第05章常用構(gòu)件

1、5 常用構(gòu)件5.1 混合結(jié)構(gòu)的磚墻 混合結(jié)構(gòu)中的墻體是受壓構(gòu)件，除滿足強度要求外，還必須保證其穩(wěn)定性。高厚比驗算是保證墻體穩(wěn)定和房屋空間剛度的重要構(gòu)造措施。墻、柱高厚比系指墻、柱的計算高度與墻厚或柱截面邊長的比值。墻、柱的高厚比越大則構(gòu)件越細長，其穩(wěn)定性就越差。高厚比驗算主要包括確定允許高厚比的限值和確定墻、柱實際高厚比。影響墻、柱允許高厚比的因素很多，如砂漿的強度等級、橫墻的間距、砌體的類型及截面形式、支承條件和承重情況等。 混合結(jié)構(gòu)墻體砌筑的基本原則有三個，分別是塊體必須錯縫、縱橫墻必需搭接、控制水平灰縫的厚度。 縱墻和橫墻的交接處必須錯縫同時砌筑。不能同時砌筑時，可砌成斜搓，斜搓長度不應(yīng)

2、小于高度的2/3,也可砌成直搓,但應(yīng)加設(shè)拉結(jié)鋼筋。其數(shù)量為每1/2磚厚不得少于一根直徑6毫米的鋼筋（每道不得少于2根），間距沿墻高不得超過500毫米、埋入長度從墻的留搓處算起，每邊均不小于500毫米，鋼筋末端尚應(yīng)加彎鉤?；旌辖Y(jié)構(gòu)磚墻和構(gòu)造柱之間要留“馬牙搓”，它是每隔一皮砌出墻外1/4磚，作為接搓之用，并且沿高度每隔500毫米加2根直徑6毫米的拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于5O0毫米。 混合結(jié)構(gòu)的磚墻需鋪設(shè)防潮層。應(yīng)在室內(nèi)地坪以下，室外散水坡頂面以上的砌體內(nèi)鋪設(shè)防潮層。其具體做法有油氈防潮層、防水砂漿防潮層和細石混凝土防潮層等。防潮層以下一般用水泥沙漿砌筑。 由于溫度變形和地基的不均勻沉降等因

3、素對房屋的不利作用，有可能引起墻體開裂，影響房屋的使用和美觀，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致破壞。一般可采取設(shè)置變形縫、設(shè)置圈梁、屋頂上設(shè)置保溫層、隔熱層等措施?；旌辖Y(jié)構(gòu)中有時也用配筋砌體，常用于局部。.2 構(gòu)造柱和圈梁混合結(jié)構(gòu)的整體性差，對抗震尤其不利。經(jīng)過多年的研究、實踐和經(jīng)驗總結(jié)，工程界逐漸發(fā)展出使用構(gòu)造柱和圈梁來加強混合結(jié)構(gòu)房屋整體性和抗震性能的措施。實驗證實，在單片磚墻四周圍繞一圈截面不大、配筋不多的鋼筋混凝土“箍”并使之與磚墻緊密結(jié)合，磚墻在受到劇烈震動破壞時就不會出現(xiàn)“一裂就散”的現(xiàn)象，而是可以在一定程度上做到在開裂后“裂而不散”，延續(xù)一段繼續(xù)承載的時間，大大提高了磚墻的延性和抗震能力?；旌辖Y(jié)

4、構(gòu)中設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁就可以對墻體起到這一同樣作用。對以往地震災(zāi)害的調(diào)查也表明，設(shè)置了構(gòu)造柱和圈梁的混合結(jié)構(gòu)房屋，震害大大輕于沒有設(shè)置的房屋。對多層普通磚房設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造柱，抗震規(guī)范要求：1）構(gòu)造柱設(shè)置部位，一般情況下應(yīng)符合表7.3.1的要求。 2）外廊式和單面走廊式的多層房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按表7.3.1的要求設(shè)置構(gòu)造柱，且單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理。3）教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按表7.3.1的要求設(shè)置構(gòu)造柱；當(dāng)教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少的房屋為外廊式或單面走廊式時，應(yīng)按2款要求設(shè)置構(gòu)造柱，但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二

5、層時，應(yīng)按增加二層后的層數(shù)對待。構(gòu)造柱應(yīng)符合下列要求：1）構(gòu)造柱最小截面可采用240mm180mm，縱向鋼筋宜采用412，箍筋間距不宜大于250mm，在柱上下端宜適當(dāng)加密；7度時超過六層、8度時超過五層和9度時，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用414，箍筋間距不應(yīng)大于200mm；房屋四角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋。2）構(gòu)造柱與墻連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)26拉結(jié)鋼筋，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m。 3）構(gòu)造柱與圈梁連接處，構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿過圈梁，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。4）構(gòu)造柱可不單獨設(shè)置基礎(chǔ)，但應(yīng)伸入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。對多層普通磚房的現(xiàn)澆鋼筋

6、混凝土圈梁，抗震規(guī)范要求：1）裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房，橫墻承重時應(yīng)按表7.3.3的要求設(shè)置圈梁；縱墻承重時每層均應(yīng)設(shè)置圈梁，且抗震橫墻上的圈梁間距應(yīng)比表內(nèi)要求適當(dāng)加密。 2）現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋，應(yīng)允許不另設(shè)圈梁，但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強配筋并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。 圈梁構(gòu)造應(yīng)符合下列要求：）圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口圈梁應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或圈梁緊靠板底；2）圈梁在本節(jié)第7.3.3條要求的間距內(nèi)無橫墻時，應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈梁；3）圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm，配筋應(yīng)符合表7.3.4的要求；增設(shè)的基礎(chǔ)圈梁，

7、截面高度不應(yīng)小于180mm，配筋不應(yīng)少于412。 混合結(jié)構(gòu)中的圈梁不僅能和構(gòu)造柱一起提高抗震性能，還有減小房屋溫度變形，抵抗地基不均勻沉降的作用。1.3 混凝土梁板 房屋建筑中的梁、板是典型的受彎構(gòu)件，其截面一般為對稱形狀，有矩形、T形、I形、槽形、空心形和環(huán)形等。單向板中一般布置有兩種鋼筋：受力鋼筋和分布鋼筋。受力鋼筋沿板的跨度方向放置。分布鋼筋則與受力鋼筋互相垂直，放置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè)。梁中一般配置有如下幾種鋼筋：縱向受力鋼筋、箍筋和架立筋?？v向鋼筋有時彎起，稱為彎起鋼筋或彎筋。 在受彎構(gòu)件中，如縱向受力鋼筋僅配置于受拉區(qū)時，這種截面稱為單筋截面；如果在截面的受拉區(qū)和受壓區(qū)都配置有縱向受力

8、鋼筋，這種截面稱為雙筋截面。 板的厚度與使用要求有關(guān)，屋、樓板的最小厚度為50mm?，F(xiàn)澆鋼筋浪凝土梁的寬度和梁肋高度宜盡量符合定型模板的尺寸。梁的高寬比一般在2-3之間?；炷帘Ｗo層要有足夠的厚度，符合規(guī)范的要求。構(gòu)件上、下部縱向鋼筋間的距離也必須符合規(guī)范要求，不能太小也不能太大。梁中常用的縱向受力鋼筋直徑為10-25mm。設(shè)計時，若需要用兩種不同直徑的鋼筋，其直徑相差至少為2mm，以便在施工中能用肉眼識別。多年形成的習(xí)慣是盡量使用雙數(shù)直徑的鋼筋，常用的直徑為5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25毫米。 截面上配置鋼筋的多少，通常用配筋率來衡量。配筋率過低或過高都會降低構(gòu)件

9、的延性，因此規(guī)范有詳細規(guī)定?；炷亮褐羞€有箍筋，箍筋起到形成鋼筋骨架、抗剪、抗扭等作用。 混和結(jié)構(gòu)中常用預(yù)制板。預(yù)制板只能將短邊擱置在墻或梁上，而不允許將長邊或中部擱置在墻或梁上。預(yù)應(yīng)力空心板上不允許開大洞，以免打傷板肋。在板的兩端要將孔洞用磚頭和砂漿塞牢，防止被上層墻體壓壞。預(yù)制板設(shè)計為只承受屋樓面活荷載而不能承受較大的集中荷載，房屋裝修、改建時決不能形成“板抬墻”，也就是將較重的磚墻砌筑在板的懸空部位。 5.4 混凝土柱軸心受壓柱中縱向受力鋼筋應(yīng)沿截面的四周均勻放置。為了減少鋼筋在施工時的縱向彎曲，最好采用較粗的鋼筋。柱中縱向鋼筋不得少于4根。在室內(nèi)正常環(huán)境中，柱中縱向受力鋼筋的混凝土保護

10、層最小厚度為25mm。縱向受力鋼筋間的凈距不應(yīng)小于50mm,在水平位置上澆筑的預(yù)制柱，縱向受力鋼筋間的最小凈距與梁相同。 柱的縱向受力鋼筋的配筋率不宜過小，當(dāng)配筋率很小時縱筋將起不到防止住脆性破壞的緩沖作用。同時為了承受可能存在的不大的彎矩，以及混凝土收縮、溫度變化引起的拉應(yīng)力，也要對軸心受壓柱的最小配筋率有所控制。對此規(guī)范均有規(guī)定?？v向受力鋼筋的配筋率也不宜過大，以免造成施工困難及影響施工質(zhì)量。柱中縱向鋼筋的常用配筋率為0.5-2.0 。同時承受軸向力和彎矩的柱，稱為偏心受壓柱。偏心受壓柱可以根據(jù)計算在兩側(cè)配置不同數(shù)量的鋼筋，稱為非對稱配筋；也可以在兩側(cè)配置相同數(shù)量的鋼筋，稱為對稱配筋。非對

11、稱配筋較經(jīng)濟，但設(shè)計、施工麻煩；對稱配筋不夠經(jīng)濟，但設(shè)計、施工方便。目前民用建筑的框架柱一般采用對稱配筋。 柱中的箍筋起到形成鋼筋骨架、抗剪、防止縱筋壓屈、提高延性等作用。箍筋都應(yīng)采用封閉式箍筋，以便約束縱筋，防止其壓屈。5.5 鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件 鋼拉桿的截面，當(dāng)受力較小時可直接選用型鋼截面，如角鋼、槽鋼、圓鋼等。當(dāng)受力較大時，可選用由型鋼或鋼板焊接組成的截面形式，如雙角鋼組成的T形、十字形截面、焊接工字形截面等。拉桿設(shè)計須滿足強度和剛度要求，并注意處理好構(gòu)造和連接。 鋼壓桿就是鋼柱。鋼柱通常采用雙軸對稱截面。它既可以為單一的軋制型鋼，如工字鋼、槽鋼、圓管、方管等，也可以為鋼板或若干型鋼焊接成的組

12、合截面，還可以為若干型鋼通過綴板或綴條焊接或用螺栓連接而成的格構(gòu)式截面。一些鋼拉、壓桿截面如圖。 鋼梁可以直接采用型鋼制成，稱為型鋼梁；也可用鋼板、型鋼組合而成，稱為組合梁。在型鋼梁中，最常用的是工字鋼，由于其截面的材料分布情況比較符合截面彎曲后的受力特點，故用料比較經(jīng)濟。型鋼梁加工方便、成本低廉，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)予優(yōu)先采用。當(dāng)梁所承受的荷載或跨度較大時，由于工廠軋制的型鋼尺寸有限，不能滿足梁的承載力和剛度要求，此時不得不采用組合梁。鋼梁的設(shè)計就是根據(jù)承載情況、支承情況、材料情況、工作情況和穩(wěn)定性要求，決定該梁的截面型式、具體尺寸和一些構(gòu)造措施，并對所選截面進行強度驗算、穩(wěn)定驗算，對整個梁進行變

13、形驗算。型鋼梁的截面選擇比較簡單，因為截面中各部分尺寸的關(guān)系是已定的，只要選擇合適的型鋼號即可。鋼梁的常用截面形式見圖。56 木構(gòu)架和木屋架 中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)廣泛使用抬梁式木構(gòu)架、也稱櫸架，梁柱之間隼峁連接，常見于古建筑和舊民居。江南、西南地區(qū)鄉(xiāng)村的一些新建民居中也時有所見。屋架在力學(xué)上屬于桁架結(jié)構(gòu)，桿件只承受軸向力，能充分利用材料的強度，可以做成較大跨度。現(xiàn)在常將木屋架中的部分拉桿替換為鋼桿，稱為鋼木屋架。木屋架一般配合瓦屋面使用，形狀為三角形。理論上的桁架只允許荷載作用于節(jié)點，但實際應(yīng)用中為了配合屋面材料的尺寸和剛性，也常將檁條置于節(jié)點之間。設(shè)計時往往根據(jù)經(jīng)驗或標(biāo)準(zhǔn)圖選用木屋架。5.7 建筑

14、模數(shù) 為推進建筑行業(yè)的工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，各國都規(guī)定了建筑模數(shù)。我國對建筑構(gòu)件和房屋建筑組件也有相應(yīng)的規(guī)定。例如，混凝土預(yù)制樓板的長度為300mm的倍數(shù)，門洞高度為100mm的倍數(shù)，門洞寬度為50mm的倍數(shù)等。使用建筑模數(shù)就如同衣服、鞋子使用統(tǒng)一的尺碼一樣，便于工業(yè)化生產(chǎn)、商業(yè)化采購，也能滿足大多數(shù)情況下的需要。5.8 討論和其它結(jié)構(gòu)構(gòu)件都必須滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求；其中強度又包括截面強度和局部承壓強度兩部分，穩(wěn)定性也包括整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性兩部分?；旌辖Y(jié)構(gòu)中屋樓面梁擱置在磚墻上時，墻體可能無法承受梁傳來的重量；這時可以將墻體局部加厚，形成壁柱。單片的墻體如圍墻等，沒有橫墻的支撐，穩(wěn)定性差；常隔一段距離設(shè)置一個壁柱。在砌體高厚比計算時，既要考慮由壁柱截面的高厚比，還要考慮壁柱之間墻體的高厚比。 滿足一定要求、能夠起到抗震作用的墻體稱為抗震墻；這些要求常包括材料、厚度、施工質(zhì)量要求等。對于常用的鋼筋混凝土構(gòu)件，都有標(biāo)準(zhǔn)配筋構(gòu)造，見于標(biāo)準(zhǔn)圖集。這些標(biāo)準(zhǔn)配筋構(gòu)造綜合了多年的研究結(jié)果和工程經(jīng)驗，是結(jié)構(gòu)設(shè)計時重要的參考資料。 鋼筋混凝土梁中的鋼筋除受力鋼筋外，有時還配一些構(gòu)造鋼筋；架立筋，腰筋等都屬于構(gòu)造鋼筋。構(gòu)造鋼筋是設(shè)計時不需要通過計算就能