第05章 常用构件.docx

1、第05章 常用构件5 常用构件5.1 混合结构的砖墙 混合结构中的墙体是受压构件，除满足强度要求外，还必须保证其稳定性。高厚比验算是保证墙体稳定和房屋空间刚度的重要构造措施。墙、柱高厚比系指墙、柱的计算高度与墙厚或柱截面边长的比值。墙、柱的高厚比越大则构件越细长，其稳定性就越差。高厚比验算主要包括确定允许高厚比的限值和确定墙、柱实际高厚比。影响墙、柱允许高厚比的因素很多，如砂浆的强度等级、横墙的间距、砌体的类型及截面形式、支承条件和承重情况等。 混合结构墙体砌筑的基本原则有三个，分别是块体必须错缝、纵横墙必需搭接、控制水平灰缝的厚度。 纵墙和横墙的交接处必须错缝同时砌筑。不能同时砌筑时，可砌成

2、斜搓，斜搓长度不应小于高度的2/3,也可砌成直搓,但应加设拉结钢筋。其数量为每1/2砖厚不得少于一根直径6毫米的钢筋（每道不得少于2根），间距沿墙高不得超过500毫米、埋入长度从墙的留搓处算起，每边均不小于500毫米，钢筋末端尚应加弯钩。混合结构砖墙和构造柱之间要留“马牙搓”，它是每隔一皮砌出墙外1/4砖，作为接搓之用，并且沿高度每隔500毫米加2根直径6毫米的拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于5O0毫米。 混合结构的砖墙需铺设防潮层。应在室内地坪以下，室外散水坡顶面以上的砌体内铺设防潮层。其具体做法有油毡防潮层、防水砂浆防潮层和细石混凝土防潮层等。防潮层以下一般用水泥沙浆砌筑。 由于温度变形和地

3、基的不均匀沉降等因素对房屋的不利作用，有可能引起墙体开裂，影响房屋的使用和美观，严重的还可能导致破坏。一般可采取设置变形缝、设置圈梁、屋顶上设置保温层、隔热层等措施。混合结构中有时也用配筋砌体，常用于局部。.2 构造柱和圈梁混合结构的整体性差，对抗震尤其不利。经过多年的研究、实践和经验总结，工程界逐渐发展出使用构造柱和圈梁来加强混合结构房屋整体性和抗震性能的措施。实验证实，在单片砖墙四周围绕一圈截面不大、配筋不多的钢筋混凝土“箍”并使之与砖墙紧密结合，砖墙在受到剧烈震动破坏时就不会出现“一裂就散”的现象，而是可以在一定程度上做到在开裂后“裂而不散”，延续一段继续承载的时间，大大提高了砖墙的延性

4、和抗震能力。混合结构中设置构造柱和圈梁就可以对墙体起到这一同样作用。对以往地震灾害的调查也表明，设置了构造柱和圈梁的混合结构房屋，震害大大轻于没有设置的房屋。对多层普通砖房设置现浇钢筋混凝土构造柱，抗震规范要求：1）构造柱设置部位，一般情况下应符合表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7.3.1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7.3.1的要求设置构造柱；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2款要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过

5、三层和8度不超过二层时，应按增加二层后的层数对待。构造柱应符合下列要求：1）构造柱最小截面可采用240mm180mm，纵向钢筋宜采用412，箍筋间距不宜大于250mm，在柱上下端宜适当加密；7度时超过六层、8度时超过五层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用414，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。2）构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1m。 3）构造柱与圈梁连接处，构造柱的纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。4）构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。对多层

6、普通砖房的现浇钢筋混凝土圈梁，抗震规范要求：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混凝土楼、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。 圈梁构造应符合下列要求：）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圈梁紧靠板底；2）圈梁在本节第7.3.3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；3）圈梁的截面高度不应小于120mm，配筋应符合表7.3.4的要求

7、；增设的基础圈梁，截面高度不应小于180mm，配筋不应少于412。 混合结构中的圈梁不仅能和构造柱一起提高抗震性能，还有减小房屋温度变形，抵抗地基不均匀沉降的作用。1.3 混凝土梁板 房屋建筑中的梁、板是典型的受弯构件，其截面一般为对称形状，有矩形、T形、I形、槽形、空心形和环形等。单向板中一般布置有两种钢筋：受力钢筋和分布钢筋。受力钢筋沿板的跨度方向放置。分布钢筋则与受力钢筋互相垂直，放置在受力钢筋的内侧。梁中一般配置有如下几种钢筋：纵向受力钢筋、箍筋和架立筋。纵向钢筋有时弯起，称为弯起钢筋或弯筋。 在受弯构件中，如纵向受力钢筋仅配置于受拉区时，这种截面称为单筋截面；如果在截面的受拉区和受压

8、区都配置有纵向受力钢筋，这种截面称为双筋截面。 板的厚度与使用要求有关，屋、楼板的最小厚度为50mm。现浇钢筋浪凝土梁的宽度和梁肋高度宜尽量符合定型模板的尺寸。梁的高宽比一般在2-3之间。混凝土保护层要有足够的厚度，符合规范的要求。构件上、下部纵向钢筋间的距离也必须符合规范要求，不能太小也不能太大。梁中常用的纵向受力钢筋直径为10-25mm。设计时，若需要用两种不同直径的钢筋，其直径相差至少为2mm，以便在施工中能用肉眼识别。多年形成的习惯是尽量使用双数直径的钢筋，常用的直径为5、6、8、10、12、14、16、18、20、22、25毫米。 截面上配置钢筋的多少，通常用配筋率来衡量。配筋率过低

9、或过高都会降低构件的延性，因此规范有详细规定。混凝土梁中还有箍筋，箍筋起到形成钢筋骨架、抗剪、抗扭等作用。 混和结构中常用预制板。预制板只能将短边搁置在墙或梁上，而不允许将长边或中部搁置在墙或梁上。预应力空心板上不允许开大洞，以免打伤板肋。在板的两端要将孔洞用砖头和砂浆塞牢，防止被上层墙体压坏。预制板设计为只承受屋楼面活荷载而不能承受较大的集中荷载，房屋装修、改建时决不能形成“板抬墙”，也就是将较重的砖墙砌筑在板的悬空部位。 5.4 混凝土柱轴心受压柱中纵向受力钢筋应沿截面的四周均匀放置。为了减少钢筋在施工时的纵向弯曲，最好采用较粗的钢筋。柱中纵向钢筋不得少于4根。在室内正常环境中，柱中纵向受

10、力钢筋的混凝土保护层最小厚度为25mm。纵向受力钢筋间的净距不应小于50mm,在水平位置上浇筑的预制柱，纵向受力钢筋间的最小净距与梁相同。 柱的纵向受力钢筋的配筋率不宜过小，当配筋率很小时纵筋将起不到防止住脆性破坏的缓冲作用。同时为了承受可能存在的不大的弯矩，以及混凝土收缩、温度变化引起的拉应力，也要对轴心受压柱的最小配筋率有所控制。对此规范均有规定。纵向受力钢筋的配筋率也不宜过大，以免造成施工困难及影响施工质量。柱中纵向钢筋的常用配筋率为0.5-2.0 。同时承受轴向力和弯矩的柱，称为偏心受压柱。偏心受压柱可以根据计算在两侧配置不同数量的钢筋，称为非对称配筋；也可以在两侧配置相同数量的钢筋，

11、称为对称配筋。非对称配筋较经济，但设计、施工麻烦；对称配筋不够经济，但设计、施工方便。目前民用建筑的框架柱一般采用对称配筋。 柱中的箍筋起到形成钢筋骨架、抗剪、防止纵筋压屈、提高延性等作用。箍筋都应采用封闭式箍筋，以便约束纵筋，防止其压屈。5.5 钢结构的构件 钢拉杆的截面，当受力较小时可直接选用型钢截面，如角钢、槽钢、圆钢等。当受力较大时，可选用由型钢或钢板焊接组成的截面形式，如双角钢组成的T形、十字形截面、焊接工字形截面等。拉杆设计须满足强度和刚度要求，并注意处理好构造和连接。 钢压杆就是钢柱。钢柱通常采用双轴对称截面。它既可以为单一的轧制型钢，如工字钢、槽钢、圆管、方管等，也可以为钢板或

12、若干型钢焊接成的组合截面，还可以为若干型钢通过缀板或缀条焊接或用螺栓连接而成的格构式截面。一些钢拉、压杆截面如图。 钢梁可以直接采用型钢制成，称为型钢梁；也可用钢板、型钢组合而成，称为组合梁。在型钢梁中，最常用的是工字钢，由于其截面的材料分布情况比较符合截面弯曲后的受力特点，故用料比较经济。型钢梁加工方便、成本低廉，在结构设计中应予优先采用。当梁所承受的荷载或跨度较大时，由于工厂轧制的型钢尺寸有限，不能满足梁的承载力和刚度要求，此时不得不采用组合梁。钢梁的设计就是根据承载情况、支承情况、材料情况、工作情况和稳定性要求，决定该梁的截面型式、具体尺寸和一些构造措施，并对所选截面进行强度验算、稳定验

13、算，对整个梁进行变形验算。型钢梁的截面选择比较简单，因为截面中各部分尺寸的关系是已定的，只要选择合适的型钢号即可。钢梁的常用截面形式见图。56 木构架和木屋架 中国传统木结构广泛使用抬梁式木构架、也称榉架，梁柱之间隼峁连接，常见于古建筑和旧民居。江南、西南地区乡村的一些新建民居中也时有所见。屋架在力学上属于桁架结构，杆件只承受轴向力，能充分利用材料的强度，可以做成较大跨度。现在常将木屋架中的部分拉杆替换为钢杆，称为钢木屋架。木屋架一般配合瓦屋面使用，形状为三角形。理论上的桁架只允许荷载作用于节点，但实际应用中为了配合屋面材料的尺寸和刚性，也常将檩条置于节点之间。设计时往往根据经验或标准图选用木

14、屋架。5.7 建筑模数 为推进建筑行业的工业化和标准化，各国都规定了建筑模数。我国对建筑构件和房屋建筑组件也有相应的规定。例如，混凝土预制楼板的长度为300mm的倍数，门洞高度为100mm的倍数，门洞宽度为50mm的倍数等。使用建筑模数就如同衣服、鞋子使用统一的尺码一样，便于工业化生产、商业化采购，也能满足大多数情况下的需要。5.8 讨论和其它结构构件都必须满足强度、刚度和稳定性的要求；其中强度又包括截面强度和局部承压强度两部分，稳定性也包括整体稳定性和局部稳定性两部分。混合结构中屋楼面梁搁置在砖墙上时，墙体可能无法承受梁传来的重量；这时可以将墙体局部加厚，形成壁柱。单片的墙体如围墙等，没有横

15、墙的支撑，稳定性差；常隔一段距离设置一个壁柱。在砌体高厚比计算时，既要考虑由壁柱截面的高厚比，还要考虑壁柱之间墙体的高厚比。 满足一定要求、能够起到抗震作用的墙体称为抗震墙；这些要求常包括材料、厚度、施工质量要求等。对于常用的钢筋混凝土构件，都有标准配筋构造，见于标准图集。这些标准配筋构造综合了多年的研究结果和工程经验，是结构设计时重要的参考资料。 钢筋混凝土梁中的钢筋除受力钢筋外，有时还配一些构造钢筋；架立筋，腰筋等都属于构造钢筋。构造钢筋是设计时不需要通过计算就能决定配置的钢筋；构造钢筋通常是根据规范要求配置的。现浇钢筋混凝土楼盖板中也有一些构造钢筋；规范对此有规定。钢筋混凝土构件为了和其它构件或房屋部件、设备连接的需要，或预制构件为了吊装的需要，有时设置预埋件。预埋件必须保证有足够的强度，以及在构件内有可靠的锚固。预应力混凝土充分利用了高强度钢筋的抗拉强度以及混凝土耐压不耐拉的特点，具有抗裂性、耐久性好的优点，也能在一定程度上节约材料。预应力混凝土技术要求高、施工复杂，在一般建筑结构中应用不多，主要用于桥梁的结构中。