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2015二级建筑师考试辅导:建筑结构与结构选型(3)
发布时间:2011/9/20 9:58:04 来源:城市学习网 编辑:ziteng

  多层建筑结构体系

  9层及9层以下为多层建筑,10层及10层以上或高度超过28m为高层建筑。

  一、多层砌体结构

  (一)概述

  (1)混合结构房屋是指同一房屋结构体系中,采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构体系。

  (2)砖砌体结构是指由钢筋混凝土楼(屋)盖和砖墙承重的结构体系(亦称砖混结构)。

  (3)砌体结构一般是指采用钢筋混凝土楼(屋)盖和用砖或其他块体(如混凝土砌块)砌筑的承重墙组成的结构体系。

  (4)过去曾有过用木楼(屋)盖与砖墙承重组成的结构体系,称为砖木结构。目前已很少采用。

  (二)砌体结构的优缺点和应用范围

  1.主要优点

  (1)主要承重结构(承重墙)是用砖(或其他块体)砌筑而成的,这种材料任何地区都有,便于就地取材。常用的墙体材料有:1)烧结普通砖:黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、煤矸石页岩砖;2)烧结多孔砖:黏土多孔砖(P型、M型)、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖;3)蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖;4)混凝土小型空心砌块。

  (2)墙体既是围护和分隔的需要,又可作为承重结构,一举两得。

  (3)多层房屋的纵横墙体布置一般很容易达到刚性方案的构造要求,故砌体结构的刚度较大。

  (4)施工比较简单,进度快,技术要求低,施工设备简单。

  2.主要缺点

  (1)砌体强度比混凝土强度低得多,故建造房屋的层数有限,一般不超过7层。

  (2)砌体是脆性材料,抗压能力尚可;抗拉、抗剪强度都很低,因此抗震性能较差。

  (3)多层砌体房屋一般宜采用刚性方案,故其横墙间距受到限制,因此不可能获得较大的空间,故一般只能用于住宅、普通办公楼、学校、小型医院等民用建筑以及中小型工业建筑。 [NextPage]

  (三)砖砌体房屋的墙体布置方案

  1.横墙承重方案

  楼层的荷载通过板梁传至横墙,横墙作为主要承重竖向构件,纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成接体作用。

  优点:横墙较密,房屋横向刚度较大,整体刚度好。外纵墙不是承重墙立面处理比较方便,可以开设较大的门窗洞口。抗震性能较好。

  缺点:横墙间距较密,房间布置的灵活性差,故多用于宿舍、住宅等居住建筑。

  2.纵墙承重方案

  其受力特点是:板荷载传给梁,再由梁传给纵墙。这时纵墙是主要承重墙。横墙只承受小部分荷载,横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要,其间距比较大。

  优点:房间的空间可以较大,平面布置比较灵活。

  缺点:房屋的刚度较差,纵墙受力集中,纵墙较厚或要加壁柱。

  适用于:教学楼、实验室、办公楼、医院等。

  3.纵横墙承重方案

  根据房间的开间和进深要求,有时需采取纵横墙同时承重的方案。

  横墙的间距比纵墙承重方案小,所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。

  4.内框架承重方案

  在外墙承重的同时,有一部分内墙采用钢筋混凝土柱代替,以取得较大的空间。

  其特点:(1)横墙较少,房屋的空间刚度较差;(2)墙的带形基础与柱的单独柱基沉降不容易一致;(3)钢筋混凝土柱与砖墙的压缩,陛能不一样,容易造成不均匀变形而产生次应力,当层数较多时,在设计上应给予考虑;(4)以柱代替内承重墙,在使用上可以取得较大的空间。

  适用于:教学楼、医院、商店、旅馆等建筑物。 [NextPage]

  (四)砌体房屋的构造要求

  1.要满足墙体的高厚比

  (1)砌体结构设计规范规定砖墙(或砖柱)的允许高厚比应按下式验算

  2.对厚度小于90tm的墙,当双面用不低于M10的水泥砂浆抹面,包括抹面层的墙厚不小于90mm时,可按墙厚等于90mm验算高厚比。

  (2)当高厚比不能满足要求时,可采取以下措施:

  1)增加墙体厚度;

  2)加设壁柱(即墙垛);

  3)加设构造柱;

  4)减小横墙间距。

  3.要注意控制横墙的间距

  砖砌体房屋的静力计算有三种计算方案:

  (1)刚性方案。在荷载作用下,楼层视为墙、柱的不动铰支座。即认为房屋不产生水平位移。

  (2)刚弹性方案。在荷载作用下,楼层视为墙柱可动铰支座,楼盖平面较大,可考虑空间工作的平面排架或框架计算。其空间影响系数可按(砌体结构设计规范)表4.2.4采用。

  (3)弹性方案。房屋在水平力作用下将产生水平位移。

  (4)对砖砌体为4.8m;

  (5)对砌块和料石砌体为4.2m;

  注:1.在冻胀地区,地面以下或防潮层以下的砌体,不宜采用多孔砖,如采用的,其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时,其孔洞应采用强度等级不低干Om的混凝土灌实。

  2.对安全等级为一级或UI计使用年限大于50年的房屋,表中材料强度等级应至少提高一级。

  (6)对毛石砌体为3.9m.

  4.当梁跨度大于或等于下列数值时,其支承处宜加设壁柱,或采取其他加强措施;

  (1)对加240mm厚的砖墙为6m,对180m厚的砖墙为4.8m;

  (2)对砌块、料石墙为4.8m.

  5.预制钢筋混凝土板的支承长度,在墙上不宜小于lOOmm;在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm;当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时,其支承长度可为40mm,但板端缝宽不小于80mm,灌缝混凝土不宜低于即C20.

  6.支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等于下列数值的预制梁的端部,应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固:

  (1)对砖砌体为9m;

  (2)对砌块和料石砌体为7.2m.

  7.填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接。

  8.山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部,屋面构件应与山墙可靠拉结。

  9.砌块砌体应分皮错缝搭砌,上下皮搭砌长度不得小于90mm.当搭砌长度不满足上述要求时,应在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片(横向钢筋的间距不宜大于200mm),网片每端均应超过该垂直缝,其长度不得小于300mm.

  10.砌块墙与后砌隔墙交接处,应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于2?4、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片。

  11.混凝土砌块房屋,宜将纵横墙交接处、距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞,采用不低于Cb20灌孔混凝土灌实,灌实高度应为墙身全高。

  12.混凝土砌块墙体的下列部位,如未设圈梁或混凝土垫块,应采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实:

  (1)搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下,高度不应小于200mm的砌体;

  (2)屋架、梁等构件的支承面下,高度不应小于600mm,长度不应小于600mm的砌体;

  (3)挑梁支承面下,距墙中心线每边不应小于300mm,高度不应小于600mm的砌体。

  13.在砌体中留槽洞及埋设管道时,应遵守下列规定:

  (1)不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线;

  (2)不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽,无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。

  14.夹心墙应符合下列规定:

  (1)混凝土砌块的强度等级不应低于MU1O;

  (2)夹心墙的夹层厚度不宜大于lOOmm;

  (3)夹心墙外叶墙的最大横向支承间距不宜大于9m.

  15.夹心墙叶墙间的连接应符合下列规定:

  (1)叶墙应用经防腐处理的拉结件或钢筋网片连接。

  (2)当采用环形托结件时,钢筋直径不应小于4mm;当为Z形拉结件时,钢筋直径不应小于6mm.拉结件应沿竖向梅花形布置,拉结什的水平和竖向员大间距分别不宜大于800mm和600mm;对有振动或有抗震设防要求时,其水平和竖向最大间距分别不宜大于800mm和400mm.

  (3)当采用钢筋网片作拉结件时,网片横向钢筋的直径不应小于4mm,其间距不应大于400mm;网片的竖向间距不宜大于600mm,对有振动或有抗震设防要求时,不宜大于400mm.

  (4)拉结件在叶墙上的搁置长度,不应小于叶墙厚度的2/3,并不应小于60mm.

  (5)门窗洞口周边30mm范围内应附加间距不大于600mm的拉结件。

  注:对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋,夹心墙叶墙间宜采用不锈钢拉结件。

  16.为了防止或减轻房屋在正常使用条件下,由温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。伸缩缝的间距可按表6-3采用。[NextPage]

  6.多层砌体房屋的结构体系,应符合下列要求:

  (1)应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

  (2)纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。

  (3)房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用50—lOOmm.

  1)房屋立面高差在6m以上;

  2)房屋有错层,且楼板高差较大;

  3)各部分结构刚度、质量截然不同。

  (4)楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。

  (5)烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体;当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施;不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。

  (6)不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

  7.底部框架-抗震墙房屋的结构布置,应符合下列要求:

  (1)上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。

  (2)房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6、7度且总层数不超过五层的底层框架-抗震墙房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,但应计人砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。

  (3)底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0.

  (4)底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0.

  (5)底部框架-抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。

  8.多层多排柱内框架房屋的结构布置,应符合下列要求:

  (1)房屋宜采用矩形平面,且立面宜规则;楼梯间横墙宜贯通房屋全宽。

  (2)7度时横墙间距大于18m或8度时横墙间距大于15m,外纵墙的窗间墙宜设置组合柱。

  (3)多排柱内框架房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。

  9.多层普通砖、多孔砖房,应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱(以下简称构造柱):

  (1)构造柱设置部位,一般情况下应符合表6-10(《抗规》表7.3.1)的要求。

  (2)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,按表6-10的要求设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。

  (3)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,按表6-10的要求没置构造柱;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,应按上面(2)款要求设置构造柱,但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时,应按增加二层后的层数对待。

  (4)构造柱应伸人室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连接。

  10.多层普通砖、多孔砖房屋的钢筋混凝土圈梁设置应符合下列要求:

  (1)装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖的砖房,横墙承重时,应按表6-11(《抗规》表7.3.3)的要求设置圈梁;纵墙承重时,每层均应设置圈梁,且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。

  (2)现浇或装配整体式钢筋馄凝土楼、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可靠连接。

  (3)圈梁应闭合,遇有洞口圈梁应上下搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处,或紧靠板底。

  (4)圈梁在上述(1),(2)条要求的间距内无横墙时,应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。

  (5)圈梁的截面高度不应小于120mm.

  11.小砌块房屋应按表6-12(《抗规》表7.4.1)的要求设置钢筋混凝土芯柱。对医院、教学楼等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表6-12的要求设置芯柱。

  注:外墙转角、内外墙交接处、楼电梯间四角等那位,应允许采用钢筋混凝土构造柱替代部分芯柱。

  (1)芯柱截面不宜小于120mmxl20mm.

  (2)芯柱应伸人室外地面下500mm或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。

  (3)替代芯柱的构造柱,最小截面为190nunxl90mm.

  12.小砌块房屋的现浇钢筋混凝土圈梁应按表6-13(《抗规》表7.4.4)的要求设置,圈梁宽度不应小于190mm,配筋不应少于412,箍筋间距不应大于200mm.

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