组合砌体结构

组合砌体结构（共6篇）

组合砌体结构 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。

组合砌体结构 篇2

楼梯间采用现浇混凝土楼盖，纵横向承重墙厚度均为190mm，采用单排孔混凝土小型砌块、双面粉刷，一层采用MU20砌块和Mb15砂浆，二至三层采用MU15砌块和Mb砂浆，层高3.3m一层墙从楼板顶面到基础顶面的距离为4.1m，窗洞均为1800mm×1500mm，门洞宽均为1000mm，在在纵横相交处和屋面或楼面大梁支撑处，均设有截面为190mm×250mm的钢筋混凝土构造柱（构造柱沿墙长方向的宽度为250mm），图中虚线梁L1截面为250mm×600mm，两端伸入墙内190mm，施工质量控制等级为B级。

纵墙计算单元横墙计算单元

三毡四油铺小石子10.809009.90+油膏嵌实15mm厚水泥砂浆40mm厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找坡 +100mm厚沥青膨胀珍珠岩120mm厚现浇混凝土板33006.60+3.3010mm厚水磨石地面面层 20mm厚水泥打底 120mm钢筋混凝土板33003300

1、荷载计算：

（1）屋面荷载：

防水层：三毡四油铺小石子 0.4kN/㎡ 找平层：15mm水泥砂浆 0.3kN/㎡

800++-0.00

找坡层：40mm厚水泥焦渣砂浆3‰找坡 0.56kN/㎡ 保温层：100mm厚沥青膨胀珍珠岩 0.8kN/㎡ 结构层：120mm厚现浇混凝土板 3.0kN/㎡ 抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.17kN/㎡ 钢筋混凝土进深梁250mm×600mm 1.18 kN/㎡ 屋盖永久荷载标准值： ∑6.41kN/㎡ 屋盖可变荷载标准值 0.5kN/㎡ 由屋盖大梁给计算墙垛计算：

标准值：N1k =Gk＋Qk=(6.41 kN/㎡＋0.5 kN/㎡)×1/2×6.3m×3.6m=78.36 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：N1=1.2Gk+1.4Qk=(1.2×6.41 kN/㎡+1.4×0.5 kN/㎡)×1/2×6.3m×3.6m=95.17 kN 由永久荷载控制组合：N1=1.35Gk+1.0Qk=（1.35×6.41 kN/㎡+1.0×0.5 kN/㎡）×1/2×6.3m×3.6m=103.80 kN（2）楼面荷载：

10mm厚水磨石地面面层 0.25 kN/㎡ 20mm厚水泥打底 0.40 kN/㎡ 结构层120mm钢筋混凝土板 3.0 kN/㎡ 抹灰层10mm厚 0.17 kN/㎡ 钢筋混凝土进深梁250mm×600mm 1.18 kN/㎡ 楼面永久荷载标准值： ∑5.0kN/㎡

楼面可变荷载标准值 1.95kN/㎡ 由楼面大梁传给计算墙垛的荷载：

标准值：N2k =Gk＋Qk=(5.0 kN/㎡+1.95 kN/㎡)×1/2×6.3m×3.6m=78.81 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：N2=1.2Gk+1.4Qk=(1.2×5.0kN/㎡+1.4×1.95 kN/㎡)×1/2×6.3m×3.6m=99.0 kN 由永久荷载控制组合：N2=1.35Gk+1.0Qk=（1.35×5.0 kN/㎡+1.0×1.95 kN/㎡）×1/2×6.3m×3.6m=98.66 kN（3）墙体自重：

女儿墙重（厚190mm，高900mm）计入两面抹灰40mm其标准值为：N3k =2.96 kN/㎡×3.6m×0.9m=9.59 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：N3=9.59 kN×1.2=11.51 kN 由永久荷载控制组合：N3=9.59 kN×1.35=12.95 kN 女儿墙根部至计算截面高度范围内墙体厚190mm其自重标准为：2.96 kN/㎡×3.6m×0.6m=6.39 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：N3=6.39 kN×1.2=7.67 kN 由永久荷载控制组合：N3=6.39 kN×1.35=8.63 kN 计算每层墙体自重，应扣除窗面积，对于2、3层墙体厚190mm，高3.3m自重为：(3.3m×3.6m-1.8m×1.5m)×2.96 kN/㎡＋

1.8m×1.5×0.25 kN/㎡=27.85 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：27.85 kN×1.2=33.42 kN 由永久荷载控制组合：27.85 kN×1.35=37.60 kN 对于1层墙体厚190mm计算高度4.1m其自重为：（3.5m×3.6m-1.8m×1.5m)×2.96 kN/㎡＋1.8m×1.5×0.25 kN/㎡=29.98 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：29.98 kN×1.2=35.97 kN 由永久荷载控制组合：29.98 kN×1.35=40.47 kN

2、内力计算：

楼盖、屋盖大梁截面b×h=250mm×600mm，梁端在外墙的支撑长度为190mm，下设由bb×ab×ta=190mm×500mm×180mm的刚

a01hf性垫块，则梁端上表面有效支撑长度采用墙偏心距e=h/2-0.4a0。h为支撑墙厚。，对于外由可变荷载控制下的梁端有效支撑长度计算表：

楼层 h/mm f /N/㎡

N /kN 600 4.02 11.51 600 4.02 140.1 0.41 600 5.68 272.52 0.80 0/N/mm2 0.034

1

0/mm

5.41 66.10

5.55 67.80

5.63 57.90 由永久荷载控制下的梁端有效支撑长度计算表：

楼层 h/mm f /N/㎡

N /kN 600 4.02 12.95 600 4.02 154.35 0.45 5.57 68.05 600 5.68 290.61 0.85 5.62 57.76 0/N/mm2 0.038

1

0/mm

5.41 66.10 外重墙的计算面积为窗间墙垛的面积A=1800mm×190mm墙体在竖向荷载作用下的计算模型与计算简图如下

纵向墙体的计算简图

各层I-I、IV-IV截面内力按可变荷载控制和永久变荷载控制组

合分别列于下表

由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表

截面上层传荷

楼层

Nu 3 2 1 /kN 11.51(7.67)147.77 280.19

本层楼盖荷载 Nl

/kN 95.17 99.0 99.0

截面I-I

IV-IV NⅥ

/kN 147.77 280.19 412.61

e2

/mm 0 0 0

e1

M NⅠ

/mm /(kN/m)/kN 68.56 6.52 114.35 67.88 6.72 246.77 71.84 7.11 379.19 表

NⅠ= Nu+ Nl M= Nu·e2+ Nl·e1 NⅥ=NⅠ+NW(墙重)由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表

中

截面上层传荷

楼层

Nu 3 2 1 /kN 12.95(8.63)162.98 299.24

本层楼盖荷载 Nl

/kN 103.80 98.66 98.66

截面I-I

IV-IV NⅥ

/kN 162.98 299.24 435.5

e2

/mm 0 0 0

e1

M NⅠ

/mm /(kN/m)/kN 68.56 7.12 125.38 67.78 6.30 261.64 71.94 7.10 397.9

3、墙体承载力计算：

本建筑墙体的最大高厚

H04100mm21.58c20.81.0692624.46h190mm满足要求

承载力计算一般对I-I截面进行，但多层砖房的底部可能IV-IV截面更不利计算结果如下表

纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表

计算项目

M/(kN·m)N/kN e/mm h/mm e/h

第2层

截面第3层

截面I-I 6.52 114.35 57.02 190 0.3 17.37 0.26 342000 15 10 4.02 357.46 >1

6.72 246.77 27.23 190 0.14 17.37 0.44 342000 15 10 4.02 604.93 >1

IV-IV

第1层

截面

截面I-I 7.11 379.19 18.75 190 0.099 18.42 0.45 342000 20 15 5.68 875.15 >1

IV-IV

0 280.19 0 190 0 17.37 0.69 342000 15 10 4.02 948.64 >1

0 412.61 0 190 0 18.42 0.63 342000 20 15 5.68 1223.81 >1 H0h



A/m㎡ 砌块MU 砂浆M f/(N/mm2)

Af/kN Af/N

纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目

M/(kN·m)N/kN e/mm h/mm e/h

第2层

截面第3层

截面I-I 7.12 125.38 56.78 190 0.30 17.37 0.26 342000 15 10 4.02 357.46 >1

6.30 255.98 24.61 190 0.14 17.37 0.44 342000 15 10 4.02 604.93 >1

第1层

截面

截面I-I 7.10 397.9 17.84 190 0.099 18.42 0.45 342000 20 15 5.68 875.15 >1

IV-IV IV-IV

0 435.5 0 190 0 18.42

0 293.58 0 190 0 17.37 0.69 342000 15 10 4.02 948.64 >1 H0h



A/m㎡ 砌块MU 砂浆M

0.63 342000 20 15 5.68 1223.81 >1 f/(N/mm2)

Af/kN Af/N

由上表可知砌体墙均能满足要求。

4、气体局部受压计算：

以上述窗间墙第一层为例，墙垛截面为190mm×1800mm，混凝土梁截面为250mm×600mm，支承长度a=190mm，根据规范要求在梁下设190mm×600mm×180mm(宽×长×厚)的混凝土垫块。根据内里计算，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=99.0kN墙体的上部荷载Nu=280.19KN,当由永久荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=98.66kN，墙体的上部荷载Nu=299.24KN。墙体采用MU20空心砌体砖，M10混合砂浆砌筑。由a0=57.76mm A0=(b+2h)h=(600mm+2×190mm)×190mm=186200

190mm=324000mm2mm2<1800mm×

故取

A0=186200mm2

2垫块面积：Ab=bb×ab=190mm×600mm=114000mm

计算垫块上纵向的偏心距，取Nl作用点位于墙距内表面0.4 a0处，由可变荷载荷载控制组合下：

280190N11400093.40kN1800mm190mm 190mm99.0kN(0.457.76mm)2e37.0mm99.0kN93.40kN NU0Abe37.0mm0.195h190mm查表得=0.69 A0186200mm2r10.35110.3511.292rl0.8r0.81.291.032 Ab114000mm垫块下局压承载力按下列公式计算：

N0NL99.0kN93.40kN192.4kN

rlAbf0.691.032114000mm25.68kN/mm2461.09kN

N0NLrlAbf

由永久荷载控制组合下

299240N11400099.75kN1800mm190mm 190mm98.66kN(0.457.76mm)2e35.75mm98.66kN99.75kN NU0Abe35.75mm0.188h190mm查表得=0.704 垫块下局压承载力按下列公式计算：

N0NL98.66kN99.75kN192.4kN

rlAbf0.7041.032114000mm25.68kN/mm2470.44kN

N0NLrlAbf

由此可见，在永久荷载控制下，局压承载能力能满足要求。

5、横墙荷载

(1)屋面荷载：

防水层：三毡四油铺小石子 0.4kN/㎡ 找平层：15mm水泥砂浆 0.3kN/㎡ 找坡层：40mm厚水泥焦渣砂浆3‰找坡 0.56kN/㎡ 保温层：100mm厚沥青膨胀珍珠岩 0.8kN/㎡ 结构层：120mm厚现浇混凝土板 3.0kN/㎡ 抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.17kN/㎡ 屋盖永久荷载标准值： ∑5.23kN/㎡ 屋盖可变荷载标准值 0.5kN/㎡

标准值：N1k =Gk＋Qk=(5.23 kN/㎡＋0.5 kN/㎡)×1/2×1.0m×3.6m=10.31 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：N1=1.2Gk+1.4Qk=(1.2×5.23 kN/㎡+1.4×0.5 kN/㎡)×1/2×1.0m×3.6m=12.56kN 由永久荷载控制组合：N1=1.35Gk+1.0Qk=（1.35×5.23 kN/㎡+1.0×0.5 kN/㎡）×1/2×1.0m×3.6m=13.61 kN（2）楼面荷载：

10mm厚水磨石地面面层 0.25 kN/㎡ 20mm厚水泥打底 0.40 kN/㎡ 结构层120mm钢筋混凝土板 3.0 kN/㎡ 抹灰层10mm厚 0.17 kN/㎡ 楼面永久荷载标准值： ∑3.82kN/㎡ 楼面可变荷载标准值 1.95kN/㎡ 由楼面大梁传给计算墙垛的荷载：

标准值：N2k =Gk＋Qk=(3.82 kN/㎡+1.95 kN/㎡)×1/2×1.0m×3.6m=10.39 kN 设计值：

由可变荷载控制组合：N2=1.2Gk+1.4Qk=(1.2×5.0kN/㎡+1.4×1.95 kN/㎡)×1/2×1.0m×3.6m=13.17 kN 由永久荷载控制组合：N2=1.35Gk+1.0Qk=（1.35×5.0 kN/㎡+1.0×1.95 kN/㎡）×1/2×1.0m×3.6m=12.79 kN

横向墙体计算简图

（2）横墙自重承载力计算

对于2、3层墙体厚190mm，高3.3m自重为2.96 kN/㎡×3.3m×1.0m=9.768kN 设计值：

由可变荷载控制组合：9.768 kN×1.2=11.72 kN 由永久荷载控制组合：9.768 kN×1.35=13.19kN 对于1层墙体厚190mm计算高度4.1m其自重为： 2.96 kN/㎡×3.3m×1.0m=12.14kN 设计值：

由可变荷载控制组合：12.14kN×1.2=14.57kN 由永久荷载控制组合：12.14 kN×1.35=16.39 kN 本建筑墙体高厚比

H04100mm21.5826h190mm满足要求。

横向墙体由可变荷载控制组合表 计算项目 第3层

N/kN h/mm H0/m

24.28 190 3.3 17.37 0.69 190000 15 10 4.02 527.02 >1

第2层 49.17 190 3.3 17.37 0.69 190000 15 10 4.02 527.02 >1

第1层 76.91 190 4.1 21.58 0.59 190000 20 15 5.68 636.73 >1 H0h



A/m㎡ 砖MU 砂浆M f/(N/mm2)

Af/kN Af/N

横向墙体由永久荷载控制组合表 计算项目 第3层

N/kN h/mm H0/m

26.8 190 3.3 17.37 0.69 190000 15 10 4.02 527.02 >1

第2层 52.78 190 3.3 17.37 0.69 190000 15 10 4.02 527.02 >1

第1层 81.96 190 4.1 21.58 0.59 190000 20 15 5.68 636.73 >1 H0h



A/m㎡ 砖MU 砂浆M f/(N/mm2)

Af/kN Af/N

砖砌体结构应用研究 篇3

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

[1]丁大钧.《砌体结构》教学刍议[J].建筑结构, 1999 (3) .

[2]施楚贤主编.砌体结构理论与设计[M].中国建筑工业出版社, 1992.

[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) .

砌体结构课程设计原本 篇4

砌体结构课程设计

I砌体结构课程设计任务.....................................................................................2II、砌体结构课程设计计算书......................................................................................4

一、结构方案........................................................................................................4

二、荷载资料............................................................................................................5

三、墙体高厚比验算................................................................................................6

四、结构承载力计算................................................................................................7

五、过梁，圈梁，挑梁，悬梁，板等构件布置及构造措施......................................18

六、基础设计..........................................................................................................22

一、设计题目：多层混合结构房屋设计

某多层办公楼，建筑条件图见附图，对其进行结构设计。

二、设计内容

1、结构平面布置图：柱、主梁、圈梁、构造柱及板的布置

2、墙体的承载力的计算

3、墙体局部受压承载力的计算

4、挑梁、雨蓬的计算

5、墙下条形基础的设计

6、绘制各层结构平面布置图（1：200）

7、完成计算书

三、设计资料

1、题号及楼面荷载取值

2、其它荷载取值（全部为标准荷载值）

（1）、屋面活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取5.0kN/m2（2）、卫生间活荷载取2.5kN/m2,恒荷载取7.0kN/m2（3）、楼梯间活荷载取2.0kN/m2,恒荷载取4.5kN/m2（4）、钢筋混凝土容重γ=25kN/m3（5）、平顶粉刷：0.40kN/m2（6）、基本风压：0.40kN/m2（7）、铝合金门窗：0.25kN/m2（8）、墙及粉刷：240mm厚：5.24kN/m2

3、地质条件

本工程建设场地地质条件较好，持力层为粘土层，持力层厚度4.0米，上部杂填土厚度1.2米,持力层下无软弱下卧层。粘土层地耐力特征值为230kpa。

4、材料

（1）、混凝土：C20或C25（2）、砖采用页岩砖，砂浆采用混合砂浆或水泥砂浆，强度等级根据计算选定。

注：恒载、活载指的是楼面恒载、活载标准值，单位为kN/m2，要求同学按学号选择每题的楼面恒载、活载值。

一、结构方案

1.主体结构设计方案

该建筑物层数为五层，总高度为16.5m，层高3.3m<4m;体形简单，室内要求空间小，横墙较多，所以采用砖混结构能基本符合规范要求。

2.墙体方案及布置

（1）变形缝：由建筑设计知道该建筑物的总长度32.4m<60m，可不设伸缩缝。

工程地质资料表明：场地土质比较均匀，领近无建筑物，没有较大差异的荷载等，可不设沉降缝；根据《建筑抗震设计规范》可不设防震缝。

（2）墙体布置：应当优先考虑横墙承重方案，以增强结构的横向刚度。大房 间梁支撑在内外纵墙上，为纵墙承重。纵墙布置较为对称，平面上前后左右拉通；竖向上下连续对齐，减少偏心；同一轴线上的窗间墙都比较均匀。个别不满足要求的局部尺寸，以设置构造拄后，可适当放宽。根据上述分析，本结构采用纵横墙混合承重体系。

（3）墙厚为240mm。

（4）

一、二层层采用MU15烧结页岩砖，Mb10混合砂浆；三至五层采用MU10 烧结页岩砖，Mb7.5混合砂浆。

（5）梁的布置：梁尺寸为250mm*600mm，伸入墙内240mm。梁布置见附图。

（6）板布置：雨篷，楼梯间板和卫生间楼面采用现浇板，其余楼面均采用预

制装配式楼面，预制板型号为YKB3652，走廊采用YKB2452。具体布置见附图。

3.静力计算方案

由建筑图可知，最大横墙间距s=10.8m，屋盖、楼盖类别属于第一类，s<32m，查表可知，本房屋采用刚性计算方案。计算简图如下所示。4.多层砖混房屋的构造措施

（1）构造柱的设置：构造柱的根部与地圈梁连接，不再另设基础。在柱的上

下端500mm范围内加密箍筋为φ6@150。构造柱的做法是：将墙先砌成大马牙槎（五皮砖设一槎），后浇构造柱的混凝土。混凝土强度等级采用C25。

（2）圈梁设置：各层、屋面、基础上面均设置圈梁。横墙圈梁设在板底，纵墙圈梁下表面与横墙圈梁底表面齐平，上表面与板面齐平或与横墙表面齐平。当圈梁遇窗洞口时，可兼过梁，但需另设置过梁所需要的钢筋。

二、荷载资料（均为标准值）根据设计要求，荷载资料如下：

21、屋面恒荷载：3.4kN/m2+0.4kN/m（平顶粉刷）=5.4kN/m2, 屋面活荷载：2.0kN/m2。

22、楼面恒荷载：3.4kN/m2+0.4kN/m（平顶粉刷）=3.8kN/m2，楼面活荷载：2.5kN/m2。

3、卫生间恒荷载：7.0kN/m2，活荷载：2.5kN/m2。

4、钢筋混凝土容重：γ=25kN/m3。

5、墙体自重标准值

240mm厚墙体自重5.24kN/m2(按墙面计)铝合金玻璃窗自重0.25kN/m2(按墙面计)

6、基本风压0.4kN/m2，且房屋层高小于4m，房屋总高小于38米，所以设 计不考虑风荷载的影响。

7、楼梯间恒荷载4.5kN/m2，活荷载2.0kN/m2

三、墙体高厚比验算

1、外纵墙高厚比验算

室内地面距基础高度为0.7m，故底层高度H=3.3+0.7=4.0m，s=10.8m，即s>2H，计算高度H0=1.0H=4m，二层及二层以上为H0=3.3m。

墙厚0.24m，承重墙取µ 1 =1.0。

有窗户的墙允许高厚比：µ2=1−0.4bs1.5=1−0.4=0.83；s3.6 [β]允许高厚比，查表得：当砂浆强度等级为M10,M7.5时，[β]=26。底层高厚比验算：

4.0；β==16.67<μ1μ2[β]=1.0×0.83× 26=21.58（满足要求）0.24 二层及以上纵墙高厚比验算：3.3；=13.75<µ1µ2[β]=1.0×0.83× 26=21.58（满足要求）0.24

2、内纵墙高厚比验算β= 墙体的计算高度，底层：H0底=4.0m μ2=1-0.4 β=b1.0=1-0.4=0.89s3.64.0=16.67<μ1μ2[β]=1.0×0.89× 26=23.14（满足要求）；0.24 二层及以上纵墙高厚比验算：

3.3；β==13.75<μ1μ2[β]=1.0×0.89× 26=23.14（满足要求）0.24

3、横墙高厚比验算

外横墙：底层：s=14.94m，H=4.0m，s>2H，H0=1.0H=4.0m β=H04.0==16.7<[β]=26h0.24 H3.3==13.75<[β]=26h0.24二层及以上：s=8.4m，H=3.3m，s>2H，H0=1.0H=3.3mβ= 内横墙：底层：s=6.3m，H=4m，H

四、结构承载力计算（1）纵墙的承载力验算

①选定计算单元

在房屋层数、墙体所采用材料种类、材料强度、楼面（屋面）荷载均相同的情况下，在外纵墙取一开间为计算单元，有门窗洞口时，计算截面宽度取窗间墙的宽度，由于内纵墙的洞口面积较小，不起控制作用，因而不必计算。外纵墙最不利计算位置可根据墙体的负载面积与其截面面积的比值来判别。

最不利窗间墙垛的选择

墙垛长度l/mm3600 负载面积A/m23.6×6.3/2=11.34 ②荷载计算 屋面梁支座反力 屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值5.0kNm22.0kNm2梁及梁上抹灰：25×0.6×0.25×6.3/2+(0.25+0.6×2)×6.3/2×0.4 =13.64kN 基本风压为0.4kNm2<0.7kNm2,故不考虑风荷载影响。设计值：

由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×（13.64+5.4×11.34）+1.4×2.0×11.34 =121.6kN 由永久荷载控制： 13.64+5.4×11.34+2.0×1.4×0.7×11.34N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×（=123.311kN 楼面梁支座反力

屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载设计值：

由可变荷载控制：3.8kNm213.64kN2.4kNm2 N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×（13.64+3.8×11.34）+1.4×2.4×11.34 =106.18kN。由永久荷载控制：

13.64+3.8×11.34N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×（=103.26kN。墙体自重

女儿墙及粉刷重（厚240mm，高300mm），两面抹灰40mm。其标准值为：N=5.24×3.6×(0.3+0.12+0.6)=19.24kN 设计值：由可变荷载控制：19.24×1.2=23.09kN。由永久荷载控制：19.24×1.35=26kN。）计算每层墙体自重时，应扣除窗口面积，加上窗自重，考虑抹灰

对2,3,4,5层，墙体厚度均为240mm，计算高度（3.6×3.3－1.5×1.5）×5.24+1.5×1.5×0.25=设计值：由可变荷载控制：51.02×1.2=61.22kN 由永久荷载控制：51.02×1.35=68.88kN 对1层，墙体厚度为240mm，首层室内地面距基础0.7m，底层楼层高度为3.3+0.7－0.12－0.6=3.28m,其自重标准值为：

（3.6×3.28－1.5×1.5）×5.24+1.5×1.5×0.25=50.65kN设计值：由可变荷载控制：50.65×1.2=60.78kN 由永久荷载控制：50.65×1.3568.38kN ③内力计算

屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f一，二层MU15，Mb10，f=2.31N/mm2 a0=10×2.31=161.16mm<240mm，取a0=161mm三，四，五层MU10，Mb7.5，f=1.69N/mm2 a0=10×.69=188.42mm<240mm，取a0纵墙的计算简图

④墙体承载力计算

该建筑物的静力计算方案为刚性方案，因此静力计算可以不考虑风荷载的影响，仅考虑竖向荷载。在进行墙体强度验算时，应该对危险截面进行计算，即内力较大的截面；断面削弱的截面；材料强度改变的截面。所以应对荷载最大的底层墙体进行验算（240mm墙）；二层荷载虽比底层小；三层与二层比较，荷载更小，但砌体强度较小（一，二层用M10砂浆，三层用M7.5砂砌筑）；四，五层的荷载比三层小，截面及砌体强度与三层相同。所以应对一，三层的墙体进行强度验算。

由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表

上层传荷截面Ⅱ—Ⅱ本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ

e2(mm)楼层

Nu(kN)Nl(kN)a0(mm)el(mm)MNINⅡ31 373.31708.11 00 106.18106.18 188161 44.855.6 4.765.74 479.49811.37 540.71872.15 上层传荷楼层31 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ e2(mm)截面Ⅱ—Ⅱ NⅡ562.47906.25 Nu(kN)390.33734.61 Nl(kN)a0(mm)el(mm)103.26103.26 188161 44.855.6 M4.6 35.74 NI493.59837.87 00 表中：NI=Nu+NlM=Nu·e2+Nl·e1(负值表示方向相反)N =NI+Nw（墙重）el=h−0.4a0（h为支承墙的厚度）

对于每层墙体，纵墙应取墙顶Ⅰ－Ⅰ截面以及墙底Ⅱ-Ⅱ截面进行强度验算。

纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表

第五层 计算项目 Ⅰ－Ⅰ

截7.05144.6948.72400.2033.313.750.423504000107.51.69360.29＞1 第三层 Ⅰ

－

Ⅰ

截4.76479.499.932400.0413.313.750.668504000107.51.69590.3＞1 Ⅱ-Ⅱ截面

0540.71024003.313.750.776504000107.51.69660.97＞1 第一层 Ⅰ

－

Ⅰ

截5.74811.377.072400.0293.2813.670.7650400015102.31884.82＞1 Ⅱ-Ⅱ截面

0872.15024003.2813.670.77850400015102.31905.78＞1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm)h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2)ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目

纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层 第三层Ⅰ－Ⅰ截面 Ⅰ－Ⅰ截面4.63 Ⅱ-Ⅱ截面 第一层 Ⅱ-Ⅱ截面 Ⅰ－Ⅰ截面5.74

面

面

面M(kN⋅m)7.15 N(kN)e=MN(mm)h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2)149.31482400.23.313.750.423504000107.51.69360.29＞1 493.599.382400.0393.313.750.692504000107.51.69589.42＞1 541.33024003.313.750.776504000107.51.69660.97＞1 837.876.852400.0293.2813.670.76050400015102.31884.82>1 906.25024003.2813.670.77850400015102.31905.78>1 ϕAf(kN)ϕAfN ⑤砌体局部受压计算

以上述窗间墙第一层为例，窗间墙截面为240mm×2100mm,混凝土梁截面为600mm×250mm,支承长度240mm..根据内力计算，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=106.18kN，Nu=708.11kN 当由永久荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=103.26kN，Nu=734.61kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161×250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240×(2×240+250)=175200mm2 A0175200-1=1+0.35×-1=1.64<2.0Al40250 A0175200==4.35>3,所以ΨN0+Nl≤ηγAlf

Ψ=0

；Al40250r=1+0.3

5验证不考虑上部荷载

压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.7×1.64×40250×2.31=106.74kN>Nl=106.18kN（安全）。再选一内纵墙计算单元： ①

内纵墙墙垛的选择

墙垛长度l/mm7200-2×1000-240-240=4720 负载面积A/m2 ②荷载计算 屋盖荷载

屋面恒荷载标准值屋面活荷载标准值梁及梁上抹灰5.4KNm22KN225×0.6×0.25×6/2+0.4×6.3/2(0.25+0.6×2)=13.64kN（6.3+2.4）/2×5.72=24.88 基本风压为0.40KNm2<0.7KNm2,故不考虑风荷载影响。设计值： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×（13.64+5.4×24.88）+1.4×2.0×24.88 =247.25kN 由永久荷载控制：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×+0.7×1.4×2.0×24.88 =248.55kN 楼面梁支座反力

屋面恒荷载梁及梁上抹灰 活载3.8kNm213.64kN2.4kNm2 设计值：

由可变荷载控制： N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×

（13.64+3.8×24.88）

（13.64+5.4×24.88）+1.4×2.4×24.88=213.42kN由永久荷载控制：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×

（13.64+3.8×24.88）+0.7×1.4×2.4×24.88 =197.25kN 墙体自重

该墙上部无女儿墙，所以无需计算女儿强自重。计算该墙体自重时，有门窗自重，及需考虑抹灰重量

对2,3,4,5层，墙体厚度均为240mm，计算高度3.3m，其自重标准值为：（3.3×5.72-2.4×1）×5.24+2.4×1×0.25=88.43kN 设计值：由可变荷载控制：88.43×1.2=106.12kN由永久荷载控制：88.43×1.35＝119.38kN 对1层，墙体厚度为240mm，首层室内地面距基础0.7m，底层楼层高度为3.3+0.7-0.12-0.6=3.28,其自重标准值为：

（3.28×5.72-2.4×1）×5.24+1×2.4×0.25=87.83kN 设计值：由可变荷载控制：87.83×1.2=105.4kN 由永久荷载控制：87.83×1.35=118.57kN ③内力计算

屋面及楼面梁的有效支承长度a0=10f一、二层MU15，Mb10，f=2.31N/mm2 a0=10×2.31=161.16mm<240mm，取a0=161mm三、四、五层MU10，Mb7.5，f=1.89N/mm2 a0=10×.89=188.42mm<240mm，取a0=188mm 纵向墙体的计算简图

由可变荷载控制的纵向墙体内力计算表 上层传荷本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ楼层31 截面Ⅱ-Ⅱ

Nu(kN)672.911311.99 e2(mmNl(kN)213.42213.42 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M9.5611.87 NI886.331525.42 NIV 992.451630.82 00 由永久荷载控制的纵向墙体内力计算表 本层楼盖荷载截面Ⅰ—Ⅰ e2()上层传荷楼层3 1 截面Ⅱ-Ⅱ

Nu(kN)684.561317.82 Nl(kN)197.25197.25 a0(mmel(mm)188161 44.855.6 M8.8410.97 NI881.811515.07 NIV 1001.191633.64 00 ④墙体承载力计算

纵向墙体由可变荷载控制时的承载力计算表第五层 计算项目 Ⅰ－Ⅰ

截面14.34247.25582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1＞1 第三层 Ⅰ

－

Ⅰ

截

面9.56886.3310.792400.0453.313.750.6781132800107.51.691297.98＞1 Ⅱ-Ⅱ截面

0992.45024003.313.750.7761132800107.51.691486.08＞1 第一层 Ⅰ

－

Ⅰ

截

面11.871525.427.782400.0323.2813.670.7111***.311860.52＞1 Ⅱ-Ⅱ截面

01630.82024003.2813.670.7781***.312035.85＞1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm)h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2)ϕAf(kN)ϕAfN 计算项目

纵向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表第五层第三层第一层Ⅰ－Ⅰ截Ⅰ－Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面Ⅰ－Ⅰ截Ⅱ-Ⅱ截面面面面14.42248.55582400.2423.313.750.351132800107.51.69670.1＞1 8.84881.8110.022400.0423.313.750.6851132800107.51.691311.39＞1 01001.19024003.313.750.7761132800107.51.691485.60＞1 10.971515.077.242400.0303.2813.670.7221***.311889.30＞1 01633.64024003.2813.670.7781***.312035.8＞1 M(kN⋅m)N(kN)e=MN(mm)h(mm)ehH0β=H0h ϕA(mm2)砖Mu砂浆Mf(mm2)ϕAf(kN)ϕAfN 由上表可以看出，计算墙体在各层都满足承载力要求，说明本设计的墙体截面安

全。

⑤砌体局部受压计算

以上述窗间墙第一层为例，窗间墙截面为240mm×2100mm,混凝土梁截面为600mm×250mm,支承长度240mm..根据内力计算，当由可变荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=213.42kN Nu=1311.99kN 当由永久荷载控制时，本层梁的支座反力为Nl=197.25kN，Nu=1317.82kN a0=161mm<240mm Al=a0b=161×250=40250mm2 A0=h(2h+b)=240×(2×240+250)=175200mm2 r=1+0.35A0 Al1=1+0.35×1752001=1.64<2.040250 验证ΨN0+Nl≤ηγAlf A0175200==4.35>3,所以Ψ=0故不需考虑上部荷载；Al40250 压应力图形完整系数η=0.7 ηγAlf=0.7×1.64×42500×2.31=112.7kN＜Nl=197.25kN 梁下局部受压承载力不满足要求，此处采用在梁下设置构造柱，每一根构造柱截面为240mm×240mm，采用C20混凝土，fc=9.6Mpa，每根构造柱内设4Φ12纵筋，为HPB235级钢筋,fy’=210kN/m2(3)横墙的承载力验算

①荷载计算

对于楼面荷载较小，横墙的计算不考虑一侧无活荷载时的偏心受力情况按两侧均匀布置活荷载的轴心受压构件取1m宽横墙进行承载力验算。取卫生间之间的横墙计算。

屋面梁支座反力设计值： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×5.4×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=33.41kN由永久荷载控制的组合：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×5.4×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0 =36.32kN 楼面梁支座反力： 由可变荷载控制

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×6×3.6×1.0+1.4×2.0×3.6×1.0=36kN 由永久荷载控制的组合：

N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×6×3.6×1.0+0.7×1.4×2.0×3.6×1.0 =36.22kN对2，3，4，5层，墙厚240mm，两侧采用40mm抹灰，计算高度3.3m自重标准值为：

5.24×3.3×1.0+0.04×20×3.3×1.0=19.93kN 设计值由可变荷载控制的组合：19.93×1.2=23.92kN 由永久荷载控制的组合：19.93×1.35=26.91kN 对一层，墙厚为240mm，计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为：

5.24×4.0×1.0＋0.04×20×4×1.0=24.16kN 设计值由可变荷载控制的组合：24.16×1.2=29kN 由永久荷载控制的组合：24.16×1.35=32.4kN 可变荷载控制的组合内力，第三层N=153.25kN第一层N=273.09kN永久荷载控制的组合内力第三层N=162.58kN第一层N=288.84kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力，故验算永久荷载控制的组合内力；

②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层第一层

N(kN)h(mm)H0 β=H0h A(mm)f(Nmm2)ϕAf(kN)ϕAfN162.582403.313.750.7762400001.69314.751288.842404.016.670.703240002.31389.74＞1 上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。取楼梯间的横墙计算。屋面梁支座反力设计值： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×（5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0）+1.4×（2×1.8×

1.0+2×3.6×1.0)=50.11kN 由永久荷载控制的组合：N1=1.35Gk+0.7×1.4Qk=1.35×（5.4×1.8×1.0+5.4×3.6×1.0）

+0.7×1.4×

＞（2.0×1.8×1.0+2.0×3.6×1.0)=49.95kN 楼面梁支座反力： 由可变荷载控制：

N1=1.2Gk+1.4Qk=1.2×（4.5×1.8×1.0+3.8×3.6×1.0）+1.4×（2.0×1.8×1.0+2.4×3.6×1.0)=41.98kN 由永久荷载控制的组合：

N1=1.35Gk+0.7×1.4×Qk=1.35×（4.5×1.8×1.0+3.8×3.6×1.0）+0.7×1.4×（2.0×1.8×1.0+2.4×3.6×1.0)=39.94kN 墙体及抹灰自重：

对2，3，4，5层，墙厚240mm，两侧采用40mm抹灰，计算高度3.3m自重标准值为：

5.24×3.3×1.0=17.29kN 设计值由可变荷载控制的组合：17.29×1.2=23.45kN 由永久荷载控制的组合：17.29×1.35=26.04kN 对一层，墙厚为240mm，计算高度4.0m,两侧采用40mm抹灰 自重标准值为：

5.24×4.0×1.0=20.96kN 设计值由可变荷载控制的组合：20.96×1.2=25.15kN 由永久荷载控制的组合：20.96×1.35=28.3kN 可变荷载控制的组合内力，第三层N=180.37kN第一层N=310.63kN 永久荷载控制的组合内力第三层N=181.93kN第一层N=313.91kN 永久荷载控制的组合内力大于可变荷载控制的组合内力，故验算永久荷载控制的组合内力；

②承载力验算横向墙体由永久荷载控制时的承载力计算表 计算项目第三层

181.93 240 3.3 13.75 0.776 240000

第一

层313.912404.016.670.703240000N(kN)h(mm)H0β=H0hϕA(mm)f(Nmm2)ϕAf(kN)ϕAfN1.69314.75＞12.31389.74＞1 上述承载力计算表明，墙体的承载力满足要求。

四、过梁，圈梁，挑梁，悬梁，板等构件布置及构造措施 1.窗过梁

根据本建筑的使用要求，采用钢筋砖过梁，故拱的跨度取1.5m,砖强度取Mu10,砂浆强度取M10.高度取240mm,钢筋砖地面砂浆层处的钢筋直径为6mm，间距为100mm,钢筋伸入支座砌体内的长度取240mm,砂浆层的厚度取35mm。过梁示意图如图3 所示： 图3.过梁示意图

作用在过梁上的荷载，因hw=0.6m＞ln/3=1.5/3=0.5m 荷载设计值计算：（1）第一种组合

q=1.2×5.24×1.5/3=3.44kN/m（2）第二种组合

q=1.35×5.24×1.5/3=3.84kN/m 因此取q=3.84kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/8×3.84×1.52=0.996kN.m 剪力V=1/2qln2=1/2×3.84×1.5=2.655kN 钢筋计算As=取hw=0.5mM996000==11.63mm2 0.85fyh00.85×210×480 选用3φ6（As=85mm2）抗剪承载力验算

查表得弯曲抗拉，烧结普通砖fvo=0.17Mpa=170kN/m,则受弯构件的受剪承载V≤fv⋅b⋅z z——内力臂，当截面为矩形时，z=h h——过梁截面高度，取0.5m23 b⋅z⋅fv=0.24×2/3×0.5×170=13.6kN＞V=2.655kN 2.门洞口过梁满足要求。

因hw=0.6m＞ln/3=1.5/3=0.5m,取hw=0.5m,应计入由板传来的荷载荷载设计值计算：

梯形荷载化为等效均匀荷载 办公室楼面荷载：

g′=(1−2α2+α3)g a=6.3=3.152α=a3.15==0.438l7.2g=3.1kN⋅m2g1=(1−0.4382×2+0.4383)×3.4=2.38kN/m q1=(1−0.4382×2+0.4383)×2.4=1.68kN/m 走廊楼面荷载：

2.4a1.2a==1.2α===0.1672l7.2 g2=(1−0.1672×2+0.1673)×3.4=3.22kN/m q2=(1−0.1672×2+0.1673)×2.4=2.29kN/m g=g1+g2=2.38+3.22=5.60kN/m q=q1+q2=1.68+2.29=3.97kN/m（1）第一种组合

q=1.2×（5.24×0.5+5.60）+1.4×3.97=15.42kN/m（2）第二种组合

q=1.35×（5.24×0.5+5.60）+1.4×0.7×3.97=14.99kN/m因此取q=15.42kN/m 弯矩M=1/8qln2=1/8×15.42×1.02=1.93kN⋅m 剪力V=1/2qln=1/2×15.42×1.0=7.71kN

钢

筋

计

算As=M1930000==23.93mm2 0.85fyh00.85×210×480 选用3φ6（As=85mm2）抗剪承载力验算

查表得fvo=0.17Mpa=170kN/m,则

b⋅z⋅fvo=0.24×2/3×0.5×170=13.6kN＞V=7.07kN满足要求。3.圈梁

为了满足建筑的整体稳定性，故应设置圈梁。

圈梁的设置位置：由于本建筑为多层办公楼建筑，且层数为5层，故应在底层和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁，且至少应在所有纵横墙上隔层设置一道圈梁，圈梁设置时应符合现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB-50007-2002）的有关规定。

4.雨篷挑梁抗倾覆验算

雨篷的抗倾覆验算，挑出1.8m。挑梁选250mm×400mm。挑出1.8m.埋入2.45m。l1=2.15m≻2.2hb=2.2×0.4=0.88m x0=0.3h0=0.3×0.4=0.12m 雨篷以两根挑梁加雨篷板构成。

挑梁自重线荷载标准值gk=25×0.25×0.4=2.5kN/m 楼面均布荷载标准值：

3.61.8a==1.8α==0.3g2k′=3.4×3.6=12.24kN/m26 转化

为

等

效

均

布

荷

载g2k=(1−2×α2+α3)g2k′=0.847×12.24=10.36kN/m楼面活荷载偏于安全考虑，不计入抗倾覆力矩。

雨篷板的恒荷载为4.0kN/m2，活荷载为3.0kN/m2 则雨篷作用在挑梁上的线荷载为： g1k=4×3.6=14.4kN/m 倾覆力矩：q1k=3×3.6=10.8kN/m Mov=1.2×[挑梁自重弯矩+雨篷板重弯矩]+1.4×雨篷活荷载弯矩 ⎡(1.8+0.12)2(1.8+0.12)2⎤(1.8+0.12)2 =1.2×⎢2.5×+14.4×⎥+1.4×10.8×222⎣⎦ =37.38+27.87=65.25kN⋅m 由于挑梁与砌体的共同工作，挑梁倾覆时将在其埋入端脚部砌体形成阶梯形斜裂缝。斜裂缝以上的砌体及作用在上面的楼（屋）盖荷载均可起到抗倾覆的作用。斜裂缝与竖轴夹角称为扩散角，可偏于安全地取45o。

这样，墙体的抗倾覆弯矩计算如下

墙体自重产生的抗倾覆弯矩分为三部分。墙体净高取h=3.3−0.6−0.12=2.58m 第一部分挑梁上部墙体产生的弯矩 5.24×2.15×2.58×(第二部分2.15−0.12)=27.76kN⋅m245o角范围内的矩形墙体产生的弯矩 2.15+2.15−0.12)=90.25kN⋅m25.24×2.15×2.58×(第三部分45o以下的三角墙体产生的负弯矩

12−5.24××2.15×2.15×(×2.15+2.15−0.12)=−42.03kN⋅m23 综上墙体产生的抗倾覆弯矩

Mr=0.8∑Gr(l2−x0)=27.76+90.25−42.03=75.98kN⋅m 抗倾覆力矩：

Mr=0.8[楼面恒载的弯矩+挑梁自重的弯矩+墙体自重的弯矩] 22⎡⎤（2.15-0.12）（2.15-0.12）=0.8⎢9.45×+2.5×+75.98⎥22⎣⎦ =80.48kN⋅m Mr≻Mov，满足要求。

挑梁下砌体局部受压承载力验算 η=0.7，γ=1.25，f=2.31MPa，A1=1.2bhb=1.2×240×300=86400mm2, 取Nl=2×R, R为挑梁的倾覆荷载设计值。

Nl=2×[1.2×（挑梁自重+雨篷板恒载）+1.4×雨篷板活载] 11⎤=73.73kN=2×⎡1.2×（25×0.25×0.4×1.92+×4×3.6×1.92）+1.4××3×1.92×3.6⎢⎥22⎣⎦

<ηγfAl=0.7×1.25×2.31×86400=174.64kN,满足要求。

五、基础设计

根据地质资料，取－1.100处作为基础底部标高，此时持力层经修正后的容许承载力q＝240kN/m2。γ＝20kN/m3。采用砖砌刚性条形基础，在砖砌基础下做250mm厚灰土垫层，灰土垫层抗压承载力qcs＝250kN/m2。当不考虑风荷载作

用时，砌体结构的基础均为轴心受压基础。

（1）计算单元

对于纵墙基础，可取一个1m为计算单元，将屋盖、楼盖传来的荷载及墙体、门窗自重的总和，折算为沿纵墙每米长的均布荷载进行计算。由于永久组合的荷载值较大，起控制作用，故按永久组合来考虑。

1、基础尺寸的确定

基础顶面单位长度内轴压取楼梯间的首层Ⅱ截面荷载永久值F=313.91kN标准值Fk=261.59kN弯矩Mk=0 b≥F261.59==1.21m2 fa-γGd240-20×1.2 取该基础承重墙下条形基础宽度b=1.3m2、验算地基承载力 Gk=γGAd=20×1.3×1.1=28.6kN Fk+Gk261.59+28.6==239.63kpaA1.2

11313.63pn•a12=××(0.6−0.12)2=27.82kN⋅m221.3 313.63V=Pnb=×(0.6−0.12)=125.56kN,1.3 确定基础高度h=400mm V125.56确定基础高度:h===163mm。0.7βhft0.7×1.0×1.10M= 20=350mm>163mm,满足2 配筋计算：AS=M/0.9fyh0=27.82×106/(0.9×210×350)=421mm2,实际基础有效高度h0=400−40−

选用φ10@150，AS=628mm2，分布钢筋选用φ8@250.由于楼梯间荷载最大，故楼梯间基础尺寸能满足其他部位墙体的承载力要求，此房屋的基础均取b=1.3m,埋深1.1m的基础

参考文献：

1、刘立新.砌体结构（第3版）.武汉理工大学出版社.2007

2、中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001).中国建筑工业出版社.2001

3、中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2002).中国建筑工业出版社.2002

4、中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2001).中国建筑工业出版社.2002

5、中南地区建筑标准设计协作组办公室.中南地区建筑标准设计建筑图集.中国建筑工业出版社.2005

砌体结构裂缝问题分析 篇5

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

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[J].中国建筑工业出版社,1997.

[2]彭志源.建筑工程禁忌[J].安徽文化音像出版社,2003.

[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6

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.