砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)文獻(xiàn)綜述

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 近年來，隨著我國建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用層出不窮?；炷两Y(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)，而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更已成為發(fā)展高層建筑的主要材料。砌體結(jié)構(gòu)是一種歷史悠久的結(jié)構(gòu)，長期以來在土木工程中被廣泛應(yīng)用。隨著砌體材料工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)研究的不斷深入，砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大[1]。
混凝土結(jié)構(gòu)系指由混凝土和鋼筋兩種基本材料組成的一種能共同作用的結(jié)構(gòu)材料[2]。采用混凝土作為建筑結(jié)構(gòu)材料，主要是因?yàn)榛炷恋脑牧蟻碓簇S富，鋼材用量較少，結(jié)構(gòu)承載力和剛度大啊，防火性能好，造價便宜。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能，能充分發(fā)揮混凝土及鋼筋的力學(xué)性能，比鋼結(jié)構(gòu)耐火時間長[3]。因此，它優(yōu)于純鋼結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)是磚砌體、砌塊砌體、石砌體建造的結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱，又稱磚石結(jié)構(gòu)[1]。主要優(yōu)點(diǎn)有便于就地取材，可利用工業(yè)廢料，技術(shù)性能好，耐久性、耐火性好，具有較好的保溫隔熱性能，施工簡便，便于操作，經(jīng)濟(jì)性好，造價較低[4]。由于砌體的抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低，因此，砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要承受軸心或小偏心壓力，而很少受拉或受彎，一般民用和工業(yè)建筑的墻、柱和基礎(chǔ)都可采用砌體結(jié)構(gòu)。與鋼材和混凝土相比，砌體的強(qiáng)度較低，因而構(gòu)件的截面尺寸較大，材料用量多自重大，其砌筑基本是手工方式，施工勞動量大，抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度都很低，抗震性能差，使用上受限制[5]。

 
長期的工程實(shí)踐表明，砌體結(jié)構(gòu)適用于以受壓為主的結(jié)構(gòu)，以及便于就地取材的結(jié)構(gòu)，我們要使結(jié)構(gòu)受力合理，滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面布置要求，同時還要便于施工，所以建筑方案的設(shè)計(jì)和選型就變得很重要。按荷載傳遞路線的不同，砌體承重布置方案有以下幾種：

 
1）橫墻承重方案，樓層的荷載通過板梁傳至橫墻，橫墻作為主要承重豎向構(gòu)件，縱墻僅起圍護(hù)、分隔、自承重及形成整體作用。
特點(diǎn)有：橫墻較密，房屋橫向剛度較大，整體剛度好。外縱墻不是承重墻，因此立面處理比較方便，可以開設(shè)較大的門窗洞口?？拐鹦阅茌^好。橫墻間距較密，房間布置的靈活性差，故多用于宿舍、住宅等居住建筑。
2）縱墻承重方案，其受力特點(diǎn)是：板荷載傳給梁，再由梁傳給縱墻。這時縱墻是主要承重墻。橫墻只承受小部分荷載，橫墻的設(shè)置主要為了滿足房屋剛度和整體性的需要，其間距比較大。
特點(diǎn)有：房間的空間可以較大，平面布置比較靈活。房屋的剛度較差，縱墻受力集中，縱墻較厚或要加壁柱。適用于教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)室、辦公樓、醫(yī)院等。
3）縱橫墻承重方案，根據(jù)房間的開間和進(jìn)深要求，有時需采取縱橫墻同時承重的方案。
特點(diǎn)有：橫墻的間距比縱墻承重方案小。但一般可比橫墻承重方案大，房屋的剛度介于前兩者之間。
4）內(nèi)框架承重方案，在外墻承重的同時，有一部分內(nèi)墻采用鋼筋混凝土柱代替，以取得較大的空間。
特點(diǎn)有：橫墻較少，房屋的空間剛度較差；墻的帶形基礎(chǔ)與柱的單獨(dú)柱基沉降不容易一致；鋼筋混凝土柱與磚墻的壓縮性能不一樣，容易造成不均勻變形而產(chǎn)生次應(yīng)力，當(dāng)層數(shù)較多時，在設(shè)計(jì)上應(yīng)給予考慮。
5）底層框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。
6）配筋砌塊砌體剪力墻承重體系[6]。
由于砌體材料的脆性性質(zhì)以及抗拉和抗剪強(qiáng)度均較低等特點(diǎn)，使得砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震性能相對較差；同時，砌體結(jié)構(gòu)房屋為縱墻、橫墻、樓蓋等多構(gòu)件組合而成，如果結(jié)構(gòu)布置不合理，構(gòu)件之間的連接構(gòu)造不當(dāng)，均不利于整體抗震。因此，在地震作用下砌體結(jié)構(gòu)房屋主要發(fā)生三種情況的破壞：一是由于房屋結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)引起的破壞，二是由于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載力不足引起的破壞，三是由于構(gòu)件間連接不牢而引起的破壞[7]。
根據(jù)上述震害分析，砌體結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)按以下三方面進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)：
①正確地進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)布置，注意整個結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量的均勻以及整體作用；
②重視結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接構(gòu)造，選用合理的構(gòu)造措施；
③進(jìn)行地震作用下房屋結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算。
地震災(zāi)害是人類生存最大的天敵，盡管現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，但如何“三標(biāo)準(zhǔn)”地預(yù)報地震，仍然是世界級的難題。結(jié)合中國國情，根據(jù)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準(zhǔn)設(shè)防要求，盡量減少地震發(fā)生時人民生命財產(chǎn)的損失是廣大建筑科技工作者多年來探索和思考的主題，如何提高多層砌體房屋的抗震能力措施有：1.在地基與基礎(chǔ)之間增加防震褥墊；2.底部兩層內(nèi)墻增設(shè)鋼筋網(wǎng)片；3.增加圈梁和構(gòu)造柱；4.增設(shè)“三角形”結(jié)構(gòu)；5.加強(qiáng)樓梯間設(shè)防措施；6.設(shè)置避難空間；7.改板式懸挑為梁式懸挑；8.加強(qiáng)頂層及附屬結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)[8]。
鋼筋混凝土砌體結(jié)構(gòu)其荷載效應(yīng)不僅與外荷載大小相關(guān)，還與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料、幾何特征有關(guān)。鋼筋混凝土砌體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析完成后，根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定滿足荷載效應(yīng)水平要求的各構(gòu)件的幾何特征和配筋量的優(yōu)化結(jié)果。
城市建設(shè)用地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化就是為了達(dá)到一定的生態(tài)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)，依靠一定的科學(xué)技術(shù)和管理手段，通過調(diào)控各類建設(shè)用地的供應(yīng)，對有限的建設(shè)用地資源在空間尺度上，多層次進(jìn)行安排。設(shè)計(jì)組合和布局，以提高城市土地利用率和效益，維持土地生態(tài)系統(tǒng)和相對平衡，實(shí)現(xiàn)土地資源的持續(xù)利用[10]。
隨著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，對基本建設(shè)的質(zhì)量、節(jié)能、環(huán)保等要求也越來越高，基本建設(shè)的規(guī)模越來越大，工程量越來越多，尤其是中小城市和農(nóng)村的基本建設(shè)中，砌體結(jié)構(gòu)仍將占有相當(dāng)大的比例。但是砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展還不平衡、不完善，還需要開展多方面工作，以達(dá)到發(fā)揮砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，克服砌體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，完善砌體結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍之目的，使砌體結(jié)構(gòu)能夠可持續(xù)發(fā)展[4]。
根據(jù)目前世界各國砌體應(yīng)用概況，我國砌體結(jié)構(gòu)正向適應(yīng)科技迅猛發(fā)展和滿足社會需求的現(xiàn)代砌體發(fā)展 ，積極開發(fā)節(jié)能環(huán)保型新型建材，發(fā)展高強(qiáng)砌體材料，繼續(xù)加強(qiáng)配筋砌體和預(yù)應(yīng)力砌體研究及加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)理論的研究[9]。 
 
 
 
參考文獻(xiàn)
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