砌體結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造措施

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摘要：介紹了已有試驗(yàn)研究成果及工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上新頒《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003第六章涉及的砌體結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性措施、房屋的防裂抗裂措施的條文背景，并給出相應(yīng)的建議或示例，供設(shè)計(jì)人員參考。
 

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu) 整體性/穩(wěn)定性 抗裂/防裂措施

　　在《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003（以下簡(jiǎn)稱新規(guī)范或GB50003）第四章4.1.2條規(guī)定：砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，并應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)下的要求。根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，砌體結(jié)構(gòu)正常使用要求，一般情況下可由相應(yīng)的構(gòu)造措施保證。這些構(gòu)造措施包括砌體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定和整體性構(gòu)造措施、耐久性措施及裂縫或變形控制措施等等。由于砌體結(jié)構(gòu)組成材料的多樣性，其相應(yīng)的構(gòu)造措施也要比其他材料結(jié)構(gòu)的相應(yīng)措施看起來(lái)顯得“繁雜或瑣碎”些。多層砌體結(jié)構(gòu)是我國(guó)應(yīng)用最廣泛和應(yīng)用數(shù)量最大的結(jié)構(gòu)形式。近年來(lái)隨著國(guó)家墻改推廣應(yīng)用新型墻體材料，由于研究乏力和相應(yīng)措施的滯后，設(shè)計(jì)、施工、施工管理的針對(duì)性不強(qiáng)，又因系多層結(jié)構(gòu)，對(duì)其重視程度不夠等因素，致使砌體結(jié)構(gòu)房屋出現(xiàn)了一些帶普遍性所謂質(zhì)量問(wèn)題，而新型砌體材料較傳統(tǒng)砌體材料表現(xiàn)的尤其突出，這在一定程度上影響了新型墻材的順利推廣應(yīng)用。另外隨著國(guó)家住宅產(chǎn)業(yè)化和商品化的深入，對(duì)房屋的建筑結(jié)構(gòu)功能，提出了更高的要求，包括業(yè)主的使用要求、設(shè)計(jì)、施工的責(zé)任以及主管部門的監(jiān)管責(zé)任的強(qiáng)化。這其中體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化、管理的措施就是國(guó)家已頒布實(shí)行的“工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文”。這對(duì)全面提高工程質(zhì)量具有重大作用和深遠(yuǎn)意義。新規(guī)范就是根據(jù)這樣的背景，總結(jié)我國(guó)近年來(lái)試驗(yàn)研究成果、工程經(jīng)驗(yàn)以及借鑒國(guó)外可行的技術(shù)的基礎(chǔ)上完成本規(guī)范的全面修訂的。本章的構(gòu)造要求，和原規(guī)范相比雖仍為三節(jié)，但其內(nèi)容已有較大的擴(kuò)充和變化，有關(guān)構(gòu)造要求的標(biāo)準(zhǔn)也有所提高。限于篇幅，本文著重介紹新增和修改變動(dòng)較大的那些條文以及被列為強(qiáng)制性的條文，并按“深入淺出”的原則，在簡(jiǎn)介背景的基礎(chǔ)上，力求在執(zhí)行和應(yīng)用方面提出注意事項(xiàng)或例證，供參考。

6.1 墻、柱的高厚比

　　墻、柱的高厚比驗(yàn)算是保證砌體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要構(gòu)造措施之一，本次修訂因提高了砂漿的強(qiáng)度，本節(jié)表6.1.1墻、柱允許高厚比[]值取消了M2.5以下的數(shù)值。墻、柱的允許高厚比與承載力計(jì)算無(wú)關(guān)，主要根據(jù)墻、柱在正常使用和施工情況下的穩(wěn)定性和剛度要求，由經(jīng)驗(yàn)確定，近年來(lái)在理論上進(jìn)行了報(bào)導(dǎo)或論證^[1]。

　　墻、柱的高厚比驗(yàn)算以帶壁柱更具代表性，而且包括帶壁柱墻的整體高厚比驗(yàn)算和壁柱間墻高厚比驗(yàn)算。設(shè)置壁柱的墻又是砌體結(jié)構(gòu)最常用的提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和承載力重要措施。70年代已來(lái)構(gòu)造柱、圈梁系統(tǒng)已成我國(guó)多層砌體房屋的最重要的抗震構(gòu)造措施之一^[2]。近年來(lái)為提高砌體的結(jié)構(gòu)的承載能力或穩(wěn)定性而又不增大截面尺寸，墻中的構(gòu)造柱間距已不僅僅設(shè)置在房屋墻體轉(zhuǎn)角、邊緣部位，而按需要設(shè)置在墻體的中間部位。這樣的墻體的穩(wěn)定性和承載力就成為本規(guī)范解決的課題之一^[3]。其中帶構(gòu)造柱墻的穩(wěn)定性是按類似帶壁柱墻的原則處理的。即把墻中的構(gòu)造柱當(dāng)作壁柱，并根據(jù)墻中構(gòu)造柱的設(shè)置情況進(jìn)行了理論分析并提出使用要求。

1、帶構(gòu)造柱墻穩(wěn)定性推導(dǎo)要點(diǎn)

1）構(gòu)造柱的縱向配筋率較小，當(dāng)間距0.9~4.8m，墻厚為240mm時(shí)，配筋率均小于0.2%（當(dāng)構(gòu)造柱配筋為4φ12，柱距0.9、4.8m時(shí)的配筋率分別為0.13%和0.03%）。因此這種墻體的縱向彎曲的影響可按無(wú)筋砌體考慮；

2）根據(jù)壓桿穩(wěn)定理論，無(wú)構(gòu)造柱和有構(gòu)造柱縱向變形曲線為（圖1~2）：

           圖1   墻體構(gòu)造間圖                圖2   墻體失穩(wěn)臨界曲線

_（1）

_（2）

    對(duì)兩式分別求一階、二階導(dǎo)數(shù)并根據(jù)能量法分析壓桿穩(wěn)定的理論，可推得

_（3）

    令分別為不設(shè)構(gòu)造柱墻和設(shè)構(gòu)造柱墻的高厚比，可求出設(shè)構(gòu)造柱墻在相同臨界荷載下允許高厚比提高系數(shù)為

_（4）

_（5）

　　式中：m_c——允許高厚比的提高系數(shù)。

　　從式（4）可看出，構(gòu)造柱對(duì)墻體允許高厚比的影響大小，隨塊材強(qiáng)度等級(jí)、砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)，以及構(gòu)造柱的寬度b_c、構(gòu)造柱的間距而變化的。根據(jù)工程中常用的各類砌體塊材、砂漿強(qiáng)度等級(jí)及構(gòu)造柱的砼強(qiáng)度等級(jí)（C15~C20），可求出相應(yīng)條件下計(jì)算高厚比提高系數(shù)m_c。從式（4）和計(jì)算結(jié)果看出，隨著塊材和砂漿等級(jí)的提高，m_c值降低，這是自然的。因有較高的砌體強(qiáng)度，其彈性模量與砼的彈性模量比（）減少，當(dāng)砌體的彈性模量與砼彈性模量接近或相等時(shí)，m_c =1，即不提高；另外構(gòu)造柱間距和截面寬度的比值b_c/s也是影響m_c的一個(gè)重要因素，計(jì)算表明當(dāng)b_c/s<1/20時(shí)，m_c沒有明顯變化。構(gòu)造柱寬一般為240mm或180mm，當(dāng)b_c/s=20時(shí)，s分別為4.8m或3.6m，最后根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得到各種砌體材料時(shí)的m_c取值：

①對(duì)燒結(jié)磚（含燒結(jié)多孔磚）、蒸壓灰砂磚、粉煤灰磚和輕骨料砼小型空心砌塊砌體：

_（6）

②對(duì)砼小型空心砌塊、粗骨料、半細(xì)料石、毛料石及毛石砌體：

_（7）

③按式（6）、（7）計(jì)算的計(jì)算允許高厚比提高系數(shù)m_c列于下表：

表—1    計(jì)算允許高厚比提高系數(shù)m_c

公式類別

b_c/s

1/20

1/15

1/12

1/10

1/8

1/4

公式（6）

1.075

1.100

1.125

1.150

1.188

1.375

公式（7）

1.050

1.067

1.083

1.100

1.125

1.250

　　由表可見，當(dāng)b_c/s =1/20時(shí)構(gòu)造柱的作用不大，而當(dāng)b_c/s =1/4，盡管構(gòu)造柱的影響很大，但考慮到構(gòu)造柱間距太密，不僅施工較繁，經(jīng)濟(jì)效果也因之下降，因此規(guī)范規(guī)定其范圍定為1/20~1/4，其平均的m_c值對(duì)式（6）對(duì)應(yīng)的材料為1.19，對(duì)式（7）對(duì)應(yīng)的材料為1.11。即通過(guò)在墻體設(shè)置構(gòu)造柱可使允許高厚比[]提高10%~20%，已接近組合磚砌體構(gòu)件提高幅度。這是容易理解的，當(dāng)增大墻中構(gòu)造柱后不僅增大了其穩(wěn)定性，而且顯著提高了墻體的平面外抗彎能力。

3）若把公式（5）看作構(gòu)造柱截面面積的放大系數(shù)，那么帶構(gòu)造柱墻可看作相應(yīng)的帶壁柱墻。

2、帶構(gòu)造柱墻高厚比驗(yàn)算注意事項(xiàng)

1）按下式驗(yàn)算帶構(gòu)造柱墻的高厚比

 _≤

_（7）

    式中h為墻厚。

2）構(gòu)造柱沿墻方向的寬度（b_c）不小于180mm，沿墻厚方向的邊長(zhǎng)不小于墻厚，主筋不小于4ф12，砼強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15；

3）當(dāng)構(gòu)造柱的截面高度（沿墻厚方向的邊長(zhǎng)）≥1/30柱高和墻厚，且頂部與橫向支承結(jié)構(gòu)（樓、屋蓋、大梁等）有可靠連接時(shí)，可作為帶壁柱墻驗(yàn)算柱間墻的高厚比。這和6.1.2條3款中，當(dāng)圈梁的截面高度與柱間距之比（b/s）≥1/30時(shí)，圈梁可視作壁柱間墻或構(gòu)造柱間墻的不動(dòng)鉸支點(diǎn)的道理是相同的。前者通過(guò)設(shè)構(gòu)造柱減小了墻的長(zhǎng)度，后者則減少了柱間墻的高度，這種方法對(duì)解決較高和較長(zhǎng)的墻體，尤其是砌體隔墻的穩(wěn)定驗(yàn)算提供了理論依據(jù)。砌體規(guī)范管理組反饋到不少關(guān)于這方面應(yīng)用的例子；

4）設(shè)置構(gòu)造柱對(duì)墻體允許高厚比的提高僅適于正常使用階段；

5）當(dāng)利用構(gòu)造柱提高砌體的承載力，設(shè)構(gòu)造柱墻體的構(gòu)造應(yīng)按本規(guī)范8.2.8的規(guī)定；

6）構(gòu)造柱應(yīng)為先砌墻后澆砼柱的施工順序，并與墻體有可靠的連接。

6.2 一般構(gòu)造措施

　　本節(jié)共有16條主要根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)砌體結(jié)構(gòu)房屋或構(gòu)件的耐久性和整體穩(wěn)定性作出的規(guī)定。以下?lián)裰攸c(diǎn)或新條文簡(jiǎn)介：

一、耐久性措施

　　為保證砌體結(jié)構(gòu)各部分具有較均衡的耐久性等級(jí)，因此對(duì)處于受力較大或不利環(huán)境條件下的砌體材料，規(guī)定了比一般條件下較高的材料等級(jí)低限，對(duì)使用年限大于50年的砌體結(jié)構(gòu)，其材料耐久性等級(jí)應(yīng)更高。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的砌體材料強(qiáng)度等級(jí)比我國(guó)高得多，自然相應(yīng)的耐久性等級(jí)也高。這兩條和原規(guī)范的相應(yīng)條文的要求相比雖然高了一些，但限于國(guó)情，提高幅度也不大，這和新規(guī)范適當(dāng)提高砌體結(jié)構(gòu)可靠度的耐久性和可靠度、促進(jìn)砌體材料向高強(qiáng)發(fā)展都是有利的。另外，當(dāng)多孔塊體用于有凍脹的環(huán)境時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施（表6.2.2注1）：當(dāng)蒸壓粉煤灰磚用于地面以下或基礎(chǔ)時(shí)，其強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU15，并應(yīng)選用一等磚；蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚不宜用于有侵蝕介質(zhì)的地基。

二、整體性措施

　　砌體結(jié)構(gòu)房屋的整體性取決于砌體、砌體構(gòu)件的整體穩(wěn)定性及其與非砌體構(gòu)件連接的可靠程度。砌體和砌體構(gòu)件的整體穩(wěn)定性與非砌體構(gòu)件主要由其間的傳力、連接構(gòu)造，如設(shè)置梁墊或墊梁，以及錨固連接等措施保證。

1、填充墻、隔墻與周邊構(gòu)造的連接（6.2.8條、6.2.11條）

　　通常作為自承重墻的骨架房屋的填充墻及圍護(hù)墻，除滿足穩(wěn)定和自承重之外，從使用角度，還應(yīng)具有承受側(cè)向推力、側(cè)向沖擊荷載、吊掛荷載以及主體結(jié)構(gòu)的連接約束作用的能力。因此骨架填充墻及圍護(hù)墻的材料強(qiáng)度等級(jí)不宜過(guò)低；與骨架或承重結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)視具體情況，采用柔性連接、半柔性或半剛性連接和剛性連接。對(duì)可能有振動(dòng)或需抗震設(shè)防的骨架或結(jié)構(gòu)的填充墻及圍護(hù)墻宜優(yōu)先選用柔性或半柔性連接。

　　砌塊墻與后砌隔墻的連接（6.2.11）是保證后砌隔墻穩(wěn)定性的主要措施，砌塊后砌隔墻的厚度多數(shù)為90mm非承重砌塊砌筑的，因其墻厚較承重砌塊墻（通常為190mm厚）薄得多，相應(yīng)高厚比很大，自然墻體自身的穩(wěn)定性成為主要矛盾。由于后砌隔墻是按自承重墻設(shè)計(jì)的，容易忽略它可能要承受來(lái)自側(cè)向的推力、撞擊或沖擊荷載、吊掛荷載以及地震作用，這可能成為后砌隔墻失穩(wěn)或倒塌的主要原因，而一旦出現(xiàn)隔墻倒塌也會(huì)對(duì)生命財(cái)產(chǎn)造成一定的損失。因此在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的第13.3節(jié)規(guī)定了建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本抗震措施。盡管未專門列出砌塊后砌隔墻的連接構(gòu)造要求，但其原則是完全適用的，說(shuō)明后砌隔墻與主體結(jié)構(gòu)連接的重要性。本條的連接方式屬柔性連接，除便于承重砌塊墻體的排塊設(shè)計(jì)外，對(duì)調(diào)節(jié)較長(zhǎng)砌塊隔墻的變形（砌體干縮或地震作用）有一定的作用。但對(duì)較長(zhǎng)的隔墻（如超過(guò)4m）除本條的連接外，尚應(yīng)考慮其它增加穩(wěn)定和防裂的措施。另外，填充墻連接處的抗裂措施也是當(dāng)今工程中被看作“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”的一個(gè)非常重要的內(nèi)容，應(yīng)引起足夠重視。下面提供兩個(gè)示例：

①多層和高層房屋懸挑外廊的填充墻，宜與其上部的梁底脫開或設(shè)置柔性墊層（圖3）。

圖3  懸挑外廊填充墻脫開示意圖

　　該例始于一個(gè)高層外懸挑梁剛度偏小，填充墻與梁底塞緊，引起底部填充墻因超載（即上部數(shù)十層的墻體卸載），產(chǎn)生壓曲破壞。

②框架柱與墻的柔性連接（圖4）。既解決施工后砌難，又能避免荷載集中引起自承重墻體承載力不足，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制懸挑板的剛度。

圖4  懸挑外夾心墻示意圖

2、砌塊砌體的組砌搭接要求（6.2.10）

　　砼砌塊與整澆的砼結(jié)構(gòu)不同，砌體是由塊體和砂漿組砌而成的，砌體的強(qiáng)度是通過(guò)塊體和砂漿的共同工作實(shí)現(xiàn)的，而砌體中塊體必要的搭接長(zhǎng)度是保證砌體強(qiáng)度的關(guān)鍵，反之砌體中的材料就形不成整體，受荷后就會(huì)過(guò)早地出現(xiàn)解體破壞，其受力機(jī)理是砌體中塊體的錯(cuò)縫搭接（長(zhǎng)度）是維持砌體在豎向荷載（或變形）作用下引起的橫向變形應(yīng)力不致產(chǎn)生過(guò)早破壞的基本要素或基本構(gòu)造措施。按砌體基本力學(xué)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，砌體的基本抗壓強(qiáng)度試件，其搭接長(zhǎng)度為1/2標(biāo)準(zhǔn)塊長(zhǎng)（對(duì)砌塊為190mm），它反映了砌體施工中最普遍的組砌方式，而出現(xiàn)搭長(zhǎng)為1/4標(biāo)準(zhǔn)塊長(zhǎng)（對(duì)砌塊為90mm）的情況在砌體中占的數(shù)量很少，考慮到基本試件比實(shí)際墻體的邊界條件更不利，因此從總體上講能保證砌體強(qiáng)度的發(fā)揮。如不能滿足上述的最小搭接長(zhǎng)度，采用本條規(guī)定的灰縫鋼筋網(wǎng)片也能起到類似的作用，包括抗裂約束作用。當(dāng)承受較大的豎向荷載時(shí)，該部位的拉結(jié)網(wǎng)片的豎向間距不應(yīng)大于200mm。

　　砌塊砌體結(jié)構(gòu)房屋的組砌搭接要求，是通過(guò)砌塊設(shè)計(jì)時(shí)的墻體排列圖來(lái)保證的，也是砌塊結(jié)構(gòu)標(biāo)通圖包括的重要內(nèi)容，另外砌塊砌體分皮錯(cuò)縫搭砌還能保證砌塊孔洞上下貫通，是砌塊砌體設(shè)置豎向鋼筋的最重要的結(jié)構(gòu)功能要求。

3、砌體中設(shè)置凹槽和管槽的要求

　　為防止在墻體中任意開鑿溝槽埋設(shè)管線引起墻體承載力的降低或承載力不足，本規(guī)范6.2.14條規(guī)定，當(dāng)無(wú)法避免時(shí)應(yīng)采取必要的措施或按削弱后的截面驗(yàn)算墻體的承載力。這些必要的措施包括允許按規(guī)定設(shè)置小的凹槽和管槽，而不需計(jì)算。而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》ISO9652-1均有具體規(guī)定。

4、夾心墻的構(gòu)造要求（6.2.15~16）

　　夾心墻是集承重，保溫和裝飾于一體的一種墻體，特別適用于寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)的建筑外墻。國(guó)外應(yīng)用廣泛并具有完整的設(shè)計(jì)和構(gòu)造規(guī)定。我國(guó)試驗(yàn)表明^[4]按照本規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造設(shè)計(jì)的夾心墻具有可靠的建筑結(jié)構(gòu)功能。而保證這些功能的基本要素為墻體的材料、構(gòu)造方式，包括拉結(jié)件的布置及拉結(jié)件（筋）的防腐，以及外葉墻的橫向支承的間距等。

　　由內(nèi)外葉墻和連接這些葉墻的拉結(jié)件組成的夾心墻在荷截作用下存在著一定程度的共同工作，國(guó)外規(guī)范也有相應(yīng)的計(jì)算方法。砌體規(guī)范從簡(jiǎn)化夾心墻的設(shè)計(jì)僅規(guī)定了6.2.15~16條的構(gòu)造要求。為加深對(duì)夾心墻的構(gòu)造原理的理解，下面簡(jiǎn)介美國(guó)建筑統(tǒng)一規(guī)范（UBC）^[5]砌體部分中夾心墻設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求。

1）夾心墻承受的荷載

①每葉墻單獨(dú)承受作用其上的豎向荷載，即不考慮荷載的相互分配；

②由夾心墻支承的水平構(gòu)件（如梁、板）產(chǎn)生的重力荷載，應(yīng)由距該構(gòu)件中心最近的葉墻承受；繞夾心墻平面外方向的彎距，應(yīng)按每個(gè)葉墻的相對(duì)剛度進(jìn)行分配；

③平行于夾心墻平面的荷載，僅應(yīng)由受荷載的葉墻承受，不考慮葉墻間的應(yīng)力傳遞；

④橫向作用于夾心墻平面的荷載，應(yīng)按所有葉墻的抗彎剛度進(jìn)行分配。

2）夾心墻的有效厚度

①當(dāng)夾心墻的兩葉墻均受軸向荷載時(shí)，每葉墻的有效厚度即為其單葉墻的厚度；

②當(dāng)僅一個(gè)葉墻受軸向荷載時(shí)夾心墻的有效厚度，取各葉墻厚度的平方和的開方。

3）夾心墻的拉結(jié)件（筋）

①夾心墻單位面積（m²）的鋼筋拉結(jié)件，對(duì)Ф3.8不少于4個(gè)，對(duì)Ф4.8不少于2.4個(gè)；

②拉結(jié)件（筋）應(yīng)沿豎向交錯(cuò)布置，其最大間距，水平為900mm,豎向?yàn)?00mm，沿洞口周邊300mm范圍內(nèi)應(yīng)附加間距不大于900 mm的拉結(jié)件，允許灰縫鋼筋網(wǎng)片的橫向鋼筋作拉結(jié)件，但其間距不大于400mm；允許用矩形或Z形拉結(jié)件拉結(jié)任何塊體；

③拉結(jié)件應(yīng)具有足夠的長(zhǎng)度，以連接（咬合）所有墻片，拉結(jié)件在葉墻上的部分應(yīng)全部埋入砂漿或混凝土中。拉結(jié)件的端部應(yīng)彎折90度，其彎折端的長(zhǎng)度不小于50 mm。在葉墻間未埋入砂深或混凝土中的拉結(jié)件，應(yīng)為每端咬合于每個(gè)葉墻的單獨(dú)構(gòu)件；

④拉結(jié)件應(yīng)能將橫向荷載從一葉墻傳到另一葉墻；

⑤拉結(jié)件或網(wǎng)片應(yīng)作防腐處理。國(guó)外采用重鍍鋅或不銹鋼拉結(jié)件；

⑥拉結(jié)件和灰縫鋼筋的保護(hù)層，其最小保護(hù)層厚度不小于16mm，墻體和灰縫鋼筋間的砂漿或混凝土厚度不小于3mm。

4）夾心墻的橫向支承

①夾心墻的橫向支承可由交叉墻、墻、壁柱提供；當(dāng)豎向跨越時(shí)，可由樓蓋、梁或屋蓋提供。梁的橫向支承間的凈距不應(yīng)大于其受壓截面最小寬度的32倍；

②美國(guó)規(guī)范未明確夾心墻外葉墻的橫向支承高度。而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》ISO9652-1，明確規(guī)定夾心墻外葉墻的橫向支承間距不大于12m或100倍 的外葉墻的厚度；

5）夾層寬度大于100mm的夾心墻

　　規(guī)范中規(guī)定的夾心墻的夾層厚度不應(yīng)大于100mm及金屬拉結(jié)件的規(guī)格、數(shù)量及間距，是基于過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)確定的。當(dāng)夾層大于100mm時(shí)，必須在墻的拉結(jié)件設(shè)計(jì)時(shí)，考慮壓屈、抗拉、拔出和荷載分布等因素。美混凝土協(xié)會(huì)和加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)已提出了寬夾心墻的建議。

6）夾心墻裂縫控制

　　夾心墻與一般外墻有兩點(diǎn)不同，一是內(nèi)外葉墻承受力的荷載不同，前者要比后者大得多，因而在豎向有著較大的變形差，也是引起這種墻體開裂的重要原因；二是外葉墻處在室外不利環(huán)境中，對(duì)內(nèi)墻提供保護(hù)，這也是外葉墻易開裂的另一個(gè)原因，國(guó)外有專門考慮內(nèi)外葉墻差異變形的連接構(gòu)造，如可調(diào)拉結(jié)件及沿豎向分布的水平控制縫等措施。

　　7）本規(guī)范夾心墻拉結(jié)件的設(shè)置，從直徑、間距及洞口周邊附加拉結(jié)件的要求均較UBC的規(guī)定更嚴(yán)。如我國(guó)砌體規(guī)范規(guī)定的最大橫向支點(diǎn)距離，對(duì)6度、7度及8度區(qū)，分別為9m、6m和3m，即近似于3層、2層和一個(gè)樓層。夾心墻的構(gòu)造示于圖5中。夾心墻橫向支承圈梁節(jié)能構(gòu)造示于圖6。

a) 拉結(jié)件布置                     b) 外葉墻的橫向支承

  （a）矩形                 （b）Z形             （c）焊接網(wǎng)片

c) 拉結(jié)件型式

圖5  夾心墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造

注：圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)字僅用于砼砌塊

圖6  夾心墻節(jié)能構(gòu)造

8）夾心墻的抗震性能、簡(jiǎn)化計(jì)算及應(yīng)用注意事項(xiàng)

　　本規(guī)范規(guī)定的夾心墻屬于非組合作用的夾心墻。兩葉墻間的連接屬于柔性連接，其剛度很少，因此不能按整體受力考慮。但是通過(guò)葉墻間的連接件（網(wǎng)）較大地提高了夾心墻的穩(wěn)定性（增加了夾心墻的有效厚度），從而相應(yīng)地提高了葉墻，特別是內(nèi)葉墻的承載能力，而外葉墻通常是按自承重墻考慮的，因其很薄一般只有90mm~120mm厚，其穩(wěn)定性主要靠與內(nèi)葉墻的連接保證。根據(jù)夾心墻所受的荷載或葉墻間的傳力路線，確保葉墻間連接的可靠性就成為該構(gòu)件的關(guān)鍵點(diǎn)，尤其在地震作用下。我國(guó)的試驗(yàn)^[5]也證明了這一點(diǎn)，如在往復(fù)荷載作用下，鋼筋拉結(jié)件能在大變形情況下防止外葉墻失穩(wěn)破壞。從保溫角度，夾心墻葉墻間除連接件外不宜再有相連的構(gòu)件（豎向的橫向支承點(diǎn)除外），也是普遍采用的作法。因此其計(jì)算簡(jiǎn)圖或試件也應(yīng)這樣，才能符合夾心墻的實(shí)際受力狀態(tài)（圖7）。

a）外葉墻端部無(wú)約束                b）外葉墻端部有約束

圖7  夾心墻的構(gòu)造及試件簡(jiǎn)圖

　　很顯然圖7b）過(guò)分強(qiáng)化了外葉墻在端部的約束作用和其剛度，而按圖7a）則外葉墻在縱向剛度要小得多，加之其豎向荷載很小（僅為自重），其變形能力要比前者好，其受到的地震作用較前者小。因此在文獻(xiàn)^[5]中砌體構(gòu)件的抗震計(jì)算未列出夾心墻（Multiwythe walls）計(jì)算要求，而重申了連接構(gòu)造，如拉結(jié)件、灰縫拉結(jié)網(wǎng)片、豎向及橫向支承的規(guī)定。夾心墻的拉結(jié)件（網(wǎng)）具有足夠的連接和傳遞橫向荷載或作用的能力。根據(jù)本規(guī)范規(guī)定的拉結(jié)網(wǎng)片1φ4，橫筋間距為400mm，豎向間距為400mm，其灰縫砂漿握裹承擔(dān)的拉、拔力為3.3KN/m²，網(wǎng)片鋼筋承擔(dān)的抗壓力為4.3KN/m²，外葉墻的自重為1.6KN/m²。可見其富裕度非常大，即使將外葉墻自重作為地震作用，也不會(huì)將外葉墻拉脫。這也就是本規(guī)范未列其計(jì)算方法的原因，但對(duì)于設(shè)計(jì)應(yīng)用提出下列注意事項(xiàng)：

①在抗震計(jì)算時(shí)可不考慮外葉墻的作用，但偏于安全在計(jì)算承重的內(nèi)葉墻承載力時(shí)應(yīng)計(jì)入外葉墻的重力作用；

②夾心墻的有效厚度可取內(nèi)、外葉墻平方和的開方根；

③樓層懸挑構(gòu)件，如雨蓬、挑梁其底部應(yīng)與外葉墻脫開，避免外葉墻受載；

④外葉墻上吊掛的重物，其支承點(diǎn)也應(yīng)設(shè)在內(nèi)葉墻上；

⑤外葉墻直接受到外界環(huán)境影響，對(duì)其可能產(chǎn)生的溫度或變形裂縫應(yīng)予以充分注意，如設(shè)置較短的水平控制縫和內(nèi)外葉墻豎向變形引起的水平裂縫，當(dāng)內(nèi)外墻采用不同砌體材料時(shí)，尚應(yīng)考慮葉墻砌體附加變形的影響；

⑥夾心墻在樓屋蓋處既是夾心墻的橫向支點(diǎn)，又是構(gòu)件的最大熱橋部位，因此在保證其橫向支托作用的同時(shí)，采用減少熱橋影響的措施。圖6給出了節(jié)能圈梁的構(gòu)造，供設(shè)計(jì)參考。

6.3 防止或減輕墻體開裂的主要措施

一、防裂措施原則注釋

1、裂縫的主要表征

　　引起砌體結(jié)構(gòu)墻體裂縫的因素很多，既有地基、溫度、干縮，也有設(shè)計(jì)疏忽、不合理，施工質(zhì)量、材料不合格及缺乏經(jīng)驗(yàn)等，但最為常見的，也是砌體規(guī)范著力要解決的則為“溫度裂縫”、“干縮裂縫”，以及“溫度和干縮裂縫”。

1）溫度裂縫

　　主要由屋蓋和墻體間溫度差異變形應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生的砌體房屋頂層兩端墻體上的裂縫，如門窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚（塊）灰縫的水平裂縫及水平包角裂縫（含女兒墻）。這類裂縫，在所有塊體材料的墻上均很普遍，即不論是低干縮性的燒結(jié)塊材，還是高干縮性的非燒結(jié)類塊材，裂縫形態(tài)無(wú)本質(zhì)區(qū)別，僅有程度上不同，而且分布位置也較集中，在房屋上層的兩側(cè)。因此《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》6.3.2條專門提出了有關(guān)防止或減輕端部墻體開裂的構(gòu)造措施。

2）干縮裂縫

　　主要由干縮性較大的塊材，如蒸壓灰砂磚、粉煤灰磚、混凝土砌塊，隨著含水率的降低，材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。干縮變形早期發(fā)展較快，以后逐步變慢。但干縮后遇濕又會(huì)膨脹，脫水后再次干縮，但干縮值較小，約為第一次的80%左右。這類干縮變形引起的裂縫，在建筑上分布廣、數(shù)量多，開裂的程度也較嚴(yán)重。最有代表性的裂縫分布為在建筑物底部一至二層窗臺(tái)部位的垂直裂縫或斜裂縫，在大片墻面上出現(xiàn)的底部重上部較輕的豎向裂縫，以及不同材料和構(gòu)件間差異變形引起的裂縫等。

3）溫度和干縮裂縫

    墻體裂縫可能多數(shù)情況下由兩種或多種因素共同作用所致，但在建筑物上仍能呈現(xiàn)出是溫度還是干縮為主的裂縫特征。

4）其它原因引起的裂縫

    如設(shè)計(jì)方案不合理、施工質(zhì)量和監(jiān)督失控也常是重要的裂縫成因。

2、裂縫寬度的控制標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

1）鑒于裂縫成因的復(fù)雜性，按目前條件和本規(guī)范提供的措施，尚難完全避免墻體開裂，而是使裂縫的程度減輕或無(wú)明顯裂縫，故采用了“防止或減輕”墻體開裂的措施的用語(yǔ)；

2）墻體裂縫允許寬度的含意包括：一是裂縫對(duì)砌體的承載力和耐久性影響很少，二是人的感觀的可接受程度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度大于0.3mm時(shí)，通常在美學(xué)上難以接受，砌體結(jié)構(gòu)也不例外。盡管砌體結(jié)構(gòu)的安全的裂縫寬度可以更大些。但是在住宅商品化的今天，砌體房屋的裂縫，不論是否為0.3mm，只要可見，已成為住戶判別“房屋安全”的直觀標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)資料只有德國(guó)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)有成文的規(guī)定：對(duì)外墻或條件惡劣的部位的墻體，裂縫寬度不大于0.2mm，其它部位裂縫寬度不大于0.3mm。其它發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)裂縫控制的要求較高，但未對(duì)砌體裂縫寬度規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。因此如何面對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的裂縫，確實(shí)是一個(gè)較突出和需要認(rèn)真對(duì)待的課題，需要引起足夠的重視。

3、關(guān)于控制縫（control  joint）

　　本規(guī)范6.3.7條提出了設(shè)置控制縫的原則規(guī)定?？刂瓶p是個(gè)外來(lái)的概念。它不同于我國(guó)規(guī)范規(guī)定的雙墻伸縮縫，而是針對(duì)高干縮性砌體材料，把較長(zhǎng)的砌體房屋的墻體劃分為若干個(gè)較小的區(qū)段，從5～6m到10多m，這樣可使由干縮、溫度變形引起的應(yīng)力或裂縫減小，從而達(dá)到可以控制的程度。它是對(duì)我國(guó)較長(zhǎng)的傳統(tǒng)的伸縮縫的必要補(bǔ)充。因?yàn)榧词拱葱抻喓罂s短的伸縮縫間距（30～40m），也難以控制這類高干縮性材料砌體的裂縫。

　　但是在房屋某些部位的墻體上設(shè)置控制縫，防裂效果較好，而對(duì)房屋的整體受力性能影響很小，并可滿足抗震設(shè)防的要求。這已被我國(guó)的理論分析和試驗(yàn)研究得到證實(shí)^[6][7]。

4、抗裂措施效果評(píng)價(jià)

　　引入本節(jié)的防止或減輕墻體開裂的主要措施，在基本原理上分別基于防裂概念的“防”、“放”、“抗”的原則。

1）“防”，即適當(dāng)?shù)奈菝鏄?gòu)造處理，減少屋蓋與墻體的溫差，減少屋蓋與墻體的變形，效果最佳，通常采取的措施包括：

①保證屋面保溫層的性能，采用低含水或憎水保溫材料，防止屋面滲漏，南方剛加設(shè)屋面隔熱及通風(fēng)層；

②外表淺色處理，外墻、屋蓋刷白色，可使其內(nèi)表面降溫，隔熱指標(biāo)可顯著提高；

③嚴(yán)格控制塊體材料的上墻含水率。

2）“放”，即采用適當(dāng)措施，允許屋面或墻體在一定程度上自由伸縮，如屋面設(shè)置伸縮縫、滑動(dòng)層、墻體設(shè)置控制縫等，都能有效的降低溫度或干縮變形應(yīng)力。

3）“抗”，即通過(guò)構(gòu)造措施，如設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱、芯柱、提高砌體強(qiáng)度，加強(qiáng)墻體的整體性和抗裂能力，以減少墻體變形、減少裂縫。是砌體房屋普遍采用的抗裂構(gòu)構(gòu)造措施。但是這些措施的效果如何，以及用何種方法對(duì)已開裂墻體的修補(bǔ)最有效，下面給出我國(guó)最近的研究成果^[6]，供參考：

①提高砌體材料強(qiáng)度等級(jí)，不是最有效的防裂措施。

②芯柱或構(gòu)造柱加圈梁能加強(qiáng)整體性，提高抗裂能力。

③在關(guān)鍵部位和易裂部位，或已開裂部位采取下列措施有顯著效果；

a、玻璃纖維砂漿能提高墻體的抗裂能力兩倍。

b、玻璃絲網(wǎng)格布砂漿加芯柱可使墻片的抗裂能力提高3倍。

c、玻璃網(wǎng)格布砂漿抹面的砌塊墻的初開荷載可提高1倍。

d、開洞墻片設(shè)芯柱和鋼筋砼帶形成的封閉框架式的墻體的抗裂能力可提高33%～100%。

e、增加芯柱對(duì)門窗洞口的墻體抗裂最有效；增加芯柱的墻片溫度應(yīng)力降低21%，而用玻璃網(wǎng)布砂漿后使墻片溫度應(yīng)力減少18%。

④使用高彈涂料也能有效的保護(hù)已開裂的墻體不受外界浸蝕。

二、防止溫度變化和砌體干縮變形引起的砌體房屋頂層墻體開裂的措施

　　為防止或減輕由于混凝土屋蓋和墻體間的溫差變形和墻體干縮變形引起的頂層墻體的開裂，可根據(jù)具體情況采取或選擇下列措施：

1、根據(jù)砌體房屋墻體材料和建筑體型、屋面構(gòu)造選擇適合的溫度伸縮區(qū)段（規(guī)范表6—3—1）。表中對(duì)于干縮性較大的材料：石砌體、砼小型砌塊砌體房屋的最大伸縮縫間距宜為燒結(jié)類塊體材料的砌體伸縮縫間距的0.8倍。

2、屋面應(yīng)設(shè)置有效的保溫層或隔熱層。

3、采用裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋或瓦材屋蓋。

4、屋面保溫層或屋面剛性面層及砂漿找平層設(shè)置分隔縫，其間距不大于6m，并與女兒墻隔開，縫寬不小于30mm。

5、在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置分割縫，間距不宜大于20m（圖8）。

6、當(dāng)現(xiàn)澆混凝土挑檐或坡屋頂?shù)拈L(zhǎng)度大于12m，宜沿縱向設(shè)置分隔縫或沿坡頂脊部設(shè)置分隔縫，縫寬不小于20mm，縫內(nèi)應(yīng)用防水彈性材料嵌填（圖9）。

7、當(dāng)房屋進(jìn)深較大時(shí)，在沿女兒墻內(nèi)側(cè)的現(xiàn)澆板處設(shè)置局部分割縫，縫寬不小于20mm，縫內(nèi)應(yīng)用防水彈性材料嵌填（圖10）。

8、在混凝土屋面板與墻體圈梁間設(shè)置滑動(dòng)層?；瑒?dòng)層可采用兩層油氈夾滑石粉或橡膠片；對(duì)較長(zhǎng)的縱墻可只在兩端的2-3個(gè)開間內(nèi)設(shè)置，對(duì)橫墻可只在其兩端各1/4墻長(zhǎng)范圍內(nèi)設(shè)置。

9、頂層屋面板下設(shè)置現(xiàn)澆混凝土圈梁，并沿內(nèi)外墻拉通，房屋兩端圈梁下的墻體內(nèi)適當(dāng)配置水平鋼筋。

10、頂層挑梁與圈梁拉通。當(dāng)不能拉通時(shí)，在挑梁末端下墻體內(nèi)設(shè)置3道焊接鋼筋網(wǎng)片或2Φ6鋼筋，其從挑梁末端伸入兩邊墻體不小于1000mm（規(guī)范圖6.3.2）。

11、在頂層門窗洞口過(guò)梁上的水平灰縫內(nèi)設(shè)置2-3道焊接鋼筋網(wǎng)片或2Φ6鋼筋，并應(yīng)伸入過(guò)梁兩端墻內(nèi)不小于600mm。

12、頂層墻體內(nèi)適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造柱。

13、女兒墻應(yīng)設(shè)構(gòu)造柱，其間距不大于4m，構(gòu)造柱應(yīng)伸入女兒墻頂，并與現(xiàn)澆混凝土壓頂梁澆在一起。

三、防止或減輕房屋其它有關(guān)部位墻體開裂的構(gòu)造措施

　　根據(jù)砌體材料、結(jié)構(gòu)形式選擇或采用下列構(gòu)造措施：

（一）增強(qiáng)砌體抗裂能力的措施

1、設(shè)置基礎(chǔ)圈梁或增加其剛度。

2、在底層窗臺(tái)下砌體灰縫中設(shè)置3道2Φ4焊接鋼筋網(wǎng)片或2Φ6鋼筋；或采用現(xiàn)澆混凝土配筋帶或窗臺(tái)板，灰縫鋼筋或配筋帶不少于3Φ8并應(yīng)伸入窗間墻內(nèi)不小于600mm。

3、在墻體轉(zhuǎn)角和縱橫墻交接處沿豎向設(shè)置拉結(jié)鋼筋或鋼筋網(wǎng)片。對(duì)磚砌體拉結(jié)筋的數(shù)量每120mm厚墻不少于1Φ6，豎向間距不大于500mm；對(duì)砌塊砌體拉結(jié)網(wǎng)片不小于2Φ4，豎向間距不大于600mm。拉結(jié)鋼筋和鋼筋網(wǎng)片埋入砌體的長(zhǎng)度，從轉(zhuǎn)角墻或交接墻內(nèi)側(cè)算起每邊不小于600mm。

4、對(duì)灰砂磚、粉煤磚砌體房屋尚宜在下列部位加強(qiáng)：

1）在各層門窗過(guò)梁上方的水平灰縫內(nèi)及窗下第一和第二道水平灰縫內(nèi)設(shè)置焊接鋼筋網(wǎng)片或2Φ6鋼筋，其伸入兩邊窗間墻內(nèi)不小于600mm。

2）當(dāng)實(shí)體墻的長(zhǎng)度大于5m，在每層墻高中部設(shè)置2～3道焊接鋼筋網(wǎng)片或3Φ6的通長(zhǎng)水平鋼筋，其豎向間距為500mm。

5、對(duì)混凝土砌塊砌體房屋尚宜在下列部位加強(qiáng)：

1）在門窗洞口兩側(cè)不少于一個(gè)洞口中設(shè)置不小于1Φ12鋼筋，鋼筋應(yīng)在樓層圈梁或基礎(chǔ)梁錨固，并采用不低于Cb20混凝土灌實(shí)；

2）在頂層和底層設(shè)置通長(zhǎng)鋼筋混凝土窗臺(tái)梁，窗臺(tái)梁的高度宜為塊高的模數(shù)，縱筋不少于4Φ10，箍筋Φ6@200、C20混凝土，其它各層門窗過(guò)梁上方及窗臺(tái)下的配筋要求，宜符合本節(jié)4.1）的要求；

3）對(duì)實(shí)體墻的長(zhǎng)度大于5m的砌塊，沿墻高400mm配置不小于2Φ4通長(zhǎng)焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片橫向鋼筋的間距為200mm，直徑同主筋。

4）在門窗洞口兩邊墻體的水平灰縫中，設(shè)置長(zhǎng)度不小于900mm，豎向間距為400mm的2Φ4焊接網(wǎng)片。

6、灰砂磚、粉煤灰磚砌體宜采用粘結(jié)性好的砂漿，混凝土砌塊應(yīng)采用專用砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Mb10。

（二）在墻體中設(shè)置豎向控制縫（圖11）

　　本措施可用于所有材料的砌體，但更適于干縮變形較大的灰砂磚、粉煤灰磚、混凝土砌塊等砌體結(jié)構(gòu)的裂縫控制，房屋墻體控制縫設(shè)置的位置和間距可按下列規(guī)定采用：

1、在建筑物墻體高度或厚度突然變化處，在門窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；并宜在房屋陰角處設(shè)置控制縫；

2、對(duì)3層以下的房屋，應(yīng)沿墻體的全高設(shè)置，對(duì)大于3層的房屋，可僅在建筑物的1～2層和頂層墻體的上列部位設(shè)置；

3、控制縫在樓、屋蓋的圈梁處可不貫通，但在該部位圈梁外側(cè)宜留寬度和深度均為12mm的槽作成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；

4、控制縫的間距不宜大于9m；落地門窗口上緣與同層頂部圈梁下皮之間距離小于600mm者可視為控制縫；建筑物盡端開間內(nèi)不宜設(shè)置控制縫；

5、控制縫可作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度宜通過(guò)計(jì)算，且不宜大于12mm。控制縫應(yīng)用彈性密封材料填縫。

a）預(yù)制板屋蓋分割縫                       b）現(xiàn)澆板屋蓋分割縫

圖8  屋蓋分割縫

a) 女兒墻分割縫

b) 坡屋頂分割縫

圖9 女兒墻、坡屋頂分割縫