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強臺風(fēng)作用下砌體結(jié)構(gòu)墻體的處理

2008-05-26 15:19    【  【打印】【我要糾錯】

  本文通過對墻體在風(fēng)荷載和豎向荷載共同作用下的承載力分析,導(dǎo)出砌體結(jié)構(gòu)滿足安全性要求的墻體布置關(guān)系,并計算出在砌體強度、風(fēng)荷載及墻體高厚比變化條件下,實心墻體和空斗墻體房屋開間、高度及進深間的比值,并提出加強墻體連接的構(gòu)造要求和措施。

  一、概述

  砌體結(jié)構(gòu)因其建筑材料來源廣泛、施工簡單方便、造價低廉等特點,在我國村鎮(zhèn)房屋建筑中得到極為廣泛的應(yīng)用,沿海地區(qū)也是如此;但砌體結(jié)構(gòu)也有許多缺陷:砌體結(jié)構(gòu)的承載能力較低、整體性較差、抵抗水平荷載的能力較弱,因而在沿海強臺風(fēng)影響地區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)因過大的風(fēng)壓力而招致嚴重破壞或倒塌。如2004年8月8日強臺風(fēng)“云娜”在浙江省臺州市境內(nèi)登陸,造成11326間民房倒塌,其中砌體結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)房屋倒塌超過6000間。2006年8月10日超強臺風(fēng)“桑美”登陸浙江省溫州市蒼南縣,造成16200多間民房倒塌。

  在砌體結(jié)構(gòu)中,縱橫墻體是最重要的受力構(gòu)件之一,它將結(jié)構(gòu)上的垂直和水平荷載傳至基礎(chǔ),因此墻體承載能力的高低決定了砌體房屋安全程度的大小。由于墻體的承載能力與很多因素有關(guān)系,如墻體的高厚比,砌體的抗壓、抗剪、抗彎強度,墻體的布置及荷載類型等。

  在實際工程中,由于部分業(yè)主盲目追求大開間、高層高等對結(jié)構(gòu)安全有不利影響的墻體布置形式(以保證房屋居住的舒適性),而此種墻體布置形式極易造成墻體在水平荷載的作用下產(chǎn)生倒塌;為了既保證房屋居住的舒適性又保證結(jié)構(gòu)的安全,有必要通過分析墻體受力條件和墻體承載能力間的關(guān)系,確定合理的墻體布置方式。

  二、墻體的荷載分布和破壞類型

  下面以浙江沿海地區(qū)最為普遍的兩層砌體結(jié)構(gòu)為例,依據(jù)國家有關(guān)規(guī)范,對墻體進行受力分析和承載能力的驗算。

  當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)處于強臺風(fēng)作用下時,結(jié)構(gòu)周邊墻體受垂直和水平荷載的共同作用,墻體在這樣的受力條件下,可能出現(xiàn)3種破壞類型:a)墻體在豎向壓力和水平推力的共同作用下,產(chǎn)生偏心受壓破壞;b)墻體在水平推力的作用下,沿墻體中部產(chǎn)生齒狀受彎破壞;c)墻體在豎向壓力和水平推力的共同作用下,產(chǎn)生剪切破壞。

  三、墻體承載力與墻體布置的關(guān)系

  一般的村鎮(zhèn)房屋建筑工程中,墻體厚度為240毫米,樓板多采用預(yù)制空心樓板,根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定,樓面的設(shè)計荷載可取為5.8kN;屋面的設(shè)計荷載可取為5.7kN.實心墻體(兩面粉刷)容重的設(shè)計值取6.8kN/平方米;空斗墻(兩面粉刷)容重的設(shè)計值取為4.4kN/平方米。

  砌體強度的有關(guān)參數(shù)未按新規(guī)范(GB50003-2001)取用的原因是:a)村鎮(zhèn)房屋建筑中砂漿強度等級普遍較低且離散性較大,很難達到新規(guī)范(GB50003-2001)中最低的強度等級M2.5;b)目前村鎮(zhèn)房屋建筑中普遍采用燒結(jié)普通粘土磚,由于墻體材料的功能逐漸由承重轉(zhuǎn)為圍護,造成燒結(jié)普通粘土磚的強度等級普遍較低;c)目前村鎮(zhèn)房屋建筑多由鄉(xiāng)間工匠進行施工,他們未受過專業(yè)培訓(xùn)且無較多的相關(guān)知識,施工中的隨意性較大,容易造成墻體的施工質(zhì)量大幅度的波動,影響了墻體的承載力。

  通過計算可知,在強臺風(fēng)影響地區(qū),村鎮(zhèn)房屋建筑中不宜采用空斗墻體作為承重墻體。對于承重墻體為實心墻體的房屋,砂漿強度等級宜在M2.5及以上,此時墻體的高厚比可在18左右(墻高約4.2~4.5米),墻體的開間尺寸在4.8~5.1米,這樣的墻體結(jié)構(gòu)布置關(guān)系能滿足一般村鎮(zhèn)房屋建筑的要求。

  四、墻體的連接構(gòu)造措施

 。1)房屋結(jié)構(gòu)的平、立面布置宜簡單、規(guī)則、對稱,建筑質(zhì)量和剛度變化宜均勻,樓層不應(yīng)錯層?v、橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù)?v墻宜拉通,盡量避免斷開和轉(zhuǎn)折。房屋內(nèi)部應(yīng)至少從基礎(chǔ)至屋頂全高設(shè)置縱墻,墻厚為240毫米。

 。2)當(dāng)山墻上的縱墻間距大于5.4米時,可在山墻中部設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱或磚砌附壁柱,附壁柱截面尺寸不宜小于370×370毫米。

  (3)隔墻應(yīng)與周邊構(gòu)件可靠連接。后砌的非承重磚隔墻應(yīng)設(shè)置2Φ6@500的鋼筋與墻或構(gòu)造柱拉結(jié),每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)小于500毫米,伸入構(gòu)造柱內(nèi)不應(yīng)小于30d.(4)房屋的外墻轉(zhuǎn)角及縱橫墻交接處,沿墻高每隔1000毫米設(shè)置2Φ6的拉接鋼筋或Φ4@200的鋼絲網(wǎng)片,拉接鋼筋或網(wǎng)片每邊伸入墻內(nèi)的長度不宜小于700毫米或伸至門窗洞邊。

 。5)門窗框與洞口四周墻體應(yīng)采用預(yù)埋木磚或鐵件等連接牢固。

 。6)磚房應(yīng)在屋蓋及每層樓蓋處設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,圈梁宜連續(xù)地設(shè)置在同一水平面上,形成封閉狀;當(dāng)圈梁被門窗洞口截斷時,應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁;縱橫墻交接處的圈梁應(yīng)有可靠的連接并與大梁可靠拉接;圈梁截面尺寸不應(yīng)小于180×240毫米,縱向配筋不應(yīng)小于4Φ10,箍筋不應(yīng)小于Φ6@250

 。7)外墻四角、內(nèi)外墻交接處均應(yīng)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱,構(gòu)造柱截面尺寸不應(yīng)小于240×240毫米,縱向配筋不應(yīng)小于4Φ12,箍筋不應(yīng)小于Φ6@220;構(gòu)造柱與墻體采用砌馬牙槎和加設(shè)拉結(jié)鋼筋2Φ6@500連接,拉結(jié)鋼筋每邊伸入墻內(nèi)不小于1米;突出屋面樓梯間的構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部并與頂部的圈梁連接;構(gòu)造柱可不單獨設(shè)置基礎(chǔ),但其縱筋應(yīng)錨入基礎(chǔ)梁或圈梁40d.

  五、結(jié)論

 。1)在強臺風(fēng)影響地區(qū),村鎮(zhèn)房屋建筑中不宜采用空斗墻體作為承重墻體。

 。2)強臺風(fēng)影響的地區(qū)內(nèi),房屋的承重墻體宜采用實砌墻體,砂漿強度等級宜在M2.5及以上,磚宜采用MU7.5及以上的粘土燒結(jié)磚。

  (3)強臺風(fēng)影響的地區(qū)內(nèi),房屋的層高宜控制在4.2米以內(nèi),開間宜控制在4.8米以內(nèi),進深宜大于7.5米。

 。4)為保證墻體的整體性和抗側(cè)移的能力,應(yīng)采用各種連接構(gòu)造措施來增強墻體和房屋的整體性,從而提高抗風(fēng)能力。

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