砌体结构设计知识培训.ppt
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1、 砌体结构设计 目 录1、简介2、受力特点3、构造要求4、圈梁、过梁、墙梁和挑梁砌体结构房屋的抗震设计(本次不含,请详见抗震专篇)划划1、简介、简介砌体结构: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。配筋砌体结构:由配置钢筋的砌体作为建筑物的主要受力构件的结构。是网状配筋砌体柱、水平配筋砌体墙、砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合砌体柱(墙)、砖砌体和钢筋混凝土构造术组合墙和配筋砌块砌体剪力墙结构的统称。配筋砌块砌体剪力墙结构:由承受竖向和水平作用的配筋砌块砌体剪力墙和混凝土楼、屋盖所组成的房屋建筑结构。主要介绍砌体结构房屋的受力特点、
2、构造要求,过梁、墙梁、挑梁的受力特点和构造,砌体结构的抗震构造措施。要求掌握砌体结构的承重体系,砌体结构的静力计算方案的分类,以及高厚比的概念;熟悉一般构造要求,防止墙体开裂的主要措施;了解过梁、墙梁、挑梁的受力特点,熟悉其构造要求,了解砌体结构的震害特点,熟悉抗震设计的一般规定和抗震构造措施。特别注意特别注意:1、因为抗震性能非常差(甚至可以说完全没有),所以混合结构现在已严格限制使用,其实就是基本不用了。2、多层砌体结构房屋德高宽比应不大于2.5;非抗震情况下,多层砌体结构房屋的最大适用层数不应超过8层,高度不应大于24m;抗震情况下,多层砌体结构房屋的最大适用层数不应超过7层,高度不应大
3、于21m,层高不应超过3.6m。划划2、受力特点、受力特点在砌体结构房屋中,纵横向的墙体、屋盖、楼盖和基础等构件相互连接,构成一个空间受力体系。在砌体结构房屋中,屋盖、楼盖、墙、柱、基础等构件一方面承受着作用在房屋上的各种竖向荷载,另一方面还承受着墙面和屋面传来的水平荷载。由于各种构件之间是相互联系的,不仅是直接承受荷载的构件起着抵抗荷载的作用,而且与其相连接的其他构件也不同程度地参与工作,因此整个结构体系处于空间工作状态。试验分析发现,房屋空间工作性能的主要影响因素为楼盖(屋盖)的水平刚度和横墙间距的大小。房屋的静力计算,根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、弹性方案、刚弹性方案。划划(1)刚
4、性方案当房屋的横墙间距较小、楼盖(屋盖)的水平刚度较大时,房屋的空间刚度较大,在荷载作用下,房屋的水平位移很小,可视墙、柱顶端的水平位移等于零。在确定墙、柱的计算简图时,可将楼盖或屋盖视为墙、柱的水平不动铰支座,墙、柱内力按不动铰支承的竖向构件计算(图2.1(a)),按这种方法进行静力计算的房屋为刚性方案房屋。一般多层砌体房屋都属于这种方案。(2)弹性方案当房屋横墙间距较大、楼盖(屋盖)水平刚度较小时,房屋的空间刚度较小,在荷载作用下房屋的水平位移(图2.1(b)中us较大,在确定计算简图时,不能忽略水平位移的影响,可不考虑空间工作性能,按这种方法计算的房屋为弹性方案房屋。一般的单层厂房、仓库
5、、礼堂多属此种方案(图2.1(b))。静力计算时,可按屋架或大梁与墙(柱)铰接的、不考虑空间工作性能的平面排架或框架计算。本方案现在应用的较少。划划(3)刚性方案房屋空间刚度介于刚性方案和弹性方案房屋之间。在荷载作用下,房屋的水平位移(图2.1(c)中u1)也介于两者之间,这种房屋为刚弹性方案房屋。在确定计算简图时,按在墙、柱有弹性支座(考虑空间工作性能)的平面排架或框架计算(图2.1(c))。本方案应用的不多。根据楼(屋)盖类型和横墙间距的大小,计算时可根据砌体结构设计规范(GB50003-2011)第4.2中的规定确定房屋的静力计算方案。图2.1砌体房屋的计算简图(a)刚性方案;(b)弹性
6、方案;(c)刚弹性方案 划划3、构造要求、构造要求3.1、墙、柱高厚比的概念所谓高厚比是指墙、柱计算高度H0与墙厚h(或与柱的计算高度相对应的柱边长)的比值,用表示。=H0/h砌体墙、柱的允许高厚比系指墙、柱高厚比的允许限值,用表示。计算高度是指对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度,用H0表示。3.2、一般构造要求3.2.1预制钢筋混凝土板在混凝土圈梁的支承长度不应小于80mm,板端伸出的钢筋应与圈梁可靠连接,且同时浇注;预制钢筋混凝土板在墙上的支承长度不应小于100mm,并应按下列方法进行连接:1板支撑于内墙时,板端钢筋伸出长度不应小于70mm,且与支座处沿墙配置的纵筋绑扎,用强
7、度等级不应低于C25的混凝土浇筑成板带;划划2板支撑于外墙时,板端钢筋伸出长度不应小于100mm,且与支座处沿墙配置的纵筋绑扎,用强度等级不应低于C25的混凝土浇筑成板带;3预制混凝土板与现浇板对接时,预制板端钢筋应伸入现浇板中进行连接后,再浇筑成现浇板。3.2.2墙体转角处和纵横墙交接处应沿竖向每隔400mm500mm设拉结筋,其数量为每120mm墙厚不少于1根直径6mm的钢筋;或采用焊接钢筋网片,埋入长度从墙的转角或交接处算起;对实心砖墙每边不小于500mm,对多孔砖和砌块墙不小于700mm。3.2.3填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接,连接构造和嵌缝材料应能满足传力、变形、耐久
8、和防护要求。3.2.4在砌体中留槽洞及埋设管道时,应遵守下列规定:1不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线;2不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽,无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。注:对受力较小或未灌孔的砌块砌体,允许在墙体的竖向孔洞中设置管线。3.2.5承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mm370mm。毛石墙的厚度不宜小于350mm,毛料石柱较小边长不宜小于400mm。注:当有振动荷载时,墙、柱不宜采用毛石砌体。划划3.2.6支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等于下列数值的预制梁的端部,应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固:1对砖砌体为9m;
9、2对砌块和料石砌体为7.2m。3.2.7跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁,应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块;当墙中设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体。1对砖砌体为4.8m;2对砖块和料石砌体为4.2m;3对毛石砌体为3.9m。3.2.8当梁跨度大于或等于下列数值时,其支承处宜加设壁柱,或采取其他加强措施:1对240mm厚的砖墙为6m,对180mm厚的砖墙为4.8m;2对砌块、料石墙为4.8m。3.2.9山墙处的壁柱或构造柱宜砌至山墙顶部,且屋面构件应与山墙可靠拉结。3.2.10砌块砌体应分皮错缝搭砌,上下皮搭砌长度不应小于90mm。当搭砌长度不满足上述要求时,应在水平灰缝内设置
10、不少于2根直径不小于4mm的焊接钢筋网片(横向钢筋的间距不应大于200mm,网片每段应伸出该垂直缝不小于300mm)。划划3.2.11砌块墙与后砌隔墙交接处,应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于2根直径不小于4、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片(图3.2.11)。3.2.12混凝土砌块房屋,宜将纵横交接处、距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞,采用不低于Cb20混凝土灌沿全墙高灌实。3.2.13混凝土砌块墙体的下列部位,如未设圈梁或混凝土垫块,应采用不低于Cb20混凝土将孔洞灌实:1搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下,高度不应小于200mm的砌体;2屋架、梁等构件的支承面下
11、,长度不应小于600mm,高度不应小于600mm的砌体;3挑梁支承面下,距墙中心线每边不应小于300mm,高度不应小于600mm的砌体。图3.2.11砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片图图10.2 砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片 划划3.3框架填充墙3.3.1框架填充墙体除应满足稳定要求外,尚应考虑水平风荷载和地震作用的影响。地震作用可按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011中非结构构件的规定计算。3.3.2在正常使用和正常维护条件下,填充墙的使用年限宜与主体结构相同,结构的安全等级可按二级考虑。3.3.3填充墙的构造设计,应符合下列规定:1填充墙宜选用轻质块体材
12、料,其强度等级应符合砌体结构设计规范GB50003-2011第3.1.2条的规定;2填充墙的砌筑砂浆的强度等级不宜低于M5(Mb5、Ms5);3填充墙墙体墙厚不应小于90mm;4用于填充墙的夹心复合砌块,其两肢块体之间应有拉结。3.3.4填充墙与框架的连接,可根据设计要求采用脱开或不脱开的方法。有抗震设防要求时宜采用填充墙与框架脱开的方法(实际设计中,我们一般都采用不脱开方法)。1填充墙与框架采用脱开的方法略2填充墙与框架采用不脱开的方法时,宜符合下列规定:划划1)沿柱高每隔500mm配置2根直径6mm的拉结钢筋(墙厚大于200mm时配置3根直径6mm),钢筋伸入填充墙长度不宜小于700mm,
13、且拉结筋应错开截断,相距不宜小于200mm。填充墙墙顶应与框架梁紧密结合。顶面与上部结构接触处宜用一皮砖或配砖斜砌楔紧;2)当填充墙有洞口时,宜在窗洞口的上端或下端、门洞口的上端设置钢筋混凝土带,钢筋混凝土带应与过梁的混凝土同时浇筑,其过梁的断面及配筋有设计确定。钢筋混凝土带的钢筋混凝土强度等级不小于C20。当有洞口的填充墙尽端至门窗洞口边距离小于240mm时,宜采用钢筋混凝土门窗框;3)填充墙长度超过5米或墙长大于2倍层高时,墙顶与梁宜有拉结措施,墙体中部应假设构造柱;墙高超过4m时宜在墙高中部设置与柱连接的水平连系梁,墙高超过6m时,宜沿墙高每2m设置与柱连接的水平连系梁,梁的截面高度不小
14、于60mm。3.4夹心墙(设计用得比较少)略3.5防止或减轻墙体开裂的主要措施3.5.1墙体开裂的原因产生墙体裂缝的原因主要有三个,即外荷载、温度变化和地基不均匀沉降。(1)因温度变化和砌体干缩变形引起的墙体裂缝温度裂缝形态有水平裂缝、八字裂缝两种,如图3.5.1(1)(a)、(b)所示。干缩裂缝形态有垂直贯通裂缝、局部垂直裂缝两种,如图3.5.1(1)(c)、(d)所示。划(2)因地基发生过大的不均匀沉降而产生的裂缝(如图3.5.2所示)。常见的因地基不均匀沉降引起的裂缝形态有正八字形裂缝、倒八字形裂缝,高层沉降引起的斜向裂缝、底层窗台下墙体的斜向裂缝,如图3.5.2所示。图3.5.1(1)
15、温度与干缩裂缝形态(a)水平裂缝;(b)八字裂缝;(c)垂直贯通裂缝;(d)局部垂直裂缝图3.5.1(2)由地基不均匀沉降引起的裂缝(a)正八字形裂缝;(b)倒八字形裂缝;(c)、(d)斜向裂缝3.5.2主要措施(1)为了防止或减轻房屋在正常使用条件下由温度和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设置在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。(2)为了防止和减轻房屋顶层墙体的开裂,可根据情况采取下列措施:屋面应设置保温、隔热层;屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝,分隔缝间距不宜大于6m,其缝宽不小于30mm,并与女儿墙隔开;用装
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