什么是砌体结构?砌体是由块体、砂浆砌筑而成的墙或柱。砌体结构在我国应用很广泛,这是因为它可以就地取材,具有很好的耐久性及较好的化学稳定性和大气稳定性,有较好的保温隔热性能。较钢筋混凝土结构节约水泥和钢材,砌筑时不需模板及特殊的技术设备,可节约木材。砌体结构的缺点是自重大、体积大,砌筑工作繁重。由于砖、石、砌块和砂浆间粘结力较弱,因此无筋砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度都很低。由于其组成的基本材料和连接方式,决定了它的脆性性质,从而使其遭受地震时破坏较重,抗震性能很差,因此对多层砌体结构抗震设计需要采用构造柱、圈梁及其它拉结等构造措施以提高其延性和抗倒塌能力。此外,砖砌体所用粘土砖用量很大,占用农田土地过多,因此把实心砖改成空心砖,特别发展高孔洞率、高强度、大块的空心砖以节约材料,以及利用工业废料,如粉煤灰、煤渣或者混凝土制成空心砖块代替红砖等都是今后砌体结构的方向。

砌体结构设计规范

本规范适用于建筑工程的下列砌体结构设计,特殊条件下或有特殊要求的应按专门规定进行设计:

一、砖砌体:包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖、混凝土普通砖、混凝土多孔砖的无筋和配筋砌体;

二、砌块砌体:包括混凝土砌块、轻集料混凝土砌块的无筋和配筋砌体;

三、石砌体:包括各种料石和毛石的砌体。

1、龄期为28d的以毛截面计算的砌体抗压强度设计值,当施工质量控制等级为B级时,应根据块体和砂浆的强度等级分别按下列规定采用:

①烧结普通砖、烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-1采用。

注:当烧结多孔砖的孔洞率大于30%时,表中数值应乘以0.9。  

②混凝土普通砖和混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-2采用。

③蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-3采用。

注:当采用专用砂浆砌筑时,其抗压强度设计值按表中数值采用

④单排孔混凝土砌块对孔砌筑时,灌孔砌体的抗压强度设计值fg,应按下列方法确定:

a、混凝土砌块砌体的灌孔混凝土强度等级不应低于Cb20,且不应低于1.5倍的块体强度等级。灌孔混凝土强度指标取同强度等级的混凝土强度指标。

b、灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度设计值fg,应按下列公式计算:

fg=f+0、6αfc (3.2.1—1);

α=δρ (3.2.1-2);

式中:fg———灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度设计值,该值不应大于未灌孔砌体抗压强度设计值的2倍;

f ———未灌孔混凝土砌块砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-4采用;

fc———灌孔混凝土的轴心抗压强度设计值;

α———混凝土砌块砌体中灌孔混凝土面积与砌体毛面积的比值;

δ———混凝土砌块的孔洞率;

ρ———混凝土砌块砌体的灌孔率,系截面灌孔混凝土面积与截面孔洞面积的比值,灌孔率应根据受力或施工条件确定,且不应小于33%。

⑤双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-5采用。

注:表中的砌块为火山渣、浮石和陶粒轻集料混凝土砌块;对厚度方向为双排组砌的轻集料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值,应按表中数值乘以0.8。

⑥块体高度为180mm~350mm的毛料石砌体的抗压强度设计值,应按表3.2.1-6采用。

注:对细料石砌体、粗料石砌体和干砌勾缝石砌体,表中数值应分别乘以调整系数1.4、1.2和0.8。

2、龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值,应符合下列规定:

①当施工质量控制等级为B级时,强度设计值应按表3.2.2采用:

注:

a、对于用形状规则的块体砌筑的砌体,当搭接长度与块体高度的比值小于1时,其轴心抗拉强度设计值ft和弯曲抗拉强度设计值ftm应按表中数值乘以搭接长度与块体高度比值后采用;

b、表中数值是依据普通砂浆砌筑的砌体确定,采用经研究性试验且通过技术鉴定的专用砂浆砌筑的蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖砌体,其抗剪强度设计值按相应普通砂浆强度等级砌筑的烧结普通砖砌体采用;      

c、对混凝土普通砖、混凝土多孔砖、混凝土和轻集料混凝土砌块砌体,表中的砂浆强度等级分别为:≥Mbl0、Mb7.5及Mb5。  

②单排孔混凝土砌块对孔砌筑时,灌孔砌体的抗剪强度设计值fvg,应按下式计算:                     fvg=0.2f0、55g,式中:fg——灌孔砌体的抗压强度设计值(MPa)。

3、下列情况的各类砌体,其砌体强度设计值应乘以调整系数γa:

①对无筋砌体构件,其截面面积小于0.3m2时,γa为其截面面积加0.7;对配筋砌体构件,当其中砌体截面面积小于0.2m2时,γa为其截面面积加0.8;构件截面面积以“m2”计;

②当砌体用强度等级小于M5.0的水泥砂浆砌筑时,对第3.2.1条各表中的数值,γa为0.9;对第3.2.2条表3.2.2中数值,γa为0.8;

③当验算施工中房屋的构件时,γa为1、10

四、预制钢筋混凝土板在混凝土圈梁上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,且同时浇筑;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、板支承于内墙时,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,用强度等级不应低于C25的混凝土浇筑成板带;

2、板支承于外墙时,板端钢筋伸出长度不应小于1OOmm,且与支座处沿墙配置的纵筋绑扎,并用强度等级不应低于C25的混凝土浇筑成板带;

3、预制钢筋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,再浇筑现浇板。

4、墙体转角处和纵横墙交接处应沿竖向每隔400mm~500mm设拉结钢筋,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,对多孔砖墙和砌块墙不小于700nmm。

5、外叶墙的砖及混凝土砌块的强度等级,不应低于MU10。

五、厂房、仓库、食堂等空旷单层房屋应按下列规定设置圈梁:

1、砖砌体结构房屋,檐口标高为5m~8m时,应在檐口标高处设置圈梁一道;檐口标高大于8m时,应增加设置数量;

2、砌块及料石砌体结构房屋,檐口标高为4m~5m时,应在檐口标高处设置圈梁一道;檐口标高大于5m时,应增加设置数量;

3、对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋,当未采取有效的隔振措施时,除在檐口或窗顶标高处设置现浇混凝土圈梁外,尚应增加设置数量。

4、住宅、办公楼等多层砌体结构民用房屋,且层数为3层~4层时,应在底层和檐口标高处各设置一道圈梁。当层数超过4层时,除应在底层和檐口标高处各设置一道圈梁外,至少应在所有纵、横墙上隔层设置。多层砌体工业房屋,应每层设置现浇混凝土圈梁。设置墙梁的多层砌体结构房屋,应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁。

5、墙梁计算高度范围内每跨允许设置一个洞口,洞口高度,对窗洞取洞顶至托梁顶面距离。对自承重墙梁,洞口至边支座中心的距离不应小于0.1loi,门窗洞上口至墙顶的距离不应小于0.5m。

六、配筋砌块砌体剪力墙的构造配筋应符合下列规定:

1、应在墙的转角、端部和孔洞的两侧配置竖向连续的钢筋,钢筋直径不应小于12mm;

2、应在洞口的底部和顶部设置不小于2φ10的水平钢筋,其伸入墙内的长度不应小于40d和600mm;

3、应在楼(屋)盖的所有纵横墙处设置现浇钢筋混凝土圈梁,圈梁的宽度和高度应等于墙厚和块高,圈梁主筋不应少于4φ10,圈梁的混凝土强度等级不应低于同层混凝土块体强度等级的2倍,或该层灌孔混凝土的强度等级,也不应低于C20;

4、剪力墙其他部位的竖向和水平钢筋的间距不应大于墙长、墙高的1/3,也不应大于900mm;

5、剪力墙沿竖向和水平方向的构造钢筋配筋率均不应小于0.07%。

七、多层砌体结构房屋的总层数和总高度,应符合下列规定:

1、房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度,半地下室从地下室室内地面算起,全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起;对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处;

2、室内外高差大于0.6m时,房屋总高度应允许比表中的数据适当增加,但增加量应少于1.0m;

3、乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表,其层数应减少一层且总高度应降低3m;不应采用底部框架-抗震墙砌体房屋。

4、各层横墙较少的多层砌体房屋,总高度应标准规定降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应再减少一层;

5、抗震设防烈度为6、7度时,横墙较少的丙类多层砌体房屋,当按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时,其高度和层数应允许仍按规定采用;

6、采用蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖的砌体房屋,当砌体的抗剪强度仅达到普通黏土砖砌体的70%时,房屋的层数应比普通砖房屋减少一层,总高度应减少3m;当砌体的抗剪强度达到普通黏土砖砌体的取值时,房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋。

7、考虑地震作用组合的砌体结构构件,其截面承载力应除以承载力抗震调整系数γRE,承载力抗震调整系数应按表10.1.5采用。当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件承载力抗震调整系数均应采用1.0。

8、配筋砌块砌体抗震墙结构房屋抗震设计时,结构抗震等级应根据设防烈度和房屋高度按表10.1.6采用。

砌体结构优缺点

一、优点

1、容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石;砌块可以用工业废料──矿渣制作,来源方便,价格低廉。

2、砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性和较好的耐久性。

3、砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备,可以节省木材。新砌筑的砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工。在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施。

4、砖墙和砌块墙体能够隔热和保温,节能效果明显。所以既是较好的承重结构,也是较好的围护结构。

5、当采用砌块或大型板材作墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产和施工。

二、缺点

1、与钢和混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大。

2、砌体的砌筑基本上是手工方式,施工劳动量大。

3、砌体的抗拉、抗剪强度都很低,因而抗震较差,在使用上受到一定限制;砖、石的抗压强度也不能充分发挥;抗弯能力低。

4、粘土砖需用粘土制造,在某些地区过多占用农田,影响农业生产。