關于砌體房屋墻體設計的探討

摘要：墻體是砌體房屋結構的重要組成部分，對房屋的使用功能和質量有著直接的影響。文章將就砌體房屋墻體設計的方法進行探討，主要包括墻、柱的受壓承載力計算、局部受壓驗算等。

關鍵詞：砌體房屋；墻體設計；承載力計算

中圖分類號：TU364文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）16-0145-01

通常情況下，砌體結構的墻、柱都只會進行承載能力極限狀態(tài)的計算，其中主要包括承載力和穩(wěn)定。從設計要求上看，一般是通過規(guī)范采用驗算高厚比的方法來保證墻、柱的穩(wěn)定性。要想設計出符合實際，又有質量保證的墻體，就需要設計人員在設計的過程中，根據(jù)相關的原來，結合工程的建設需要，通過對各種構件的承受力的計算，確定合理的設計方案。文章主要對砌體房屋的墻體設計的要點進行探討。

1墻、柱的受壓承載力計算

①承載力計算內(nèi)容。由于墻、柱屬于偏心受力構件，所以需要進行偏心受壓的承載力計算。如果墻體承受樓面大梁傳來的集中荷載時，還必須要對大梁底面墻體，實施局部受壓承載力的計算。因為，在一般情況下，受壓構件沿水平灰縫的受剪承載力無控制作用，所以可以忽略不計。可以按Mmax、Nmin，進行偏心受壓承載力計算，也可以按Mu、NP，進行局部受壓承載力計算。

②荷載效應組合。在完成控制截面的內(nèi)力確定后，需要考慮這兩種荷載組合方式：1.2×恒荷載的內(nèi)力標準值+1.4×其中一項活荷載的內(nèi)力標準值+其余活荷載的內(nèi)力組合值；1.35×恒荷載的內(nèi)力標準值+所有活荷載的內(nèi)力標準值。

2墻、柱的高厚比驗算

現(xiàn)行的《砌體結構設計規(guī)范》中，明確規(guī)定要對墻、柱進行高厚比的驗算。驗算的兩個核心部分是：允許高厚比的限值及墻及柱實際高厚比的確定。

2.1受壓構件的計算高度

受壓構件的計算高度H0應該當按照房屋類別和構件的支承條件等進行。在高度的計算上，應該按照無吊車房屋和有吊車房屋進行區(qū)別對待。

①無吊車房屋。對無吊車房屋中的構件高度的，選擇時盡可能的按下列規(guī)定采用：如果在房屋底層，那選定的距離一般為樓板頂面到構件下端支點的距離。可以在基礎頂面選定下端支點的位置。如果埋置較深，且存在剛性地坪，可考慮選擇室外地面下500 mm處；如果是在房屋其他層，那就選擇樓板或其他水平支點間的距離；如果是無壁柱的山墻，那就應該選擇層高加山墻尖高度的l/2；如果是帶壁柱的山墻，就可以考慮取壁柱處的山墻高度。

②有吊車的房屋。對于有吊車的房屋，當荷載組合不考慮吊車作用時，變截面柱上段的計算高度按一定的規(guī)定取值。下段的計算高度按下列規(guī)定采用：當Hu/H≤1/3時，取無吊車房屋的H0。當1/3﹤Hu/H﹤1/2時，取無吊車房屋的H0乘以修正系數(shù)μ，μ=1.3-0.3Iu/It。

2.2允許高厚比

要滿足砌體正常使用狀態(tài)和極限狀態(tài)的要求，就必須要保證砌體結構的穩(wěn)定性。這就要求設計人員按照一定時期內(nèi)的材料質量和施工水平，從實際經(jīng)驗出發(fā)，結合工程的實際需要，按照《砌體結構設計規(guī)范》的相關規(guī)定和標準，確定并選擇墻、柱的允許高厚比[β]限值，如表1所示。毛石墻、柱允許高厚比，最好是按表中數(shù)值降低20％取用；組合磚砌體構件的允許高厚比，一般是按照表中數(shù)值提高20％，但是必須要控制在28％內(nèi)取用；如果要對驗算施工階段，砂漿尚未硬化的新砌砌體的高厚比值，應該允許高厚比對墻取14，對柱取11。

3砌體墻、柱的受壓承載力計算

按照《砌體結構設計規(guī)范》的規(guī)定，無筋砌體受壓構件的承載力應按N=?漬fA進行計算。多層房屋：如果有門窗洞口，那可以考慮采用窗間墻的寬度，如果無門窗洞口，則應該保證每側翼墻寬度可以取壁柱高度的1/3；單層房屋：一般是取壁柱寬加2/3墻高，但是絕對不能大于窗間墻的寬度和相鄰壁柱間的距離；當計算帶壁柱墻的條形基礎時，可以考慮選取相鄰壁柱間的距離。至于矩形截面構件，如果其軸向力偏心方向的截面邊長大于另一方向的邊長，那不僅要按偏心受壓進行計算，還必須要對較小邊長方向按軸心受壓進行驗算。

4局部受壓驗算

通常情況下，在梁、屋架端部的支承處或柱、墻變截面處，都存在軸向力或者支承反力僅作用在砌體的部分截面上的情況，這種情況就是砌體結構中的局部受壓。

相關實驗表明，砌體局部受壓主要有以下三種破壞形式：其一，因縱向裂縫發(fā)展引起的破壞。由縱向裂縫發(fā)展引起的破壞。基本過程是，在一定的局部壓力下，在受壓截面處，將逐漸出現(xiàn)許多裂縫，而且這些裂縫將會不斷的上、下延伸，最后當壓力增大到一定范圍時，將出現(xiàn)一條主要裂縫，進而造成局部墻體的破壞。其二，劈裂破壞。如果砌體面積與局部受壓面積之比很大，那在局部壓力下產(chǎn)生的裂縫一般都是少而集中，這就很快形成了主要裂縫而破壞。其三，與墊板直接接觸的砌體局部破壞。當出現(xiàn)墻梁的梁高與跨度之比較大的情況下，或者砌體的強度較低的情況時，出現(xiàn)梁支承附近砌體被壓碎的現(xiàn)象的幾率相當大。在砌體局部受壓的情況下，當產(chǎn)生縱向變形時也會產(chǎn)生橫向變形，這樣就造成周圍砌體的約束，從而會產(chǎn)生“套箍強化”的作用；此外，因為砌體內(nèi)還存在沒有直接受壓的部分，所以，此時還存有“應力擴散”的作用力，這就直接導致直接受壓的砌體抗壓強度有了很大程度的提高。

5梁端局部受壓

在梁端支承處，因為梁端變形和下部砌體不一樣，而且，梁端脫離區(qū)的面積會隨著梁端底部局部變形的增大，而逐步增大。所以，梁端的支承長度必須要采用有效支承長度a0，這個長度是小于實際支承長度a的。因為梁下砌體的局部壓應力是非均勻分布的，所以我們可以準確的可求出平均壓應力σ0，并且應該引入壓應力圖形的完整系數(shù)η。

同時，砌體不僅要承擔梁端支承壓力Nt外，還必須要承擔上部荷載產(chǎn)生的軸向力No。大量的試驗表明，隨著梁端脫離區(qū)面積的逐漸增大，上部墻體傳來的荷載一部，將會分壓于梁尾，進而會形成一定的約束；而另一部會被墻體的懸臂作用卸掉，這就意味著我們必須要考慮上部荷載對局部承壓的有利影響。同時，試驗還表明，這種卸載作用與A0/Al有關。

此外，梁端設有剛性墊塊的砌體局部也會受壓。如果梁端砌體局部受壓無法滿足承載力的要求，那就必須要在梁端設預制或現(xiàn)澆混凝土墊塊，也就是通常所說的剛性墊塊。《砌體結構設計規(guī)》中對剛性墊塊下的砌體局部受壓的計算方式有明確的規(guī)定，在計算時應該嚴格按要求進行。

6結語

砌體房屋墻體設計是一項較為復雜的工程，也是十分重要的工程，其對砌體的構成和質量有著直接的影響。在砌體房屋設計中，必須對這一部分的內(nèi)容進行深入的了解和分析，在實際的設計中盡可能的滿足相關標準的需要，并保證設計的可行性和科學性。

參考文獻：

[1] 楊麗，樊力.常見建筑磚砌體裂縫原因及其防治[A].河南省 土木建筑學會2010年學術大會論文集[C]，2010.