強臺風(fēng)作用下砌體結(jié)構(gòu)墻體的處理

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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
　?。?）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。縱、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。
　?。?）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。
　?。?）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。
　?。?）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。
　?。?）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。
　?。?）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@200；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
　?。?）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。
　?。?）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。
　?。?）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。