結(jié)構(gòu)選型-磚混結(jié)構(gòu)

建筑工程系2013-10建筑結(jié)構(gòu)選型

——磚混結(jié)構(gòu)

砌體結(jié)構(gòu)歷史悠久，“秦磚漢瓦”之說，代表兩千年前，我國磚瓦材料運(yùn)用已很普遍。

十九世紀(jì)中葉發(fā)明了水泥（cement），加入砂漿，形成水泥砂漿等，提高了砌體強(qiáng)度。

古代采用砌體結(jié)構(gòu)的幾個著名建筑：

長城、嵩岳寺磚塔、安濟(jì)橋、大雁塔、無梁殿等砌體結(jié)構(gòu)——是指由塊材通過砂漿鋪砌而成的結(jié)構(gòu)。

塊材包括了磚、石和各種砌塊，

砂漿包括了水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿

以及砌塊專用砂漿。嵩岳寺磚塔：

屹立在嵩山的一座古老佛剎。建于北魏，高39.8米，共15層，底層直徑10.6米，內(nèi)徑5米，壁厚2.5米,它是一座磚塔，全塔除塔剎和基石外，均以磚砌筑，磚呈灰黃色，以粘土砌縫。該塔的外形和下層平面為十二邊形，是現(xiàn)存塔的實(shí)物中的孤例。西安大雁塔：

建于公元652年，是一座樓閣式磚塔，塔高64余米，共有七層，塔身呈方形錐體。全塔采用磨磚對縫，磚墻上顯示出棱柱，可以明顯分出墻壁開間。

我國古代砌體結(jié)構(gòu)蘇州：寒山寺旁的石拱橋——下津橋

石橋巨大自重引起的拱內(nèi)壓應(yīng)力會像預(yù)應(yīng)力一樣抵消彎矩引起的拉應(yīng)力，使拱可以承受一定的彎矩。上海青浦縣朱家角鎮(zhèn)放生橋長70.8m，是國內(nèi)最大的古石拱橋。運(yùn)河上的石拱橋充分利用了石材抗壓的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)合理，造型美觀。趙州橋河北省趙縣，公元590～608，全長50.82m,跨度L=37.20m,矢高f=7.23m（f/L=1/5.12）,橋?qū)?0m,是世界上最早的敞肩式拱橋,早于歐州同類橋約1000年。埃及金字塔（2000-3000BC)：石材、石灰、石膏胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用230多萬塊、每塊重2.5T的巖石砌成，萬里長城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿希臘雅典帕臺農(nóng)神廟（400BC）：石材磚墻承重的混合結(jié)構(gòu)多層學(xué)生宿舍砌塊墻承重的混合結(jié)構(gòu)實(shí)驗樓砌體結(jié)構(gòu)的概念

砌體結(jié)構(gòu)一般是指采用磚或其他塊體（如混凝土砌塊）砌筑的承重墻和鋼筋混凝土樓（屋）蓋組成的結(jié)構(gòu)體系，也稱墻承重結(jié)構(gòu)體系?；脽羝诙麓u混結(jié)構(gòu)2.1磚混結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍（1）所用材料便于就地取材，施工較簡單，技術(shù)要求低，施工設(shè)備簡單。；

（2）磚混結(jié)構(gòu)房屋的剛度較大；

（3）有較好的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。2.1.1

磚混結(jié)構(gòu)房屋的主要優(yōu)點(diǎn)磚混結(jié)構(gòu)1m2建筑面積所用工料對比相同層數(shù)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所用材料鋼材8~10kg20~28kg水泥80~90kg100~140kg木材約0.023m3約0.026m3磚200~250塊90~120塊勞動力約3工日約4工時（1）由于砌體抗拉抗剪強(qiáng)度低，因此砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能差，一般不超過七層，一般適用于多層住宅、辦公樓、學(xué)校、小型庭院等。不適用于高層建筑及需要大空間的建筑。

由于墻體承重，在其上開設(shè)門窗受到限制，建筑立面效果顯得厚實(shí)。

（2）抗震性能差，在地震地區(qū)使用也受到一定限制。

（3）墻體砌筑工程繁重，施工進(jìn)度慢。

（4）燒磚取土破壞農(nóng)田。2.1.2

主要缺點(diǎn)墻體改革：（1）大型墻板和砌塊結(jié)構(gòu)

（2）框架輕板結(jié)構(gòu)墻板某混合結(jié)構(gòu)的多層教學(xué)樓①橫墻承重方案樓層荷載通過板梁傳至橫墻，橫墻作為主要承重構(gòu)件，縱墻僅起圍護(hù)、分隔、自承重及形成整體作用特點(diǎn)：具有橫墻布置較密、橫向剛度大、整體性好的特點(diǎn)，房間布置的靈活性差。荷載主要傳遞路線：

屋（樓）面荷載→橫墻→基礎(chǔ)→地基用途：多用在開間小、規(guī)律性強(qiáng)的房間。如：宿舍、普通辦公室、旅館等2.2.1磚混結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置橫墻的設(shè)置主要是為了滿足房屋剛度和整體性的要求。荷載傳遞路線是：

屋（樓）面荷載→縱墻→基礎(chǔ)→地基。特點(diǎn)：縱墻承重方案具有平面布置靈活、房間空間可以較大的特點(diǎn)，但縱墻受力集中，房屋剛度較差。用途：多用于進(jìn)深小、開間大的建筑里如教室、會議室等②縱墻承重方案橫墻的設(shè)置作用是什么呢？③縱橫墻承重方案特點(diǎn)：縱橫墻承重方案具有平面布置靈活、房屋雙向剛度較好的特點(diǎn)。其荷載的主要傳遞路線是：屋（樓）面→縱墻及橫墻→相應(yīng)基礎(chǔ)→地基

④內(nèi)框架承重方案

外圍用外墻承重，內(nèi)部用梁、柱承重的結(jié)構(gòu)為內(nèi)框架承重方案。特點(diǎn):以柱代替內(nèi)承重墻，在使用上可取得了較大的空間。

適用于：教學(xué)樓、醫(yī)院、商店、旅館等建筑物。其荷載的主要傳遞路線是：樓（屋）面荷載→外墻/框架柱→基礎(chǔ)→地基承重方案的比較方案平面布置剛度材料適用范圍縱墻承重室內(nèi)空間較大使用布置靈活橫向剛度較差樓、屋蓋用材料多，墻使用材料少要求空間大的房屋如廠房、倉庫等橫墻承重橫墻較密，布置受限制橫向剛度好墻體用材料多，樓、屋蓋用材料少橫墻間距較密的房屋，如住宅、宿舍、旅館、招待所混合承重布置比較靈活兩個方向剛度均較好介于縱墻承重和橫墻承重之間較大空間的房屋，如教室、實(shí)驗樓、辦公樓或塔式住宅等內(nèi)框架承重布置靈活，易滿足使用要求空間剛度較差與全框架相比節(jié)省鋼材、水泥等多層廠房、倉庫、商店等5．墻體要適當(dāng)設(shè)置沉降縫2.2.2磚混結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置注意事項1．橫墻間距的大小橫墻間距大小是關(guān)系房屋構(gòu)造方案的主要因素。橫墻間距需滿足剛性方案對橫墻間距的限制，以保證房屋符合剛性構(gòu)造方案的要求。根據(jù)規(guī)范規(guī)定限制值，多層房屋磚混結(jié)構(gòu)可以達(dá)到剛性構(gòu)造方案的要求。2．縱墻宜盡可能貫通縱墻宜盡可能貫道，有利于增強(qiáng)墻體抗裂能力，同時可以減少不均勻沉降。3．墻體要適當(dāng)加壁柱或構(gòu)造柱4．墻體要適當(dāng)設(shè)伸縮縫這是純磚混結(jié)構(gòu)的示意。

帶馬牙槎的構(gòu)造柱、墻體里的拉結(jié)筋、圈梁、過梁構(gòu)造柱大家看到什么樣的構(gòu)造柱？一字形（帶馬牙槎），L型（帶馬牙槎），馬牙槎的形狀281、原因分析及典型裂縫由于溫度變化引起熱脹冷縮的變形稱為溫度變形。

混凝土的線膨脹系數(shù)為1.0e-5;

磚墻的線膨脹系數(shù)為0.5e-5;幾種比較典型的裂縫:平屋頂下邊外墻的水平裂縫和包角裂縫.內(nèi)外縱墻和橫墻的八字裂縫房屋錯層處的局部垂直裂縫.溫度變化引起的墻體開裂1.防止溫差和墻體干縮引起的裂縫由于溫差和墻體干縮等原因，可能引起房屋在正常使用條件下出現(xiàn)墻體豎向裂縫。為此，應(yīng)在墻中設(shè)置伸縮縫。伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。2.防止或減輕房屋頂層墻體裂縫的措施屋面應(yīng)設(shè)置保溫、隔熱層；保溫層等應(yīng)設(shè)置分隔縫。3.防止或減輕房屋底層墻體裂縫措施。2.2.3防止或減輕墻體開裂的主要措施由許多預(yù)制樓板直接鋪放在磚墻或樓面大梁上形成的。常用的預(yù)制板形式：實(shí)心平板、空心板和槽形板。裝配式樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置方案：橫墻承重方案、縱墻承重方案、縱橫墻承重方案、內(nèi)框架承重方案2．3磚混結(jié)構(gòu)房屋的樓蓋布置根據(jù)施工方法：裝配式、現(xiàn)澆式2．3．1裝配式樓蓋的選型現(xiàn)澆整體式樓蓋的結(jié)構(gòu)形式：單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋2．3．2現(xiàn)澆樓蓋的選型l2/l1≥3按單向板設(shè)計；

2＜l2/l1＜3宜按雙向板設(shè)計；

l2/l1≤2應(yīng)按雙向板設(shè)計。單向板和雙向板的受力特點(diǎn)：單向板是指：

僅僅在一個方向或主要在一個方向受彎的板；

雙向板是指：

兩個方向均受彎的板。單雙向的設(shè)計判斷:l2/l1≥3按單向板設(shè)計；

2＜l2/l1＜3宜按雙向板設(shè)計；

l2/l1≤2應(yīng)按雙向板設(shè)計。梁板布置應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)跨度的原則，保證樓蓋設(shè)計的經(jīng)濟(jì)合理。樓蓋占房屋總造價30%～40%梁、板的經(jīng)濟(jì)跨度為：單向板：2～3m；雙向板：3～5m；次梁：4～7m；主梁：5～8m。樓蓋上的梁、板都屬于受彎構(gòu)件，梁板必須控制在經(jīng)濟(jì)跨度范圍內(nèi)才能得到合理的經(jīng)濟(jì)效果。梁、板的經(jīng)濟(jì)跨度2．3．3現(xiàn)澆樓蓋的組成及傳力途徑肋梁樓蓋由板、次梁和主梁組成單向板肋梁樓蓋荷載傳遞途徑為：板→次梁→主梁→柱（或墻體）→基礎(chǔ)→地基雙向板肋梁樓蓋荷載傳遞途徑為：板→梁→柱（或墻體）→基礎(chǔ)→地基單向板肋梁樓蓋的傳力途徑與梁板計算簡圖雙向板肋梁樓蓋的傳力途徑與梁板計算簡圖單向板樓蓋荷載情況雙向板支承梁的內(nèi)力計算（1）、荷載情況

長邊方向梁——梯形荷載

短邊方向梁——三角形荷載（2）、內(nèi)力計算 一般按連續(xù)梁 計算， 但當(dāng)梁柱線剛 度比≤5時， 應(yīng)按框架計算?，F(xiàn)澆整體式樓蓋中梁、板截面，應(yīng)該根據(jù)滿足剛度要求的高跨比條件確定。常用的截面尺寸參照下列數(shù)值確定：單跨簡支板：單向板h≥l/30且大于60mm；雙向板h≥l/40且大于80mm。多跨連續(xù)簡支板：單向板h≥l/20mm；雙向板h≥l/50。懸臂板：h≥l/12次梁截面：h=l(11～15)；b=h/(2～3)主梁截面：h=l/(8～12)；b=h/(2～3)懸臂梁：h≥l/6；b=h/(2～3)2．3．4現(xiàn)澆樓蓋中梁、板尺寸確定2.4.1．圈梁在墻體內(nèi)沿水平方向同一標(biāo)高設(shè)置的封閉的鋼筋混凝土梁或鋼筋磚帶稱為圈梁。圈梁的作用：圈梁可以增強(qiáng)房屋的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大振動荷載等對房屋引起的不利影響。圈梁的布置：在洞口處，圈梁尚可兼做過梁。圈梁的寬度宜同墻厚，宜連續(xù)地設(shè)置在同一平面，并形成封閉狀?？v橫墻交接處的圈梁應(yīng)有可靠連接。2．4圈梁、過梁和挑梁施工現(xiàn)場2.4.2．過梁過梁設(shè)置于門窗洞口或其他洞口的頂部，以承受洞口頂面以上的砌體自重及一定范圍內(nèi)的上層梁、板荷載。過梁的荷載：墻體自重、梁板荷載各類過梁實(shí)例施工現(xiàn)場2.4.3．挑梁一端挑出另一端嵌固于墻體內(nèi)的