第六部分民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示

1、1.4.6構(gòu)造柱的截面設(shè)計過大，數(shù)量設(shè)置過多。原因分析：構(gòu)造柱的作用不是代替墻體抗剪，而是約束墻體?？拐鹨?guī)范GB 50011規(guī)定了構(gòu)造柱的最小截面，設(shè)計中不宜將構(gòu)造的截面任意擴(kuò)大，這樣做有幾個弊端：(1)構(gòu) 造柱的截面增大以后，勢必增大它的剛度。如果構(gòu)造柱在墻段中的剛度過大，它將影響作為砌體墻的特性，甚至成為以混凝土柱為主的墻段，而使墻段的抗剪作用由 混凝土起主導(dǎo)作用，顯然這不是我們所要求的。正確的構(gòu)造柱設(shè)計應(yīng)當(dāng)使其剛度很小而約束較強(qiáng)，這樣才能對墻段有所幫助，而不是使其剛度增加，造成地震剪力的 加大。(2)眾多試驗也證明：如按常規(guī)設(shè)計的構(gòu)造柱做法，包括截面大小和配筋，有構(gòu)造柱墻段和未設(shè)構(gòu)造柱墻

2、段的初裂荷載基本不增大。改進(jìn)措施：構(gòu)造柱設(shè)置過多也是設(shè)計上常見的問題，比如有些設(shè)計在所有墻的連接處均設(shè)構(gòu)造柱等等。構(gòu)造柱對墻段的約束作用，特別表現(xiàn)在房屋四大角最為明顯，角部的構(gòu)造柱能夠起到對兩個方向墻段的約束作用，并有利于抗扭，所以四角必須設(shè)構(gòu)造柱，對于其它部位的構(gòu)造柱設(shè)置，要根據(jù)實際情況按規(guī)范要求布置。陰角是否一律可以不設(shè)構(gòu)造柱，也不是絕對的。要視其總體平面上墻段所處的位置而定。如圖1.4.6所示陰角部位由于處于局部墻段的兩端，一般可以不設(shè)構(gòu)造柱。1.4.7鋼筋混凝土樓板是裝配整體式的，圈梁做預(yù)制裝配整體式的。原因分析：鋼筋混凝土圈梁的抗震作用也是經(jīng)過長時間的考驗，被證明為行之有效的抗震措施

3、之一?？拐鹨?guī)范GB 50011第7.3.3條對此作了明確規(guī)定。鋼筋混凝土圈梁在抗震上的作用主要是：一是能夠加強(qiáng)樓蓋的水平剛度，使之樓蓋能夠在各道墻體間傳遞水平地震作用，二是作為沿高度方向上的構(gòu)造柱的連接點(支點)，使構(gòu)造柱能夠在各層約束墻體；三是作為墻側(cè)面的邊框的一部分，墻段兩端由構(gòu)造柱約束，而墻段上下邊緣由抗震圈梁約束。改進(jìn)措施：為 了實現(xiàn)這些目的，抗震圈梁應(yīng)是現(xiàn)澆鋼筋混凝土的。如做成裝配式或裝配整體式，圈梁與墻的連接僅靠一層鋪墊砂漿，與墻頂?shù)慕Y(jié)合較差，不利于板將水平地震作用 傳至墻。作為樓蓋的水平邊框作用，若采用預(yù)制裝配圈梁結(jié)合也不可能緊密，影響樓蓋的水平剛度。地震區(qū)曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過裝配式圈梁破

4、壞的例子，地震時圈梁與墻無可 靠粘接，圈梁脫離樓板摔下。1.4.8橫墻承重的砌體結(jié)構(gòu)，采用裝配式樓蓋層，內(nèi)外墻圈梁不交圈沒有處理。原因分析：裝配式樓蓋中，如果橫墻承重，樓板的圈梁一般均設(shè)在板底，此時，外縱墻的圈梁由于沒有樓板的擱入，其底面與板底位于同一標(biāo)高，這樣就造成內(nèi)外墻的抗震圈梁不在同一標(biāo)高的問題。改進(jìn)措施：在地震設(shè)防地區(qū)，對此必須在內(nèi)外墻交接處，設(shè)置一段圈梁的交接段，搭接長度可取二倍到三倍的標(biāo)高差，如圖1.4.8-l、2所示：1.4.9現(xiàn)澆樓蓋可以不單獨設(shè)置圈梁，但未沿墻周邊設(shè)置加強(qiáng)鋼筋。改進(jìn)措施：現(xiàn)澆樓蓋已經(jīng)有較大的水平剛度，其樓板的整體性也較好。因此，不必再單獨另設(shè)置樓蓋的邊緣圈梁。

5、但是，考慮到現(xiàn)澆樓蓋在支承墻體上，僅靠樓板內(nèi)的一般配筋，包括分布鋼筋，則是不夠的。因為受力筋和分布筋可能都較稀，有一定的間距，還不足以形成樓板結(jié)構(gòu)的邊框作用。為此，為了加強(qiáng)樓板的邊緣，抗震規(guī)范GB 5001l第7.3.3條第2款規(guī)定必須另行設(shè)置加強(qiáng)配筋，并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。一般的做法可以是：在樓板支承在墻上的長度內(nèi)，沿板厚方向上下設(shè)置212鋼筋，并應(yīng)沿墻長通長設(shè)置；也可以在板的支座長度內(nèi)，水平擱置212加強(qiáng)筋。這些加強(qiáng)鋼筋都必須與樓板的受力主筋或分布筋綁扎在一起，以起到樓板的水平邊框作用。1.4.10裝配式樓蓋中，只在外墻上設(shè)周邊的圈梁，內(nèi)墻中用板縫或支承板端的配筋不另設(shè)圈梁。原因

6、分析：一般情況下是不允許的。因為作為樓蓋邊緣的圈梁是針對各間樓蓋的整體性而設(shè)置的。一幢建筑中如果僅在外墻周邊設(shè)置圈梁，顯然是過于薄弱了。更何況較長的外墻圈梁還須要在中段設(shè)有拉結(jié)，否則單靠圈梁本身的剛度也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。不論在內(nèi)墻中利用板縫或支承在墻上的板端配筋，其作用是很有限的，遠(yuǎn)不足以代替正規(guī)的鋼筋混凝土圈梁。當(dāng)然，在現(xiàn)澆樓蓋中不存在此類問題。因為對內(nèi)墻面言，樓板是在墻上滿搭的，因此能夠較好的傳遞地震作用。改進(jìn)措施：應(yīng)按抗震規(guī)范GB 50011第7.3.3條的要求在外墻和內(nèi)縱墻以及內(nèi)橫墻上設(shè)置封閉的抗震圈梁。1.4.11裝配式樓蓋中，當(dāng)有現(xiàn)澆的板底圈梁時，預(yù)制板伸入墻上的長度也按梁上的支承長度

7、要求。原因分析：應(yīng)當(dāng)可以，因為現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁也是梁，作為預(yù)制板的支承長度，主要看它是磚墻還是混凝土，如果是混凝土，可以按支承在梁上的長度要求。改進(jìn)措施：按抗震規(guī)范GB 50011第7.3.5條的規(guī)定，板端伸進(jìn)內(nèi)墻的長度按規(guī)范要求為100mm。如果板端伸進(jìn)圈梁頂面時，則不應(yīng)小于80mm要求。1.4.12房屋端部設(shè)置大房間時，缺少樓屋蓋與墻或梁的拉結(jié)。原因分析：所謂大房間一般指開間大于4.2m的房間。設(shè)置在端部的大房間，在抗震中會發(fā)生兩種情況，第一，房屋端部包括轉(zhuǎn)角墻在內(nèi)的外墻，由于“邊端效應(yīng)”，將會使端部墻體首先破壞。原因是端部角墻的剛度較 大，應(yīng)力集中，地震作用時將受到較大的作用力。同時，

8、由于角部難免的扭轉(zhuǎn)作用，也使角墻首當(dāng)其沖遭到破壞。第二，端部處于外墻盡端，在地震作用中，此外墻 不僅承擔(dān)墻體平面內(nèi)的作用力，同時也要承擔(dān)平面外的作用。因此，必須要求采取措施，加強(qiáng)端部大房間的樓屋蓋與相應(yīng)墻或梁的拉結(jié)，加強(qiáng)端部的整體作用能力。改進(jìn)措施：如為預(yù)制樓板時，按抗震規(guī)范GB 5001l第7.3.5條第4款執(zhí)行；如為現(xiàn)澆樓蓋時，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)澆板的邊緣配筋，有意識地加強(qiáng)盡端墻體的出平面外的抵抗能力，避免破壞。1.4.13地震區(qū)的樓屋蓋大梁、屋架沒有對其采取加強(qiáng)抵抗水平作用力的措施。原因分析：梁或屋架作為集中荷載支承在墻或柱上時，其連接是十分重要的，地震作用的傳遞也是要靠它們的連接程度來決定。靜力

9、設(shè)計中所要求的主要是它的支承面積，因為它們主要傳遞的是垂直荷載。但是在地震作用下，它們傳遞的卻是水平方向的力。因此在連接構(gòu)造上也必須適應(yīng)水平力的傳遞。改進(jìn)措施：大梁、屋架等跨度較大的構(gòu)件支承在墻或柱上時，應(yīng)注意下列幾點：(1)大梁、屋架支座除了傳遞豎向壓力以外，一般都是按簡支考慮。但是地震作用下，即使是簡支的梁或屋架也將承擔(dān)水平向的慣性作用。所以還必須在支座處設(shè)置抵抗水平向的作用力的措施。如增加屋架支座的螺栓數(shù)量和強(qiáng)度，加大大梁的支承長度或采取其它有效拉結(jié)措施等。(2)大梁、屋架支承部位的墻或柱，不論簡支與否，都要考慮梁、屋架所可能產(chǎn)生的嵌固彎矩，并由此會對墻柱造成的不利影響。支承頂層的大梁或

10、屋架的外墻，其支承處如墻內(nèi)設(shè)有構(gòu)造柱時，則此構(gòu)造柱也應(yīng)考慮承擔(dān)梁和屋架帶來的彎矩作用，因此必須增大構(gòu)造柱內(nèi)的配筋，把構(gòu)造柱作為排架柱來考慮。1.4.14非承重的墻體未按規(guī)范要求采取抗震措施。原因分析：非承重墻可以分為幾種：如輕質(zhì)隔墻，一般僅作為隔斷之用，且墻體的側(cè)向剛度很小，不足以對房屋起到抗側(cè)移的作用。因此，對此類墻體，只要考慮隔墻本身地震時不會倒塌傷人就可以了。例如在墻的兩端設(shè)有與主要墻體的拉結(jié)措施即可。對不承擔(dān)靜力垂直荷載，而只承擔(dān)自身重量的內(nèi)外縱墻，也稱為自承重墻。對此類墻體，不能不考慮其承擔(dān)地震作用。因為在側(cè)向力的作用下，所有與之平行的、有一定剛度的墻體都將分擔(dān)地震水平作用的影響。因

11、此，雖不是承重墻，但在地震中也要按承擔(dān)水平地震作用來分擔(dān)地震荷載。改進(jìn)措施：此類墻體的抗震措施應(yīng)按抗震規(guī)范GB 50011第13.3.3條規(guī)定設(shè)置拉結(jié)筋、水平系梁、圈梁、構(gòu)造柱等與主體結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)。1.4.15“橫墻很少”的多層砌體房屋在采取與“橫墻較少”的房屋相同的措施后，高度和層數(shù)可降低一層。改進(jìn)措施：對于橫墻較少的房屋，規(guī)范在提出須要降低一層高度的同時，又給了一條出路，即按抗震規(guī)范GB 50011第7.3.14條規(guī)定，采取加強(qiáng)措施，來彌補(bǔ)由于橫墻較少帶來的對抗震不利的影響，從而達(dá)到不降低層數(shù)和高度的要求。而橫墻很少的房屋一般指全部為教室樓或食堂、俱樂部等的建筑。它們的抗震能力比橫墻較少的

12、更差。規(guī)范沒有提出對此類房屋采取類似加強(qiáng)的措施后，可以不降或少降其層數(shù)和高度。對于橫墻很少的房屋，如果采取了措施，橫墻的布置達(dá)到了橫墻較少的條件時，可以按橫墻較少來對待。此時按照規(guī)范的規(guī)定，也就可以少降一層或甚至于不降低高度和層數(shù)了。1.5多層混凝土小型空心砌塊房屋的抗震構(gòu)造措施1.5.1多層混凝土小型空心砌塊房屋中，可以采用芯柱體系，也可以采用構(gòu)造柱體系，選用上應(yīng)區(qū)別對待。原因分析：多層混凝土小型空心砌塊房屋是利用混凝土空心小砌塊砌筑而成的建筑。由于砌塊有較大的集中孔洞，因此可以插入鋼筋并注入混凝土形成芯柱。小砌塊的型號、規(guī)格基本上是采用國外引進(jìn)的尺寸，做法也與國外大致一樣。我國經(jīng)過近二十年

13、來的應(yīng)用，并進(jìn)行了相應(yīng)的科研試驗，已經(jīng)取得了一定的經(jīng)驗，建造了一大批小砌塊建筑。但是，在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)一些問題。比如小砌塊的孔洞較小(120 x120)，插入鋼筋并澆注芯柱時，往往混凝土不易澆灌密實，容易造成空洞。而且，對芯柱澆注的質(zhì)量又很難進(jìn)行檢查。為此，曾出現(xiàn)過許多質(zhì)量問題。另外，由于地震區(qū)的小砌塊建筑，要求有比較多的芯柱，給施工也帶來麻煩，特別是高烈度區(qū)更為突出。隨著國內(nèi)建造小砌塊建筑的數(shù)量日益增加，特別是南方地區(qū)，為了使小型空心砌塊用于外墻能夠增加保溫和隔熱效果，不少地區(qū)將單排孔的小砌塊改為雙排甚至多排孔。這樣又帶來的一個問題，即無法再在孔洞中設(shè)置芯柱了。北京地區(qū)地震烈度較高，為了研

14、究提高小砌塊建筑的抗震性能，同時能夠適當(dāng)減少墻體中芯柱數(shù)量的目的。北京市建筑設(shè)計研究院提出在混凝土空心小砌塊建筑中采 用構(gòu)造柱的做法，并在試驗室進(jìn)行了一批墻體試驗，繼而又做了一幢九層房屋的整體模型抗震試驗。得到了相關(guān)數(shù)據(jù)，取得了很好的抗震效果。另外，在天津、南 京、哈爾濱等地的高校和科研單位也相繼進(jìn)行了混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)中采用構(gòu)造柱的試驗研究，結(jié)論也是一致的?；炷量招男∑鰤K建筑不同于一般多層砌體房屋。因為它的材料是混凝土，不論是砌塊本身、芯柱或構(gòu)造柱，都是同一種材料。因此，在適當(dāng)配置必要的構(gòu)造鋼筋 后，能夠形成混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。特別當(dāng)小砌塊砌體中配置較多的鋼筋時，還可以形成配筋砌體結(jié)構(gòu)，

15、在高度上可以大大突破一般多層小砌塊房屋的限值。改進(jìn)措施：小砌塊規(guī)程JGJ/T14為小砌塊房屋規(guī)定了兩種抗震構(gòu)造措施：同時設(shè)置構(gòu)造柱和芯柱做法，以及芯柱做法。設(shè)計應(yīng)根據(jù)具體的地區(qū)條件和烈度大小等因素進(jìn)行選擇。圖1.5.1-1、1.5.1-2是兩種做法的示意圖。例如，在使用雙排或多排孔小砌塊的地區(qū)，它只能采用構(gòu)造柱做法而無法用芯柱做法。又如在一些烈度較高地區(qū)，由于地震作用強(qiáng)度較大，因此要求小砌塊建筑具有更好的抗震性能。所以采用構(gòu)造柱加芯柱的做法更為恰當(dāng)。所謂構(gòu)造柱加芯柱做法是指 墻體與墻體交接處，包括內(nèi)外墻交接處，外墻轉(zhuǎn)角處，內(nèi)墻交接處等部位可采用與墻厚相同的構(gòu)造柱；而對于一般的門窗洞口處，則可采用芯柱做法比較適宜。從墻片和整體模型的抗震試驗得到，采用構(gòu)造柱用于墻體連接部位時，其抗震變形能力和延性都有明顯提高，而且可以保證施工質(zhì)量能夠檢查。因為構(gòu)造柱的鋼筋是集中配置并有箍筋，而且上下鋼筋都必須連續(xù)配置，其性能優(yōu)于單根配筋的芯柱，當(dāng)然小砌塊建筑中的芯柱做法在國外已沿用多年，我國早期也一直沿用芯柱做法，因此，芯柱做法也仍然是一種小砌塊結(jié)構(gòu)中的可供選