2014 一级注册结构工程师基础考点:砌体结构
砌体结构
现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其
分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类,它们的界限定义为:仅有少量的
拉结钢筋,含筋量在
0.07%以下时为无筋砌体;约束砌体适用于地震设防地区的
砌体结构,如在墙段边缘设置边缘构件
(钢筋混凝土构造柱),同时墙段上下设
置有圈梁,此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件,砌体
配筋量在
0.07%-0.17%左右;配筋砌体适用于 10 层以上的中高层建筑,如配筋混
凝土空心砌块,其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构,其配筋率也接近于现浇
钢筋混凝土剪力墙结构,即在
0.2%左右。
1966 年的邢台地震和 1976 年的唐山地震等数十次破坏性大地震,以及
1923 年日本关东大地震等,几乎无一例外的表明无筋砌体结构不能承受大地震
的考验。因此目前国外抗震规范一般只允许建造
3 层及三层以下的砌体结构。
尽管砌体结构的抗震性能如此之差,然而在城镇建设中,由于我国人口集
中,土地有限,所以我们不可能把砌体结构限制过严,而是要适应发展的需要,
在研究和总结震害的基础上,改进砌体的抗震性能,提高它的建造层数和高度,
满足业主需要。
约束砌体
砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。
1976 年唐山大
地震后,总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验,提出了在承重墙体中设
置边缘约束构件的规定。经过二十多年的实践考验证明,设有构造柱的砌体房屋
在经受九度地震后未发现有倒塌的实例,此种做法是安全的。但应注意以下几点
1、约束墙体的构造柱截面不宜过大,配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构
造柱混凝土,使柱与墙体能够紧密结合,共同工作。此类构造柱在墙体受水平地
震作用初期应力极小,刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大,直到裂
缝贯通墙体,构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎,构造柱的约
束使得墙体破碎而不至于倒塌,从而达到
“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和
配筋过大,由于混凝土刚度远大于砌体墙体,所以构造柱会吸收大多数的地震
力,结果构造柱先于墙体破坏,起不到约束墙体的作用。
2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首
先沿
45°主拉应力的轨迹开裂,并逐步延伸,形成对角的
“x”形裂缝;如果墙段的
高宽比较大,则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大,否