談砌體結構設計中應注意的問題

張立軍

(山西中方森特建筑工程設計研究院，山西太原 030002)

1 基礎設計問題

1)設計基礎時要遵循與上部結構相適應原則，達到相互協調，空間整體受力的作用，但有些設計人員進行基礎設計時，欠考慮地基與上部結構情況。

2)確定基礎埋深時，欠考慮規范和地質資料，致使基礎埋置過深或過淺。若確定的基礎埋置過深，就會造成不必要的浪費。

3)基礎設計過于保守，在通常情況下，三四層樓也要用鋼筋混凝土條形基礎，而對于某些上部結構荷載較大的工程，不區分具體情況就采用十字交叉梁基礎或筏形基礎。

4)基礎選型時，能用磚基礎的換成了鋼筋混凝土條形基礎;能用條形基礎的，換成了十字交叉梁基礎。

5)基礎計算結果取值過大，為考慮安全人為選擇基礎截面過大，造成不必要的浪費。

2 結構布置問題

1)總高度和層數限制問題。

地震所帶來災害破壞表明:當樓層增加時，砌體結構的房屋破壞隨之加劇。依據國內外多次震害經驗和2008年汶川地震震害經驗，并結合我國的國情情況，GB 50011-2010建筑抗震設計規范得出了我國在不同抗震設防烈度下的砌體結構房屋總高度和層數限值。在實際應用中規范對房屋總高度和層數實行雙控原則，原因是樓蓋重量占房屋總重的一半左右，在房屋總高度相同時，樓蓋增加一層就相當于要另外加大半層樓的地震作用。《建筑抗震設計規范》第7．1．2條詳細規定了砌體結構房屋總高度和層數限制的抗震措施，對于帶閣樓坡屋頂的房屋應區分以下幾種情況:a．當坡屋面有吊頂，吊頂采用輕質材料，吊頂空間不利用時，坡屋面不作為一層，但總高度應算至山尖墻的1/2高度處;b．當坡屋面有閣樓層，閣樓的地面為鋼筋混凝土結構，閣樓作為儲物或居住用，最低處高度在2 m以上時，坡屋面應作為一層計算，總高度算至山尖墻的1/2高度處;c．坡屋面的閣樓面積小于頂層樓面面積時，可根據閣樓層面積占頂層面積的比例、閣樓層與頂層重力荷載代表值的比例、閣樓層的最低處高度等確定房屋的層數和高度。

2)砌體建筑端部局部墻段尺寸小于1．0 m(7度區)，不宜采用砌體墻增加局部少量鋼筋混凝土墻，應采用組合柱壁式框架加強。

3)圈梁、構造柱問題。圈梁、構造柱存在的問題主要是設置過多過濫。有些設計人員不嚴格遵循規范，主觀上認為設置圈梁、構造柱越多越密越好，截面選取也偏大，配筋也較多，造成不必要的浪費。a．圈梁設置問題。圈梁是砌體結構的有效抗震措施，可以使房屋形成一個整體，有效防止房屋倒塌。在砌體結構房屋中設置圈梁具有以下作用:一是加強內外墻連接，增強房屋整體性作用。二是可以增大樓、屋蓋的水平剛度，在地震發生時，限制墻體斜裂縫的擴大和發展，對房屋不均勻沉降有明顯地改善。但是，一些砌體結構房屋在設置圈梁后，抗裂能力改善不明顯，砌體結構房屋“小震不壞”的目標很難實現。b．構造柱設置問題。鋼筋混凝土構造柱的設置部位、截面尺寸和配筋，依據地震設防烈度、房屋高度和結構類型的不同而異。構造柱作用:提高砌體的抗剪承載力。與圈梁等構件共同約束砌體，使之具有較高的變形能力，防止大震下的突然倒塌。加強連接薄弱部位，改善應力集中狀況。根據構造柱的作用，其主要設置在應力比較集中的部位、連接比較薄弱的部位和利于發揮約束作用的部位。《建筑抗震設計規范》采取區別對待的原則，即按地震設防烈度、房屋層數和抗震薄弱部位的不同，大體分四個范圍來設置構造柱:第一范圍包括:錯層部位橫墻與外縱墻交接處。較大洞口兩側。大房間內外墻交接處。外圍墻四角和對應轉角。在樓梯、電梯間四角以及樓梯斜梯段上下端對應的墻體處。第二范圍包括:樓梯間對應的另一側內橫墻與外縱墻交接處。間隔12 m或單元橫墻與外圍縱墻交接處。第三范圍包括:隔開間橫墻與外墻交接處。山墻與內縱墻交接處。第四范圍包括:內墻(軸線)與外墻交接處。內縱墻與橫墻(軸線)交接處。內墻的局部較小墻垛處。

3 施工圖問題

3．1 現澆板結構圖中應注意的問題

板鋼筋盡量采用HRB400，直徑類型不宜過多。鋼筋間距不宜大于200(一般跨度小于6．6 m的板的裂縫均可滿足要求)。支承在外墻上板的負筋不宜過大，否則將對磚墻產生過大的附加彎矩。通常情況下板底配筋是:板厚大于150時采用φ10@200;否則用φ8@200。現澆板不宜采用上面另做敷設管道的焦渣層做法，宜連續配筋整體澆筑。室內輕隔墻下一般不應加粗鋼筋，原因是:

1)輕隔墻有可能移位;

2)板整體受力，應整體提高板的配筋。對于板厚不小于150 mm時為防止板面裂縫應雙層雙向配筋。坡屋頂板為偏拉構件，應雙層雙向配筋。頂層及考慮抗裂和溫度因素時板上筋可不斷;或50%連通，局部附加鋼筋。一般砌體結構的過街樓處樓板鋼筋應雙向雙層布置，有利于抗震整體性。

現澆板的配筋建議采用PKPM的PMCAD軟件自動生成，這樣不僅速度快，而且也可減少筆誤。建議這時不要對鋼筋進行編號，當工程較大時鋼筋編號可能達上百個。在實際配筋時，可以將板負筋用量縮小0．8倍 ～0．9倍，板底筋用量放大1．1倍 ～1．2倍。同時注意的是，根據彈性理論計算的雙向板配筋是偏于保守的，不需要乘以放大系數。PMCAD生成的板配筋圖應注意以下幾點:

1)非矩形板宜采取降低支座配筋，增大跨中配筋的方式。

2)當出現較厚板與較薄板相連接時，較薄板支座可以考慮按固端計算。

3)當房間為多邊形時應采用有限元程序驗算其配筋、裂縫。

3．2 樓梯結構圖中應注意的問題

根據建筑提供的樓梯圖應做以下復核:1)建筑樓梯剖面圖中的梯板厚度、梁位置及尺寸是否與結構一致。2)梯梁到下面的梯板凈高是否達到要求，避免發生碰頭或產生壓抑感。具體要求是:樓梯梯段凈高應不小于2 200 mm，休息平臺部分的凈高應不小于2 000 mm。樓梯板厚通常取水平跨度的1/27～1/30，當板厚不小于200時宜采用雙層配筋。

3．3 懸挑構件

現澆挑板陽角增加輻射狀附加筋(包括內墻上的陽角)，現澆挑板陰角的板下應加斜筋。外露的挑檐、雨篷、挑廊應每隔10 m～15 m設一道20 mm的縫，縫內用彈性密封膏填實。L形、T形或十字形建筑平面的陰角附近的板應該現澆并加厚，并雙層雙向配筋，另外增加4根45°直徑16的抗拉筋。雨篷和陽臺的豎板采用現澆時，其最小厚度應為80 mm，否則施工難度大，豎筋位置應位于板厚中部。當布筋為兩排時，豎板高度小于900 mm，最小板厚為100 mm;高度大于900 mm時，最小板厚120 mm。挑板內跨板上筋長度應不小于挑板出挑長度，尤其是挑板端部有集中荷載時;當挑板內跨板跨度較小，跨中可能出現負彎矩時，應將挑板支座的負筋伸過全跨。設計挑板配筋時應留有余地，宜乘以1．3～1．5的放大系數，并應采用大直徑鋼筋，避免施工踩彎。

4 其他問題

砌體結構所用的材料是脆性的，顯著特點是具有很低的抗拉和抗剪強度，當墻體在水平地震作用下時，受剪和受彎是主要的受力形式，結果墻體容易出現裂縫而破壞。以往震害表明，砌體結構房屋的抗震能力主要取決于砂漿強度等級高低和墻體面積大小，因此減輕震害的有效途徑就是提高砂漿強度等級和墻體面積。建議:對于抗震設防烈度為6度，7度的地區，砌體結構房屋砂漿強度等級不宜低于M5，層墻體面積率在設計中要保證不低于10%。

1)對于5層以上的砌體房屋，可以適當地提高底部以下3層墻體的砂漿強度和層墻體面積率，但同時應注意抗震驗算在砂漿強度、層墻體面積率變化的樓層。

2)對于像教學樓、會議室等有較大空間的砌體房屋，根據歷次震害得出，由于這類房屋層墻體面積率較低，抗震性能比較差。有效的解決措施是布置多一些的構造柱。通過試驗研究，在這類房屋的每開間均設置構造柱后，其抗震性能提高幅度達到了46%。也可采取的措施是:適當降低層高，提高砂漿強度等級，減少層數。

5 結語

在砌體結構設計中，最重要的是構造措施，同時概念設計務必要重視。只要我們嚴格遵循結構構造規定和規范要求，并聯系施工現場實際情況就可以設計出合格的圖紙，同時能夠做到安全適用，經濟合理。

［1］GB 50003-2011，砌體結構設計規范［S］．

［2］GB 50011-2010，建筑抗震設計規范［S］．

［3］王志堅．淺談磚混結構設計中應注意的問題［J］．山西建筑，2008，34(35):104-105．

［4］李永康，馬國祝．建筑工程施工圖審查常見問題詳解——結構專業［M］．北京:機械工業出版社，2012．