, 首先要计算出对应的不同抗震设计使用年限的αmax与抗震设计使用年限为50年的的比值, 但是我们可以从下面的式子中看出, 只需要计算出不同抗震设计使用年限所对应的小震烈度与50年抗震设计基准期内出现的小震烈度的差值的绝对值|IT-T50|, 这样就能够计算出对应于不同抗震设计使用年限地震作用与50年抗震设计基准期的地震作用的比值。

根据对不同抗震设防烈度的地震作用进行计算, 我们可以得出全国在平均意义下不同抗震设计使用年限所相对应的地震作用调整系数, 具体见表1。

2 不同设计使用年限内抗震构造措施的确定

为了确定使用年限不同的建筑物的构造措施, 可以将建筑物设计使用年限和建筑物的抗震设防烈度相联系起来, 在这样的基础上进一步计算出地震烈度, 再根据所计算出的地震烈度对建筑物进行相关的构造措施以满足抗震要求。

由于抗震规范中规定的建筑物抗震构造措施和建筑物抗震设计使用年限中超越概率为0.1的地震烈度是联系在一起的。正是由于这样的原因, 首先要找出50年设计基准期与建筑物设计使用年限中超越概率为0.1的地震烈度的相互联系, 这个问题我们仍然可以通过在不同设防烈度地区的危险性来进行研究分析。

通过相关的计算, 我们能够计算出每个烈度区内建筑物在不同设计使用年限的前提下的, 建筑物的地震设防烈度和建筑物的基本烈度之间的差值。比如说, 可以取建筑物的基本烈度所对应的建筑物构造措施调整系数的大小为1.00, 而其它设计使用年限所对应的建筑物的设防烈度的构造措施调整系数, 可以使用不同设计使用年限对应的地震烈度与基本烈度的差值的代数和求得。例如:8度地区对应于30年设计使用年限的设防烈度与50年基准期基本烈度的差值是-0.43度, 那么对应的抗震构造措施调整系数1-0.43=0.57。

通过这样计算得出的建筑物抗震构造措施调整系数, 能够让建筑物在构造措施下的抗震效果和抗震设计规范基本一致。表2的相关数据是全国平均意义下建筑物在不同设计使用年限下所相应的抗震构造措施调整系数。

影响建筑结构的抗震能力好坏的因素有许多, 比如说对于砖混结构的建筑物, 其建筑结构体系选择、楼板厚度、屋盖的整体连接性、圈梁布设以及构造柱的布设等等因素都会在不同程度上对建筑物的整体抗震性能起到一定的影响作用, 这些因素对于建筑物的抗震性能的影响程度能够用1ξ来进行表示;建筑物的某些局部尺寸的大小同样会影响建筑物的局部抗倾覆性能, 这个影响程度能够用ξ2来进行表示。

我们参照抗震鉴定标准使用的方法, 将建筑物的抗震概念设计应用到当中, 可以通过使用建筑物的构造影响系数对建筑物的构造措施和设计使用年限的关系进行描述。比如说, 使用抗震规范中的建筑物抗震构造措施当做基准的建筑物构造措施, 既是说按照抗震规范中的相关规定进行的构造措施设计和施工的建筑物, 该建筑物的构造影响系数则可以选择用1.00, 但是如果该建筑物的设计使用年限不超过50年的话, 可以适当的容许该建筑物在某些构造措施方面低于规范规定的标准, 所以相对应的建筑物构造影响系数的大小也要适当降低。同理, 如果该建筑物的设计使用年限超过50年的话, 那么该建筑物应该在某些构造措施方面高于规范中规定的标准所以相对应的建筑物构造影响系数的大小也要增加。出于设计中计算便捷性的考虑统一使用建筑物折减系数来表示因建筑物某些构造措施的改变对构造影响系数的影响。也即是, 对于处在6度设防地区的建筑物如果需要进行系数放大, 可以转换为7度设防地区所要进行折减的系数, 之后按照规范中规定的7度设防地区的建筑物构造措施来进行折减。在进行折减的过程中, 根据设计使用年限所计算得到的烈度如果不超过6度, 则该建筑物的构造措施一般式选择6度的情况使用, 不考虑进行折减;如果根据设计使用年限所计算得到的烈度大于9度的情况必须进行专项计算分析, 这个不在本文的考量范围之内。

整体建筑物的构造影响系数可以用以下的式子来进行说明:

在上面的式子中, ξ1可以代表的是整个建筑物体系影响系数, 囊括了非常多的结构体系影响因素。钢筋混凝土框架结构建筑物的ξ1和整个建筑物的整体结构布置、结构构件选型、梁柱箍筋间距、混凝土柱的轴压比等等都有关系;砖混结构建筑物的ξ1和整个建筑的圈梁布置、纵横墙之间的间距、构造柱的布设等等都有关系。ξ1所表示的含义可以是对建筑物起到影响的各个因素的乘积, 也可以表示为时各个影响因素对于整个建筑的整体抗震性能的综合影响, 最后进行加权之后再做乘法。所表示的是局部对于整体建筑物的影响程度, 包括了整个建筑物的墙体尺寸大小, 结构的构建支承长度等等会对整体建筑物局部抗倾覆起到影响作用的因素, 一般而言是取最小值。

4 结语

建筑物的结构抗震设计是由地震作用和建筑物的抗震构造措施两个部分所组成的, 这两部分是互相紧密联系在一起的, 考虑建筑物的设计使用年限的抗震设计, 要在确定地震作用和构造措施时均考虑不同的设计使用年限的影响。

参考文献

[1]尹建峰, 张永超, 吕中维, 等.中美规范地震作用及抗震构造措施的对比分析[J].城市建设理论研究, 2011, 24.

[2]黄振宇.浅谈高层建筑抗震结构概念设计[J].城市建设理论研究, 2011, 23.

[3]金波, 张敏政, 郭迅.抗震建筑的结构整体性分析和构造措施[J].世界地震工程, 2009, 2.

构造措施设计 篇8

近些年来,随着国家建设脚步的加快、市场经济的推动以及建设场地的不断紧缩,高层建筑慢慢占据了建筑市场的主导地位。而在高层建筑范围内,虽然随着国力的不但增强、技术的不断进步、施工工艺的不断先进,超高层占据的比例越来越大,但总体而言目前建筑市场仍以高度在60～100 m范围内的建筑居多。由工程设计及建筑市场的现状不难看出,高度在60～100 m间的高层建筑,大量采用的结构体系为现浇钢筋混凝土剪力墙结构或框架-剪力墙结构。从而可见,剪力墙在工程结构实体中得到了越来越多的应用。

2010年至今,新版设计规范不断更新,有关剪力墙抗震构造措施设计的部分较前一版设计规范有了较大的改进及修改,本文将简单罗列出新旧规范对比下修改的内容。随着国力的增强以及近几年地震灾害的频发,为了减少人身的伤害以及经济的损失,建筑结构抗震设计要求越来越严格,含钢量也随之增大。本文通过新版规范有关剪力墙抗震构造措施在工程设计中实际应用的经验进行简单对比,提出一些剪力墙结构设计时的优化设计建议。

二、2012与2001版结构设计规范有关剪力墙抗震构造措施修改内容的对比

自2010年以来,新版设计规范陆续更新。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010三大混凝土结构设计规范均对剪力墙设计时抗震构造措施提出了新的要求。以《高层建筑混凝土结构技术规程》为参照,与前一版规范相比,主要修改内容如下。(1)剪力墙底部加强部位的范围,由原来的底部两层和墙体总高度的1/8二者的大值修改为底部两层和墙体总高度的1/10二者的大值,且明确了底部加强部位的高度应从地下室顶板算起。当结构计算嵌固端不在地下室顶板时,应向下延伸至计算嵌固端。(2)新版规范明确的定义了短肢剪力墙的概念。对于L形、T形、十字形剪力墙,其各肢的肢长与截面厚度之比的最大值大于4且不大于8时,才划分为短肢剪力墙。(3)与02版规范相对比,新版规范取消了短肢剪力墙抗震等级提高一级的要求,剪力墙的轴压比规定更为严格。一、二、三级短肢剪力墙的轴压比,分别不宜大于0.45、0.50、0.55,一字形截面短肢剪力墙轴压比限值应相应减小0.1。(4)与02版规范相比,新版规范取消了剪力墙分布钢筋之间的拉筋在底部加强部位应适当加密的要求。(5)与02版规范相比,新版规范剪力墙约束边缘构件设置的范围有所变化,设置约束边缘构件与剪力墙的轴压比相关联起来。当剪力墙墙肢的轴压比不大于0.1(9度一级)、0.2(6、7、8度一级)、0.3(二、三级)时,可以不设置约束边缘构件而只设置构造边缘构件即可。另外,新版规范中增加了三级剪力墙亦应设置约束边缘构件的要求,这是特别要强调的。(6)与02版规范相对比,新版规范剪力墙约束边缘构件延墙肢的长度Lc及其配箍特征值λv有很大变化,其值与剪力墙墙肢的轴压比相关连起来。具体变化内容详见表1。其中,黑体字部分为新版规范新增加或修改的内容。(7)与02版规范相对比,新版规范剪力墙约束边缘构件竖向钢筋的最小配筋率,增加了三级剪力墙为1.0%的规定,竖向钢筋配筋量由原6φ16(一级)、6φ14(二级)修改为8φ16(一级)、6φ16(二级)及6φ14(三级),增加了箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍的条款。(8)新版规范将一般剪力墙竖向和水平分布钢筋间距由不应大于300 mm修改为不宜大于300 mm,且由强制性条文修改为一般条款。(9)新版规范中,增加了一、二级抗震等级剪力墙底部加强部位构造边缘构件的配筋要求(一级:纵筋0.010 Ac与6φ16中的大值,箍筋直径不小于φ8且间距不大于100 mm;二级:纵筋0.008 Ac与6φ14中的大值,箍筋直径不小于φ8且间距不大于150 mm),并修改了三级剪力墙构造边缘构件竖向钢筋的最小配筋要求(底部加强部位修改为0.006 Ac与6φ12中的大值,其他部位修改为0.005 Ac与4φ12中的大值)。(10)新规范中增加了跨高比不大于1.5的连梁纵向钢筋的最小配筋率的要求,同时提出了连梁纵向钢筋的最大配筋率的要求。(11)在新版《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中,修改了关于剪力墙分布钢筋的要求,在剪力墙结构体系中,剪力墙竖向分布钢筋直径不宜小于10 mm,而在框架—剪力墙结构体系中,水平与竖向分布钢筋直径均不宜小于10 mm。

三、新版规范下剪力墙结构抗震构造措施在剪力墙含钢量优化设计中的应用

随着改革开放的不断发展,我国国民生产总值的不断提高,保护人民生命与经济财产的目标成为抗震设计的重中之重。因此抗震设计标准要求越来越严格,建筑结构的含钢量随之也不断得到提高。而在现实社会中,为了积极响应国家可持续发展的战略目标以及绿色环保低碳的发展理念,并且可以让建筑开发得到经济利益的最大化,含钢量成为了结构设计中的焦点。通过应用新版规范在工程设计中的经验,充分利用关于剪力墙结构设计抗震构造措施的规定,从而达到了剪力墙含钢量的优化设计。

1. 应用剪力墙轴压比的规定,优化剪力墙结构设计

新版设计规范中,剪力墙边缘构件的设置与剪力墙墙肢的轴压比紧密的联系到了一起,而在上一版设计规范中这是没有的,只是笼统的提出了剪力墙下部应设置约束边缘构件、上部设置构造边缘构件的理念。旧版规范已经执行了10年,很多设计人员已经形成了固定的设计习惯,而且随着现在社会发展脚步的加快,设计人员的工作强度越来越大,造成了很多设计人员设计时就高不就低的理念,从而忽视或忽略了新版设计规范的规定。为了达到优化结构设计的目标,当结构平面布置已经确定、并经结构整体计算满足规范各项规定的要求下进行剪力墙施工图具体的设计时,第一步就应先核查剪力墙墙肢的轴压比,从而确定剪力墙在底部是设置约束边缘构件还是构造边缘构件;在剪力墙设置约束边缘构件确定的情况下,区分确定Lc的范围及箍筋配箍特征值的取值,从而达到优化设计的目标。简单举例,某工程中剪力墙抗震等级二级,其中一200厚L形剪力墙中一墙肢长5 m,其轴压比为0.27。按照新版规范规定,在该墙肢端头可以直接设置构造边缘构件(暗柱200×400),纵筋614即可满足要求。而按笼统的全楼剪力墙均设置约束边缘构件设计,其最小纵筋配筋为616(暗柱还按200×400考虑),纵筋用钢量就提高了约30%。

2. 应用箍筋、拉筋水平肢距间距的规定,优化剪力墙结构设计

依据新版规范规定,箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300 mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍。依据此条规定,当剪力墙纵筋间距不大于150 mm时,剪力墙箍筋或拉筋可以采用隔一拉一的方式布置,从而达到优化设计的目标。简单举例,某一抗震等级二级的L形剪力墙(200厚)转角部位设置转角构造边缘构件,布置12根纵筋,采用箍(拉)筋8@200。若每根纵筋均设置拉筋,则箍筋每米用钢量为5.73 kg;若采用隔一拉一的方式,则箍筋每米用钢量为5.05 kg,用钢量下降了约0.7 kg。

3. 使用高强度钢筋,优化剪力墙结构设计

推广应用高强度钢筋是落实中央节能减排决策的重要措施,是推动建筑业技术进步的有效途径。使用高强度钢筋可以大大降低用钢量,从而达到优化剪力墙结构设计的目标。简单举例,某8度抗震设防工程中剪力墙抗震等级一级,底部采用混凝土C40,某片300厚剪力墙轴压比为0.45,其一端头设置暗柱300×400,箍筋配置3×4。在满足规范的要求下,λv=0.2。当采用HPB300级钢时,其规定体积配箍率为1.415%,箍筋需配置10@100(ρv=1.721%);当采用HRB400级钢时,其体积配箍率为1.061%,箍筋需配置8@100(ρv=1.103%)。如此看出,使用HPB300级钢较使用HRB400级钢用钢量提高了约56%,每米范围内用钢量增加了4.862 kg。

四、结语

建筑节能构造措施浅谈 篇9

一、建筑节能的基本原理

冬季采暖房屋室内的正常温度是依靠设备供暖和围护结构的保温的相互配合来保证, 而又以建筑的得热量与失热量的动态平衡为条件。为了研究建筑采暖用能, 就必须具体分析房屋内得热与失热的各项因素。

(一) 建筑得热途径。1、采暖系统所供给的热量:采暖系统可以是暖气、火炉或其他取暖设备。2、通过玻璃窗进入的太阳辐射热:普通玻璃对阳光的透过率高达80%~90%, 我国北方冬季晴天较多, 冬季太阳高度角较低, 阳光斜射进室内较深, 通过南窗获得的太阳热量相当大。3、家用电器:如电冰箱、电视机、洗衣机、吸尘器以及电灯发出的热量。随着家用电器的日益普及, 这方面的热量有所增加。4、炊事及烧热水散发的热量。5、人体的散热:一个成年人的散热量日平均约为80~120W。特别对于一些公共建筑如影剧院、商场等人多的场所, 对这部分热量更应该重视。

鉴于以上情况, 应提高采暖系统的热效率, 采取建筑措施增加太阳热的获得, 以便增加建筑物的得热量。

(二) 建筑失热途径。1、通过外墙、屋顶和地面的热传导损失, 以及通过窗户的热传导和辐射传热损失。2、由于通风和空气渗透所产生的热损失, 即室内的热空气通过开启的门窗、门窗缝隙、烟囱、通风孔以及穿墙管线孔隙逸出室外。3、由于热水排入下水道所带走的热量。4、由于室内水分蒸发后产生的水蒸气排出室外时所带走的热量。

鉴于以上情况, 应加强建筑保温, 提高建筑物的气密性, 尽量减少热损失, 以便在保持适当室温的条件下, 可以减少采暖设备必须提供的热量, 从而节约能源, 更为有效地改善建筑环境。

二、建筑的传热方式

建筑物的传热包括辐射、对流和导热三种方式, 建筑物内外的热流状况, 随发热体、受热体及其中介质条件而不同。

(一) 辐射传热。由于物体具有一定的温度, 其表面便发射出电磁波, 这种电磁波射至另外的物体表面, 即转换为热。温差越大, 由高温物体向低温物体转移的热量便越多。向外界辐射放热的能力, 不同的物体也有所不同, 一般建筑材料如砖、石、混凝土、油漆、玻璃、沥青等, 发射和吸收辐射热的能力都很强, 发射率在0.85~0.95之间, 但铝箔和抛光的铝, 发射率可低至0.02~0.06, 亦即发射和吸收辐射热的能力很差, 或者说反射辐射热的能力极好。上述材料的这种性质, 对用于保温节能, 关系很大。

(二) 对流换热。温度较高的流体在移动时, 将热量传给邻近温度较低的物体, 或者温度较低的流体在移动时, 吸收邻近温度较高的物体的热量。

(三) 导热。在物体内部, 热能由高温处向低温处直接转移, 这是由于物体中直接接触的物质质点的热运动所引起的热能传递。固体分子的结构紧密, 传播热运动比较容易, 而气体分子间的结构稀疏, 传播热运动则相对较为缓慢。因此, 一般说来, 越是密实的重质材料, 导热性能越好, 亦即保温性能越差。而内部带有气体的轻质材料, 导热性能较差, 亦即保温性能较好。采用导热率较小的建筑材料, 有利于建筑保温节能。

三、建筑节能的措施与构造

建筑构造节能主要依靠减少围护结构的散热方面的措施。要求适当控制建筑体型系数, 即建筑物外表面积与其所包围的体积的比值, 建筑外形尽可能规整, 避免不必要的凸凹变化;加强门窗、外墙、屋顶和地面的保温, 采用高效保温复合材料, 使用多层门窗, 用空心砖、加气混凝土等新型墙体材料代替实心粘土砖;提高建筑物的气密性, 选用密封性能好的门窗并加密封条, 用密封材料填实穿墙管线连接处缝隙;在夜间加强保温的条件下, 白天适当开大南窗, 以增加太阳热能的获得。

在建筑节能中, 围护结构的保温与隔热是一项重要的措施, 要实现它, 必须设法提高围护结构的热阻, 并处理好节点构造。

(一) 提高围护结构热阻的措施。1、增加围护结构的厚度。由于围护结构的热阻与围护结构的厚度成正比关系, 增加结构层厚度可以提高围护结构的热阻。但从结构和节约的角度来看, 增加厚度必然增加围护结构的自重, 使结构和基础承受的荷载增大, 同时材料的消耗量也有所增加。增加围护结构厚度是一种不太经济的办法。因此, 实际操作中增加围护结构的热阻, 应寻求多种途径解决问题。2、选择热导率小的材料。选用热导率小的保温材料来组成围护结构, 是增加围护结构的热阻比较行之有效的措施。但恰当地选择保温材料是一件较为复杂的工作。在选用时, 只有选择那些热导率与实际情况接近, 且切实可行的材料才能获得好的效果。

保温材料有很多种, 在选择材料过程中, 必须全面考虑, 既要考虑到材料本身的物理性能, 也应了解材料的强度、耐久性、耐火性以及耐腐蚀的性能。同时, 还应结合建筑物的使用性质、构造特点、施工工艺以及经济指标等因素, 进行综合分析、比较, 以便确定最优方案。

(二) 围护结构的保温构造。合理设计围护结构的构造方案至关重要, 根据绝热处理方法的不同, 保温构造大致有以下几种:

1、单一材料的保温结构。是由一种热导率小的材料所构成的结构。它构造简单, 使用灵活, 是较理想的保温结构。可是在一般情况下, 外围护结构必须具有一定的承载能力, 而许多保温材料大都强度较低, 无法起到承受荷载的作用。因此作为单一材料的围护结构, 最理想的是采用轻质、高强的保温材料。2、复合材料的保温结构。适用于轻质、高强材料缺乏或采用单一构造处理有困难的情况, 这种方法可以利用不同性能的材料进行组合构成既能承重又可保温的复合结构。在这种结构中, 轻质材料专起保温作用, 强度高的材料专门负责承重。让不同性质的材料各自发挥其功能。在这种结构中, 必须考虑保温材料放置的具体位置。由于系稳定传热, 从保温效果考虑, 较为理想的做法是将保温材料设置在靠围护结构低温一侧 (一般指室外一侧) 为好。3、夹层保温结构。在复合保温结构中, 当保温层需要设置保护层时, 对保护层既要能防水, 又要能防止室外各种因素的侵袭。于是设计时常采用半砖墙或其他板材结构来处理, 这时整个结构便成了夹心构件, 即在双层结构中夹保温材料。

夹心层可以是保温材料, 也可以夹空气间层, 空气间层的厚度一般以40~50mm为宜。作为起保温作用的空气间层, 要求空气间层处于密闭状态, 不允许在夹层两侧的结构层上开口、打洞。另外, 为了提高空气层的保温能力, 可利用强反射材料, 粘贴在构件的内表面, 或铺钉铝箔组合板, 因它可以将散失出去的热量反射回来, 从而达到保温目的。4、传热异常部位的保温构造。在外围护结构中, 门窗孔洞、结构转角处、钢筋混凝土框架柱、过梁、圈梁等传热异常的构件或部位是保温的薄弱环节。为了减少室内热损失, 设计中, 必须对这些部位采取相应的保温措施, 以保证结构的正常热工状况和整个房间保温效果。根据不同构件和部位, 须分别采取不同的措施。

由于结构上的需要, 常在外墙中出现一些嵌入构件, 如钢筋混凝土柱、梁、垫块、圈梁、过梁以及板材中的肋条等。为了防止冷桥部分内表面出现结露, 应采取局部保温措施。

(三) 防止围护结构的蒸汽渗透。1、蒸汽渗透及其危害。空气有湿空气、干空气之分。湿空气中含水蒸气。空气温度越高, 空气中水蒸气含量越大。冬季, 室内温度高, 而室外温度低。由于室内烧饭、烧水等等, 故室内空气中蒸汽含量高于室外, 当围护结构两侧出现水蒸气分压力差时, 则水蒸气分子便从压力高的一侧通过围护结构向分压力低的一侧透渗扩散, 这种现象被称为蒸汽渗透。冬季采暖时期, 由于围护结构两侧存在温度差, 结构的两侧从内到外其温度是在不断变化的。水蒸气通过围护结构透渗过程中, 遇到露点温度时, 即蒸汽含量达到饱和时立即凝结成水, 称凝结水, 又称结露。如果蒸汽凝结发生在围护结构的表面, 则称表面凝结;如果这种现象发生在围护结构的内部, 使结构内部产生凝结水, 称内部凝结。当围护结构出现表面凝结时, 会使室内墙面脱皮、生霉, 甚至导致衣物发霉。因此必须采取必要的构造措施以防止蒸汽渗透和结露。

2、隔蒸汽措施。在采暖地区, 为防止保温结构内部产生凝结水, 常在围护结构的保温层靠高温一侧, 即蒸汽渗透一侧设置一道隔蒸汽层。这样可以使水蒸气在到达低温表面之前的分压力急剧下降, 从而避免凝结水的产生。设置隔蒸汽层, 隔蒸汽材料一般采用沥青、卷材、隔汽涂料以及铝箔等防潮、防水材料。

摘要：在教学过程中要转变观念, 紧跟时代, 结合建设部的发展目标, 进一步增强紧迫感和责任感, 调整房屋建筑学课程内容, 将节能的意义、构造措施的内容贯穿在相应的构件构造要求的讲述中。

外墙外保温构造与技术措施 篇10

关键词：建筑节能,外墙保温,技术措施,发展方向

我国民用建筑节能已成为一项迫在眉睫的重要工作。随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加,建筑能耗量将更加巨大,建筑离不开能源的使用和消耗,尤其是现代化建筑更是能源消耗大户。建筑节能势在必行,刻不容缓。建筑节能是世界发展的大趋势,是建筑业技术进步的一个重大标志,是改善建筑热环境、节约资源的重要措施。近年来,我国的建筑节能工作已有明显起色,节约能源已成为我国的基本方针。据有关资料介绍,城市建筑的能耗连同建材生产能耗共占总能耗的1/4~1/3。因此,如何在建筑物中降低热量的损耗,已成为我国当前建筑设计中的重大技术政策。为实现建筑节能,建设部提出了三步节能标准,即以1980~1981年当地通用设计能耗水平为基础,第一步由1986年起达到节能30%,第二步由1996年起达到节能50%;第三步由2005年起达到节能65%。建筑界的许多前辈纷纷投身于建筑节能方案理论的研究中,取得了相当的进展,尤其是在外墙外保温方面,研究出了很多具体的方案、可施实的办法。由于三步节能要求较大幅度地降低外墙传热系数限值,更加要求我们对外墙外保温做出合理、施工方便的方案。下面就外墙外保温展开分析研究。

1 外墙外保温具有以下几个优势

1.1 保护主体结构,延长建筑物寿命

采用外保温技术,由于保温层置于建筑物围护结构外侧,缓冲因温度变化导致结构变形产生的应力,避免了外界恶劣气候条件对结构的破坏,减少了空气中有害气体和紫外线对围护结构的侵蚀,使墙体产生裂缝、变形和破损的可能性减少,建筑物寿命延长。

1.2 基本消除“热桥”的影响

采用外保温在避免“热桥”方面比内保温和夹心保温都有利,在内外墙交界处,外墙与楼板、外墙角、构造柱、框架梁、柱、门窗洞口以及屋顶与外墙交界处所产生的“热桥”,底层房间“热桥”附加热负荷占总热负荷的23.7%;中间房间占21.7%;顶层房间占24.3%,可见“热桥”影响还是较大的。上述“热桥”对内保温和夹心保温而言,几乎难于避免,而外保温既可防止“热桥”部位产生的凝结水,又可消除“热桥”造成的额外损失。计算表明,在厚度为370mm砖墙内保温的条件下,周边“热桥”使墙体平均传热系数比主体部位传热系数增加10%左右;在厚度为240mm砖墙内保温条件下,周边“热桥”能使墙体平均传热系数比主体部位传热系数增加51%~59%;而在厚度为240mm砖墙外保温条件下,这种影响仅占2%~5%。

1.3 使墙体潮湿情况得到改善

一般情况下,内保温须设置隔汽层,而采用外保温时,由于蒸汽渗透性高的主体结构材料处于保温层的内侧,一般不会发生冷凝现象,故无需设置隔汽层。通过提高结构层整个墙身的温度,进一步改善了墙体的保温性能,见图1。

1.4 有利于保持室温的稳定

外保温墙体由于蓄热能力较大的结构层在保温层内侧,当室内受到不稳定热作用时,墙体结构层能够吸收或释放热量,有利于保持室温稳定。

1.5 有利于改善室内热环境质量

室内环境质量受室内空气温度和围护结构表面温度的影响,如果提高围护结构内表面温度,而适当降低室内空气温度,也能获得室内舒适的热环境。因此,在墙体外侧附加了保温层之后,其内表面温度必须得到提高,这就有可能在不降低室内热环境质量的前提下,减少热负荷,也就是说,在外墙内表面温度提高之后,室内空气温度可以适当降低,而大家实际感受的温度是相同的。

2 外墙外保温一般要求

外墙外保温工程应能适应基层正常变形而不产生裂缝或空鼓,能承受自重而不产生有害变形,能耐受室内外气候和温湿度风载长期反复作用不产生破坏,且结合外墙装饰,细部构造做到包严交圈无遗漏部位,最好采用涂料饰面,由于大气温湿度变化以及风荷载、地震作用,往往导致面砖空鼓、裂缝,甚至出现坠落伤人事故,因此,如采用面砖饰面不应超过3层高度。还应做好防裂措施,如:采用耐碱玻纤网格布或热镀锌钢丝网;在门窗洞口、阴阳角和勒角处增设加强网,采用聚合物水泥抗裂砂浆和柔性耐水腻子等措施,防止外墙外保温系统出现裂缝和防止在勒角处碰撞损坏。对于薄抹面系统,抹面层厚度不应小于3mm,不宜大于6mm,对于厚抹面层,厚度应为25~30mm,玻纤网或钢丝网应放在抹面层的中间。

3 采用外墙外保温需要解决的技术关键问题

3.1 保温层与结构层以及保温层与保护层连接方式

连接方式应采取以下方案,射钉方案、膨胀螺栓方案、予埋钢筋方案、粘锚结合方案(锚栓长度应保证进入基层墙体内50mm)。这几种方案不仅施工方便,而且也有较好的耐久性。目前国际保温工程界普遍认可的外墙外保温固定方式为聚合物胶浆粘结加机械锚固件,是安全性最高的,因为它将整个系统的可靠性局部化,克服有可能局部破坏导致整体破坏的缺陷。克服由于有粘结层的存在形成了不连续空腔,避开干挂系统风负压造成的空腔内强负压,这种强负压可将装饰面的雨水吸入保温系统内而使失败。见图2、图3。

3.2 分析研究保护层和饰面层出现裂缝的几种原因

(1)保护层与保温层的粘结强度较低或出现空鼓。

(2)保护层和饰面层收缩变形较大,导致产生收缩裂缝。

(3)由于门窗洞口处应力集中,导致保护层和饰面层出现裂缝。

(4)保护层和饰面层因气温变化而产生裂缝。

(5)要重点解决好保护层和饰面层的裂缝问题见第5条外墙外保温的几项措施。

3.3 解决好保护层与饰面层的耐候性问题

在保护层外面的饰面层宜采用柔性耐水腻子和高弹性耐久性好的外墙涂料。由于这种涂料既有较好的弹塑性和防水性能,又有较好的耐候性能,故对保护层各保温层都起到了保护作用。

4 目前使用效果较好的几种外墙外保温方案

目前使用较为成熟的几种外墙外保温方案有外贴聚苯板保温(模塑聚苯板或挤塑聚苯板)、外贴硬质聚氨酯泡沫保温、胶粉聚苯颗粒保温浆料、夹心聚苯板外墙保温、钢丝网架岩棉夹心板外复合保温等。下面主要介绍一下钢丝网架岩棉夹心板保温。

(1)钢丝网架岩棉夹心板外复合保温

钢丝网架岩棉夹心板复合保温墙体做法为在梁外侧上下挂80~100厚混凝土预制板,在混凝土板予埋Φ8钢筋固定钢丝网架岩棉夹心板,外粉刷为25顾防裂砂浆,并设分格缝间距1200mm左右(水平垂直方向均设),分格缝为10mm~15mm成品,最后喷涂高弹性丙烯酸外墙涂料。这种保温墙体在兰州市办公楼工程中应用较多,经过几年的使用效果较好,但不足之处是施工技术要求很高,在外墙粉刷面上还是有少量裂缝,但影响非常小。见图4。

(2)钢丝架岩棉夹心板单一保温

钢丝网架岩棉夹心板单一保温,即采用100厚或150厚钢丝网架岩棉夹心板,内外粉30厚防裂砂浆,外粉刷设分格缝间距1200mm左右(水平垂直方向均设),分格缝为10~15成品,最后喷涂高弹性丙烯酸外墙涂料。这种单一保温墙体在我市办公楼工程中应用较多,经过这几年的使用效果较好,但不足之处是施工困难,施工技术要求很高,在外墙处还是有少量裂缝,但不影响使用,见图5。

5 外墙外保温的几项防裂措施

(1)采用耐碱玻纤网格布或钢丝网增强层,一方面可以增强保温层与保护层的连接,同时还可以分散保护层和饰面层的收缩应力和应力集中,从而达到减少和防止出现裂缝的目的。在墙体易产生裂缝的部位,如门窗洞口处增设加强网,见图6,墙体阴阳角及勒角以下部位等还需采取设置钢丝网措施,见图7。首层墙面及其它可能遭受冲击的部位,应加铺一层耐碱玻纤网及钢丝网,二层及二层以上无特殊要求的应满铺标准网。标准网接缝为搭接,搭接长度不应少于100mm,转角处标准网应是连续的,从每边双向绕角后包墙的宽度不应小于200mm,加强玻纤网的接缝不得搭接及转折,布边为对接,接缝应对齐平整。

(2)采用粘结强度较高,且收缩变形小,具有一定弹性的微膨胀防裂砂浆或聚合物砂浆。

(3)保温层的伸缩缝,缝内应填塞比缝宽大于1.3倍的嵌缝衬条(如软聚乙烯泡沫塑料条),并分两次勾填密封膏,密封膏应凹进保温层外表面5mm;当在饰面层施工完毕后,再勾填密封膏时,应事前用胶带保护墙面,确保墙面免受污染。

(4)将保护层进行分块留缝并做嵌缝防水处理,可以减少收缩和温度应力。保护层与饰面层分格缝按设计要求进行分格,槽深小于等于8mm,槽宽10~12mm,抹聚合物抗裂砂浆时,应先处理槽缝部位,在槽口加贴一层标准玻纤网,并伸出槽口两边100mm;分格缝亦可采用塑料分隔条(成品)。见图8。一般间距1.5m(横竖均设),缝隙应横平竖直,大小均匀一致。待达到强度后,可在缝隙处嵌填密封膏。在门窗洞口、阳台等部位应做好护脚抹灰,每侧宽度不小于50mm。

(5)饰面层施工应在粉刷层达到设计强度和分格缝嵌填防水密封膏,并经验收后方可进行。饰面层应采用高强性、防水、耐候性好的外墙涂料(高弹性丙烯酸)。施工前应对粉刷层上的污物、泛碱等进行清扫,不得有孔洞、裂缝、缺角等,否则应用107胶腻子进行修补。涂料施工时,一般情况下连续作业,不宜停顿,如须停顿,则要在一个自然区段处停顿。在喷涂过程中,必须使新旧喷涂部分搭接,一个独立墙体应一次施工完毕。

6 结论

建筑节能势在必行,外墙外保温应用技术应全方位的推广,向高效节能材料技术方向发展。满足使用功能的质量,保证期不应低于25年,不断提高外保温系统的耐久性、防水性、有效性,采用“放抗结合”的抗裂技术是解决外墙外保温抗裂性的关键。

参考文献

[1]刘丙宇:综合外墙外保温系统施工要求[J]建筑技术2006.37(10)756-759

[2]张璐:挤塑泡沫板在外墙外保温中应用[J]建筑技术2006.37(10)740-742

构造措施设计 篇11

【关键词】地震作用；混凝土框架结构；连续倒塌；构造措施

1.前言

（1）建筑物遭受地震时，如何防止发生连续倒塌造成严重人员伤亡，是建筑结构工程师面临的重要课题。我国绝大多数公共建筑都为钢筋混凝土框架结构，开展有关提高此类建筑的安全性和防止其在地震时发生连续倒塌的科学研究显得尤为重要。钢筋混凝土框架结构能否防止竖向连续倒塌，其关键在于结构局部梁、柱失效后能否形成新的传力途径。

（2）建筑的连续倒塌是由于结构局部破坏造成部分构件失效，该构件上部结构的原有传力途径被阻断，若不能形成新的传力途径，会产生连锁的破坏，最终造成建筑物倒塌。因为设计师根本不知道在什么时间，在什么部位发生什么样的地震。所以结构师应该做的是如何将地震破坏限制在有限的可以接受的范围内，而不是保证建筑物不破坏。这一做法和建筑抗震设计中“大震不倒”的设计思想是一致的。

（3）通常为防止结构发生连续倒塌，认为建筑结构应具有适当的连续性、冗余度和延性，以便当某些构件（例如：梁或柱）失效时结构可以形成另外的传力途径。这只是一般的概念，这些概念如何在防止建筑由于地震破坏产生倒塌中应用还有许多具体的、细致的工作要做。从经济的角度考虑，为防止建筑物发生连续倒塌不能大幅度地增加建筑造价。由于现在的建筑在设计时一般除考虑承受使用荷载外，还考虑抵御地震等自然灾害。所以，一种经济合理的解决办法是让建筑物既能抵御自然灾害也能抵御人为灾害——采取复合防灾的模式。选择能同时满足抗震、抗风和防止连续倒塌的要求，又不显著增加费用的方式。

（4）钢筋混凝土结构目前是我国应用最为广泛的建筑结构，而且绝大多数公共建筑都采用钢筋混凝土框架结构。与剪力墙结构相比，框架结构更容易发生竖向连续倒塌。所以开展钢筋混凝土框架结构在地震破坏作用下防止发生连续倒塌的研究是十分有意义和有价值的。

2.抗倒塌建筑分类

（1）建筑抗倒塌设计一般是指避免建筑在遭受煤气爆炸、炸弹爆炸、飞行器或大型汽车撞击等偶然事件时发生连续倒塌。这种偶然事件可能造成部分结构或构件破坏，如果结构不能耗散偶然荷载产生的能量或阻断破坏的发展，就会在垂直方向或水平方向引发连锁破坏，从而导致整个结构倒塌。建筑抗倒塌设计的困难首先是偶然事件的不确定性。因为此类偶然事件属人为失误或故意破坏造成，它的不确定性远远高于地震和飓风等自然灾害的不确定性。目前，人们几乎无法预测建筑在使用周期内可能遇到此类偶然事件的具体情况，所以就无法为设计者提供详细的设计参数。显然，建筑抗倒塌设计采用常规的设计方法既不经济也不安全。但是，研究表明这种偶然事件和连续倒塌的风险是不能忽略的，并且其危险性正在增加。所以，建筑抗倒塌设计策略应该是：通过加强结构系统的整体性，增加结构的延性、连续性和赘余度，使结构具有“搭桥”能力和悬索作用，当部分构件破坏后能改变传力路线，将破坏限制在允许的范围内达到避免建筑倒塌目的。

（2）从结构连续倒塌概念可以看出，结构抗连续倒塌能力的分析是针对偶然作用下的结构进行性能分析。偶然作用的特点就是发生的机率很小但产生的破坏作用很大。对于不同建筑，是否具有抗连续倒塌能力，所造成的人员伤亡、财产损失和对社会功能影响也不同，因此不能一概而论。本文结合我国国情及《建筑抗震设防分类标准》GB50223-95，参照英国、美国设计规范，可以根据建筑物遭遇此类偶然事件的可能性和建筑发生倒塌后可能造成后果的严重性对建筑分类，对不同类别建筑采取不同的抗倒塌策略，建筑分类见下表。

（3）对于第1类建筑由于其危险性很低，可以不考虑此类偶然事件灾害的影响；第2类建筑危险性属较低，只需通过在结构中设置水平和垂直拉杆连接系统加强结构的整体性，不需进行分析计算；第3类建筑危险性属中等，除需设置拉杆连接系统加强结构的整体性外，还需采用等效静力分析模型进行分析；第4类建筑危险性高，除设置拉杆连接系统加强结构的整体性外，还应采用非线性静力或动力等方法进行分析（抗倒塌建筑分类见表1）。

3.拉杆连接系统布置

拉杆连接系统是通过在结构内部设置水平和垂直方向的拉接筋，有效地将结构连接在一起，增加结构的连续性和延性，并使结构具有“搭桥”能力。当结构的某一竖向承重构件破坏时，其上部水平构件（例如板或梁）中的拉杆通过悬索作用在破坏构件上方形成“桥”，改变原来的传力路线将荷载由其相邻构件承担，从而限制破坏的发展避免连续倒塌的发生。在实际设计时可利用常规设计在构件中布置的钢筋作为拉杆的一部分或全部。钢筋混凝土结构中的拉杆可分为水平拉杆和垂直拉杆两类，水平拉杆包括内部拉杆、周边拉杆、外柱及角柱拉杆和墙拉杆；垂直拉杆是布置在柱和承重墙中的拉杆。在布置拉杆时应遵守：周边拉杆的传力路线必须沿结构平面外围连续；内部拉杆的传力路线应从结构的一侧贯通到另一侧；根据具体结构的实际结构布置，可利用现有的结构构件布置拉杆（例如主梁、次梁和柱），并可利用其原有的钢筋作为拉杆的一部分或全部；垂直拉杆必须从柱底到柱顶贯通；外柱和外墙拉杆不必沿水平方向贯通，但必须有效地锚固在结构内部；对于有变形缝的结构，应在每个结构单元独立布置拉杆连接系统。所有拉杆的传力路线必须连续并应是直线，不允许因遇洞口等原因改变其传力方向。

4.抗倒塌配筋构造

钢筋混凝土框架结构边柱或中柱失效后，失效柱部分的局部框架梁变成了双跨梁。失去某一柱后，抵抗负弯矩的受压区，突然要抵抗正弯矩，而且荷载也明显增加。按照原有框架梁配筋，梁根本不具备抵抗内力重分布的能力，会发生没有一点延性的破坏，并且这种破坏会在其它构件中扩散，造成连锁破坏。为最大限度发挥原有结构抗倒塌能力，梁的底部钢筋必须全部连通。钢筋混凝土框架结构角柱失效后，失效柱部分的局部框架梁跨度未变，但框架梁端部变成了悬挑梁，且跨端有一集中荷载（上柱传来），其余荷载不变。此时梁端剪力将大幅增加，主要受力钢筋的位置也由梁的下部移到了上部，原有框架梁配筋也不能满足新的抗弯要求。为防止结构连续倒塌，建议如下：

（1）将梁底部纵筋沿梁全长连通布置——保证边柱或中柱失效后其上部形成的双跨梁具有正截面抗弯承载能力。

（2）框架梁端跨配置整跨负弯矩筋，并应加强其端部的锚固措施——保证角柱失效后其上部形成的悬挑梁具有正截面抗弯承载能力。

（3）增加梁底部通长纵筋和端跨负弯矩筋的数量（具体数量需通过计算确定）——保证前两种情况下的形成的双跨梁和悬挑梁具有足够的正截面抗弯承载能力。

（4）增加梁端箍筋加密区的长度（具体尺寸需通过计算确定，对端跨需全长加密）——保证前两种情况下的形成的双跨梁和悬挑梁具有足够的斜截面抗剪承载能力。

（5）提高梁柱混凝土强度等级，加大底层框架梁的截面高度尺寸——提高前两种情况下的形成的双跨梁和悬挑梁正截面受弯承载能力和斜截面抗剪承载能力。

（6）柱距不能过大——因为某一根柱子失效以后，其上部框架梁的跨度将由一倍柱距变为两倍柱距，故控制好柱距尺寸，相当于减小了柱子失效以后上部形成的双跨梁的跨度，相应增加了结构抗倒塌能力。

（7）避免采用转换梁结构方案——转换梁方案中梁的跨度原本就已经很大，当某一根柱子失效以后，其上部框架梁的跨度将增加一倍，此时形成的新的双跨梁跨度将非常大，基本不具备抗倒塌能力.。

5.结论

本文主要内容是对钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌的构造措施进行了探讨，总结出了适合我国钢筋混凝土结构抗倒塌设计的相关构造措施。

（1）根据建筑物遭遇偶然事件的可能性和建筑发生倒塌后可能造成后果的严重性将建筑分为四类，对不同类别建筑采取不同的抗倒塌策略。

（2）提出在钢筋混凝土内部设置拉杆连接系统，有效地将结构连接在一起，增加结构的连续性和延性，并使结构具有“搭桥”能力，从而限制破坏的发展，避免连续倒塌的发生。

（3）提出了一些具体的抗倒塌构造措施：加强梁底部通长纵筋和端跨负弯矩筋的配置；增加梁端箍筋加密区的长度；提高梁柱混凝土强度等级；加大底层框架梁的截面高度尺寸；柱距不能过大；避免采用转换梁结构方案等。

参考文献

[1]张雷明，刘西拉.框架结构倒塌分析中的几个问题[J].上海交通大学学报，2001，（10）.

[2]叶彬.框架房屋抗震设计探讨[J].中国科技信息，2005，（10）.

[3]GB50011-2001，建筑抗震设计规范.

[4]李应斌.钢筋混凝土结构基于性能的抗震.

[5]GB50223-95，建筑抗震设防分类标准.

抗震墙砌体房屋抗震构造措施研究 篇12

底框结构是我国现阶段经济条件下特有的一种结构, 从抗震上讲它是一种不合理的结构形式, 但限于我国当今的经济发展水平, 目前还无法取消, 因此在我国内地及广大中西部地区临街建筑中仍普遍采用。其具有“头重脚轻”、“上刚下柔”的特点, 为保证实现“小震不坏, 中震可修, 大震不倒”的抗震原则。结构设计中抗震墙如何设置, 有时需要反复计算, 多次与建筑专业协调。由于底部框架抗震墙砖房是由钢筋混凝土框架抗震墙和上部砖房两种承重和抗侧力体系构成, 这两种抗侧力体系在抗震性能等方面的差异, 使得这类结构的结构选型与抗震设计较为复杂。临街建筑采用这类结构, 底部临街一侧常不设置抗震墙或设置的数量较少, 而另一侧则设置的数量较多, 造成结构的质心与刚度中心不一致, 地震时引起较为严重的扭转效应, 加剧了地震的破坏作用。通过对这类房屋结构易损性分析, 结合历次的震害资料及设计实践, 可对其结构选型与抗震设计中的建筑体型、结构构造及改善框架柱和上部砖房抗震性能等问题进行了研究。

2 抗震墙房屋的震害特点及其分析

据有关震害调查和实验研究表明, 当底层无抗震墙或抗震墙数量较少时, 底层框架-抗震墙砌体房屋的震害集中在底层框架或底层框架抗震墙部分, 且墙比柱重, 柱比梁重。震害原因:主要是由于结构刚度上刚下柔或抗侧力强度上强下弱, 加之底层所受地震作用相对较大, 造成底层框架抗震墙变形过分集中, 位移太大或丧失承载力而破坏。但上部各层墙体除了因连接构造太差而发生失稳破坏外, -般基本完好或轻微破坏, 层间位移相对很小。当底层设置抗震墙太多时, 其震害现象与多层砌体房屋的震害类似, 一般是第二层墙体破坏较为严重。

上述震害特点与该类房屋的抗震性能是基本一致的。底部框架一抗震墙砌体房屋是由底层或底部两层为框架抗震墙、上部为多层砌体房屋构成的。这类房屋的底部框架一抗震墙结构部分具有一定的抗侧力刚度和一定的承载能力、变形能力及耗能能力;上部多层砌体房屋具有较大的抗侧力刚度和一定的承载能力, 但变形和耗能能力相对较差。这类结构的整体抗震能力即取决于底部和上部各自的抗震能力, 又决定于底部和上郡的抗侧力刚度和抗震能力的相互匹配程度, 也就是说不能存在特别薄弱的楼层, 凡震害严重的部位, 均为抗震设计考虑不周而出现的相对薄弱的楼层。尽量避免薄弱楼层是底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计中的一个重要概念。

3 抗震构造措施

底部框架-抗震墙砖房的砖砌体和混凝土结构部分除应分别满足多层砖房和多层混凝土结构房屋的有关构造措施外, 还应满足下列要求。

3.1 上部砖混层构造柱和圈梁的设置及其构造

底部框架一抗震墙砖房的上部砖混层应设钢筋混凝土构造柱, 当采用装配式楼盖时, 各层均应设置必要的圈梁, 并应符合下列要求:a构造柱和圈梁的设置部位:砖混过渡层各横墙 (轴线) 与内、外纵墙 (轴线) 交接处及门窗洞口处均应设置构造柱, 且每轴线均设置圈梁;其它砖混层应根据房屋的总层数按抗震规范中多层砖房的规定设置。b.构造柱的截面尺寸宜采用300 mm×300mm, 且不应小于240 mm×240mm;圈梁的截面尺寸宜采用240 mm×300mm, 且不应小于240mm×240mm。c.构造柱的纵向钢筋不宜小于4φ4, 箍筋间距不宜大于200mm (柱上、下端500mm范围内为100mm) , 箍筋直径应≥8;圈梁的纵向钢筋不宜小于4φ10, 箍筋间距不宜大于200mm。d.构造柱应与每层圈梁连接, 或与现浇板可靠拉结。e.砖混过渡层构造柱纵筋在相邻框剪层柱 (粱) 内锚固长度:单元四角处≥40d, 其余部位≥35d, 或在柱 (梁) 内留出短筋与过渡层构造柱纵筋搭接, 搭接长度≥1.2倍锚固长度。当构造柱与框架梁连接时, 粱的相应部位应采用间距100mm、直径≥8的箍筋加强。f.构造柱与墙连接处宜砌成马牙槎, 先砌墙, 后浇柱, 并应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋, 钢筋伸人墙内不宜小于1 m。g.砖混过渡层的外纵墙窗台以下应每隔500mm设置通长的2φ6钢筋, 并在窗台标高处设置600mm、厚240mm宽的配筋砂浆 (或混凝土) 带, 砂浆强度等级应≥M7.5 (混凝土强度等级应≥C20) , 钢筋宜采用2φ10, 且应锚入两侧的构造柱内;另外, 过渡层墙体的砂浆强度等级, 不应低于M7.5。h.上部的承重墙和厚度不小于240mm的自承重墙, 其中心线宜与底部的框架梁、抗震墙的轴线相重合;构造柱宜与框架柱上下贯通。i.为了改善房屋的整体抗震性能, 应尽量减轻上部结构的重量, 如采用空心砖、加气混凝土砌块等。

3.2 楼 (屋) 盖的形式及其构造

底部框架一抗震墙砖房的转换层的楼板应采用现浇或装配整体式钢筋混凝土楼板。并应具有足够的平面内刚度, 为此, 截面厚度应按前述方法计算定, 并应少开洞、开小洞, 当洞口尺寸大于800 mm时, 应设洞边梁;如必须设楼、电梯而开大洞时, 应采用抗震墙围成的筒体。且对装配整体式板, 要先浇面层后砌墙, 面层厚度不应小于40 mm, 内设不少于φ4@250mm的双向钢筋网, 且配筋面层与其下的大梁要用φ8@500 mm (锚固长度200 mm) 钢筋拉结。转换层楼板应采用双层双向通长配筋, 且每方向配筋率不应低于0.25%;板外侧边缘应设置边缘拉梁予以加强, 拉梁可利用纵向框架梁或底部外纵墙, 拉梁的负筋至少应有50%且不低于0.25%配筋率的钢筋贯通梁全长。其它楼层, 采用装配式钢筋混凝土楼板时均应设现浇圈梁, 采用现浇钢筋混凝土楼板时可不设圈梁, 但楼板应与相应的构造柱可靠连接。

4 底部框架结构设计中的常见问题

4.1 底部抗震墙数量不够造成上、下侧向刚度比超过规定。

4.2 侧向刚度比符合要求, 但上层纵向墙

体开间过大, 下部抗震墙几乎没有, 这种上、下纵向刚度都很小, 相对比值却能满足。对于这类房屋, 首先要求上层砌体应满足砌体结构的局部尺寸限值, 再调整底部抗震墙, 使之满足侧向刚度比。

4.3 单片抗震墙过长, 有的整个山墙12米多全按抗震墙设计, 形成“刚度集中”。

对于高层建筑, 抗震墙不宜超过8米, 而对于高度矮很多底框房屋墙更不应过长。低矮抗震墙破坏特征是“剪切型”, 具破坏起于混凝土剪坏, 属脆性破坏。规范规定底框房屋抗震墙高宽比不宜小于2.0, 较长的抗震墙可设竖缝予以处理。

4.4 托墙梁支承于底部抗震墙上, 这是一种严重的设计错误。

其错在于:a.由于托墙梁截面一般都很大, 受力很大, 使得抗震墙承受很大的出平面弯曲作用, 也使得抗震墙局部区段轴压比过大。b.底框房屋抗震墙一般在200-250之间, 托墙梁纵向钢筋的锚固难以达到规范强制性条文7.5.3条的要求。c.由于墙很薄, 托墙梁线刚度很大, 形成“强梁弱支座”, 节点易于破坏, 托墙梁配置很多负筋不起作用。对这类问题, 应在托墙梁下设框支柱, 或设垂直的抗震墙以平衡厚墙体出平面的弯曲作用。在一些错误的设计中, 托墙梁下抗震墙连暗柱都没有设置, 这应该引起大家的重视。

4.5 当有次梁托墙时, 应注意支承托墙次

梁的主框架梁的抗剪、抗扭设计, 此时不能按一般多层框架梁的构造作法, 在支座边1.5倍梁高或1/6跨度范围内加密箍筋。由于托墙次梁传来很大的集中力和扭矩, 有可能使得跨中剪力与支座剪力相差不很大, 对这类情况要注意跨中抗剪强度的验算。注意一下这个问题, 或许可以避免大错误。

4.6 底部框架房屋抗震墙应设置自己的基础。

常有这样的设计:抗震墙通过墙下暗梁或构造地梁支承在两端的柱下基础上。这违反了抗震规范强制性条文7.1.8第5款。

如果搞震两端柱下为桩基础, 应沿墙下布桩, 用带形承台连接两端柱下承台形成整体。如果抗震墙两端柱下为独立扩展基础, 抗震墙下可设置条基连接两端形成整体。总之, 应让抗震墙直接传力于基础。

摘要：结合历次的震害资料及设计实践, 对其结构选型与抗震设计中的建筑体型、结构构造及改善框架柱和上部砖房抗震性能等问题进行了研究。