一、确定结构选型及布置
(一)砌体类型
砌体类型有三大类:无筋砌体(有墙、柱或壁柱);配筋砌体(网状配筋砖砌体。砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合墙砌体。混凝土砌体和混凝土构造柱组合砌体。混凝土构造柱及网状配筋组合砖砌体);配筋混凝土砌块砌体(墙、柱)。
(二)结构选型及布置
结构方案力求合理,受力明确,在满足建筑功能要求的同时,具有较好的整体刚度和稳定性,并注意便于施工,经济合理;力争建筑体型简单,均匀对称,减少扭转影响。
单层房屋宜尽易布置为刚性方案或刚弹性方案。多层房屋应布置成刚性方案,尽量采用相应的构造措施,根据砌体结构特点,保证结构正常使用极限状态要求。
(三)横墙要求
刚性和刚弹性方案房屋的横墙应符合横墙中开有洞口时,洞口水平截面积不应超过横墙截面积的50%;横墙厚度不宜小于180mm;单层房屋的横墙长度不宜小于其高度,多层房屋的横墙长度不宜小于其总高度的1/2。缝的设置:a、竖向方面:房屋高差较大及荷载相差悬殊时,应考虑设沉降缝。b、水平方面:房屋太长,超规定时设伸缩缝。一般现浇板的砌体结构在东北,有保温有隔热伸缩缝间距为50m,一般予制板砌体结构,在东北,有保湿有隔热,伸缩缝为间距60m。
房屋宜尽量布置山墙,伸缩缝处宜设置横墙,以满足刚性,刚弹性方案的要求。抗震方面:沉降缝,伸缩缝应满足抗震缝要求。
二、确定材料强度、匹配原则
(一)砌体材料的最低强度等级:砖标号不低于Mu10;砖砌块不应低于Mu5.0;石料不应低于Mu20;普通砂浆不低于M2.5。
(二)砌体的匹配原则:砂浆的强度等级不宜大于块材的强度等级,如Mu10红砖不易采用M15砂浆;同一层砌体除十分必要外不宜采用不同强度等级材料,以免施工麻烦。
(三)砌体房屋构件的最低强度等级:五层及五层以上的房屋墙体以及受振动或层高大于6M墙、柱应符合下列要求:砖标号大于等于Mu10;砌块标号大于等于Mu7.5;石材标号大于等于Mu30;砂浆标号大于等于M5.0。
(四)对于安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋:所用最低材料强度等级应至少提高一级。地面以下或防潮层以下砌体,潮湿房间的墙也有规定。如基土很湿时严寒地区红砖标号为Mu15;一般地区红砖标号为Mu10;石材标号为Mu30;水泥砂浆标号为M7.5。承重墙梁计算高度范围内砂浆强度等级不应低于M10,托梁的混凝土强度等级不应低于C30,这样可使砌体与混凝土共同工作。网状配筋砌体的砂浆强度不应低于M7.5。
三、结构构件的构造要求
(一)截面尺寸
1、承重独立砖柱的截面尺寸,不得小于240×370mm,当柱截面积尺寸超过490×490mm时,宜采用组合砖柱,配筋砌块柱或钢筋混凝土柱,这样更合理。2、承重独立砌块柱的截面积尺寸不宜小于390×390mm。3、毛石砌体墙厚不宜小于350mm,太小不宜砌筑。当有振动荷载或抗震设防要求时,墙、柱不宜采用毛料石。4、承重砌体墙的厚度不应小于180mm,墙段长度不应小于490mm,对于砌块墙不宜小于600mm。
(二)梁下墙体设置壁柱或构造柱条件
对于240mm厚墙,当梁跨度>6.0m时;对于180mm厚墙,当梁跨度>4.8m时;对于砌块,料石墙,当梁跨度>4.8m时;壁柱的截面尺寸应满足独立柱的要求;梁端墙体设置垫块或垫梁的条件:对于砖砌体,当梁跨度>4.8m时;对砌块和料石砌体,当梁跨度>4.2m时;对于毛石砌体,当梁跨度>3.9m时。如毛石墙做地下室外墙,这时应注意适当选用梁垫,解决局压。注意梁垫厚度≥180mm,每侧挑出长度不宜大于垫块厚度,以免太长而不起作用。
(三)墙与楼(屋)盖板的连接
预制板的支承长度:在墙上≥100mm;现浇板的支承长度:在墙上≥120mm;在混凝土圈梁上不宜小于80mm。墙体间的连接:在墙体转角、丁字处每隔0.5m设一道拉结筋。
(四)砌体中留槽、留洞的要求
尽量避免管道穿墙垛、壁柱,确实需要时应采用带孔的C20混凝土块预埋为宜;墙体中预留的电器开关箱、消防栓箱等洞口宜选择受力较小的墙段,否则应进行承载力演算或采取加强措施;当洞口大于等于2.0m时,对砖砌体宜在洞口两侧设置钢筋混凝土门框或壁柱。
四、多层砌体抗震设计中的一般规定及构造措施(以7°区为例)
(一)一般规定
多层房屋的层数和高度应符合下列要求:一般情况下,房屋的层数和总高度不应超过抗震规范的要求。如多层砌体、普通砖、最小墙厚为240mm,总高度不能超过21.0m,层数不能超过7层。这里房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度。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允许从室外地面算起;对于带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的1/2高度处。另外,室内外高差>0.6m时,房屋总高度允许适当增加,但不应多于1.0m。同时还规定:普通砖多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6m;底部框架――抗震墙的底部和内框架房屋的层高不超过4.5m,最大高宽比7°区为2.5。在做方案阶段就要与建筑专业和甲方沟通,以满足规范。若因建筑功能要求,房屋某层层高超过规定,应于该层承重墙沿墙长每隔不大于2.0m设构造柱。
(二)房屋的横墙间距
如多层砌体,现浇或装配整体式混凝土楼、屋盖,横墙间距不允许大于18.0m,但是如果在砌体房屋的顶层,最大横墙间距应允许适当放宽。在实际工程中,顶层有大会议室,这时,横墙间距可以大于18.0m,要在构造上加强,如其外纵墙除应与横墙相交处设构造柱,各开间窗间墙均应于轴线处增设构造柱,此构造柱均应至少向下延伸一层,以增加整体刚度。
(三)房屋的局部最小尺寸限值
承重窗间墙最小宽度≥1.0m;承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离≥1.0m;内墙阳角至门窗洞边最小距离为≥1.0m;多层多排柱内框架纵向窗间墙宽度≥1.5m等等。如果不满足上述要求,需要加强措施。多层砌体结构体系较非抗震要严格。应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系,受力较好。纵横墙的布置均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上窗间墙宽度宜均匀。房屋宜设防震缝,缝两侧均应设置墙体。缝宽应根据裂度和房屋高度确定。一般可以采用50-100mm。楼梯间不宜设置在房屋尽端和转角处。圈梁构造柱的设置:圈梁及构造柱是提高砌体结构沿性的有效措施,它对砌体的约束作用使墙体在地震作用时,做到裂而不散,从而保持一定的承重能力,是防止房屋倒塌的可靠保证。圈梁:装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房墙体承重时:外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处均设圈梁。内横墙同前,屋盖处间距不应大于7.0m,楼盖处间距不应大于15.0m,构造柱对应部位;现浇或装配整体式钢筋混凝土楼屋盖与墙体有可靠连接的房屋,应允许不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋有可靠连接;圈梁应闭合,遇有洞口时应上下搭接。截面高度≥120mm。构造柱:多层普通砖、多孔砖房应按照下列要求设构造柱:a、六、七层砖房构造柱设在外墙四角错层部位横墙与外纵墙交接处,大房间内外墙交接处,较大洞口两侧。内墙(轴线)与墙交接处,内墙的局部较小垛处;楼、电梯间四角。b、如为外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,设构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按照外墙处理。c、教学楼、医院等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数设构造柱。当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,按照上面一条设构造柱,7°度不超过三层,按增加二层后的层数设构造柱。构造柱断面最小尺寸为240×180mm,纵筋为4根12钢筋,箍筋不宜大于250mm,且在柱上下两端加密。构造柱可不单独设基础,直接伸入地梁之中。构造柱能提高砌体的受剪承载力10%-30%左右,它对砌体起约束作用,使之有较高的变形能力。