多層住宅建筑承重體系的研究

劉銘

（黑龍江八一農墾大學工程學院，黑龍江 大慶 163319）

1 問題的提出

隨著社會的發展，人們居住理念的更新，可以說粘土磚結構在使用過程中已是問題多多，主要表現在:

1.1 粘土磚的燒結過程中破壞環境

我國是-個人口眾多、能源和土地緊缺的國家，以實心粘土磚為主的傳統房建材料耗能毀田嚴重，每年實心粘土磚產量約6000億塊標磚，磚瓦企業12萬個，占地30多萬公頃，每年燒磚毀田數萬公頃，與此同時，每年排放2億多噸粉煤灰和煤矸石沒有得到有效利用，不僅占用大量土地，而且污染環境。

1.2 粘土磚維護結構的房屋使用過程中節能效果差

與國外相比，我國的住宅外墻保溫隔熱性能相差4-5倍，單位建筑面積的采暖能耗為同等條件下發達國家的3倍，每年北方房屋采暖能耗高達1.2億噸標煤，南方空調降溫能耗每單位建筑面積是北方采暖能耗的3倍，每年僅墻體材料生產能耗和北方房屋采暖能耗就占我國全年能源消耗總量的15%以上。

1.3 建筑的科技含量低，無法使建筑行業成為支柱產業

可以說.粘土磚住宅己不適應時代的潮流了。

2 技術分析

2.1 鋼筋混凝土異型柱框架--加氣混凝土砌塊體系

2.1.1 鋼筋混凝土異型柱框架--加氣混凝土砌塊體系的特點

鋼筋混凝土異型柱框架結構加氣溫凝土砌塊是近年來比較多見的一種結構體系，它主要同剪力墻結合，應用于小高層住宅中?，F在我們做一創新，把剪力墻去掉，將異型柱純框架結構引入多層住宅，它的優點有:

2.1.2 統框架結構相比，房型簡潔，不露梁祝。同磚混住宅相比，增加有效使用面積2%。

2.1.3 施工工藝成熟，施工速度快，質量易保證。

2.1.4 相同地震等級下地震力較小

鋼筋混凝土異型柱框架結構畢竟不同于普通框架結構，它有自己的一些問題:柱(尤其是L形、T形樁)為單軸對稱，在偏心受力和水平受力下會產生扭轉，對柱體產生附加剪應力，這就要對一些關鍵部位的柱(如角柱)進行剪扭驗算以調整配筋。根據外省市的經驗，在設計中宜將柱箍筋沿柱全高加密以做到強剪弱彎；柱的軸壓比應偏嚴，比之規范要求減小0.05，許多結構設計軟件也是這樣做的；將框架抗晨等級提高為二級，更充分體現強柱弱梁、強剪弱彎、強節點、強錨固的原則。以上幾條都是自己的體會加上先進單位的設計經驗而總結的，待異型柱的國家規范出臺后可再做調整。

2.2 新型砌體材料黃河淤泥磚承重圍護體系

2.2.1 黃河淤泥磚承重圍護體系的特點

黃河淤泥磚顧名思義是以黃河淤泥為原料燒結而成的新型砌體材料，它同傳統的粘土磚相比有如下優勢:符合國家的產業政策，有良好的發展前景。國家鼓勵發展節能、節地、利廢的新型墻休材料，以替代量大面廣的實心粘土磚.為此還出臺了一系列政策，如:固定資產投資方向調節稅稅率為0%；列入國家開發銀行的基本建設政策性投資項目，可享受政策性貸款；引進國外先進設備，免征進口設備關稅和進口產品增值稅；應用新型墻體建造的北方節能住宅，固定資產投資方向調節稅稅率為0%等等。黃河淤泥磚的生產是因地制宜、變廢為寶(這兩條是國家墻改文件中多次強調的)，因此有廣闊的發展前景；設計、施工與粘土磚相比無需做大的改動，創新帶來的問題少；黃河淤泥磚比粘土磚容重小30%，可減輕建筑自重10%-15%，從而減小基礎造價和地基處理費用。

2.2.2 黃河淤泥磚承重圍護體系施行技術措施

前面我們講了，設計、施工與粘土磚相比無需做大的改動，只需做一些細部處理即可。應用之前急需做的工作概括起來主要有:黃河淤泥磚同砂漿組合砌體的力學指標要具體化，比如抗壓、抗剪、抗折強度，在暫時無規范的情況下可參照兄弟單位的經驗取值、或自己組織做力學實驗、或參照規范中粘土磚相關條目做折減處理；施工管理、質量監督要適合黃河淤泥磚的特點，比如砌磚前適宜的含水量、孔型磚砌筑時砂漿的調配等都要在大規模應用前做好實驗；工程中如何套用定額也需預算人員根據磚的單方造價盡早得出?？傊@些數據都是不難得到的，技術措施比較簡單這也是如前所述黃河淤泥磚應用起來的一大優勢。

2.3 輕型鋼結構

繼磚混結構、框架結構、框輕結構之后，配合國家有關限制使用粘土磚及鼓勵建筑業多用鋼材的政策，新型鋼結構住宅正引起建筑業內人士廣泛關注。目前天津、北京、上海、長沙等地正在進行相關試點工作，下面將從幾個方面對輕鋼結構體系住宅進行技術方面的探討。

2.3.1 結構方案:輕型鋼結構多層房屋中最常用的結構體系為框架結構，根據建筑方案的需要有時也采用懸掛體系。梁柱多為軋制或焊接工程截面，有時柱也可采用箱形截面。由于受到我國型鋼品種和供應的限制，目前主要采用焊接構件?？蚣芙Y構平面布置靈活，各部分剛度比較均勻，構造簡單，易于施工。其自振周期較長，自重較輕，對地震作用不敏感。但其側向剛度小，側向位移難以控制。對于一些設有電梯的多層房屋，為增強側向剛度，結合其電梯井的布置，還可以采取框架--抗剪架體系或框架--剪力墻(通常為鋼板剪力墻)結構體系。

2.3.2 支撐體系:為了加強多層房屋鋼結構的側向剛度，抵抗水平風荷載和地震作用，通常用槽鋼或角鋼在墻體平面內布置垂直支撐體系。根據要求可以沿縱、橫單向布置或雙向布置。支撐與框架銜接，按拉桿或壓桿設計。考慮到門窗的布置，可以采用x形、單斜桿形、人字形、倒人字形、w形、倒w形、門式等形式，還可采用偏心支撐。在不影響建筑功能的前提下，在平面上支撐應均勻布置。對后五種支撐應驗算梁上支撐軸力引起的附加彎矩。偏心支撐的優點是在較小或中等的水平荷載作用下有足夠的剛度，而在嚴重超載(如大地層)時具有良好的延性，是一種較好的抗剪支撐。

2.3.3 樓蓋體系；多層房屋鋼結構的樓板必須有足夠的承載力、剛度和整體性。當前較常采用的是在鋼梁上鋪設壓型鋼板.再澆柱100-150mm的鋼筋混凝土板，即壓型鋼板組合樓板，壓型鋼板與鋼梁之間用栓釘連接。

另外還可用預應力薄板加混凝土現澆層或一般鋼筋混凝土樓板，此時應保證樓板和鋼梁之間的可靠連接。設計時如考慮鋼梁和樓板的組合作用，可顯著提高梁的承載力和整體穩定性，并有效降低梁高。主梁與次梁的連接一般為簡支等高連接，有時也做成不等高連接，如采用壓型鋼板組合樓板時，為便于鋪設壓型鋼板，主次梁頂面相差壓型鋼板厚度，同時還可以增大建筑凈層高。

2.3.4 圍護結構:為了減輕多層房屋鋼結構的自重，圍護結構多采用輕質材料。外墻墻體多采用輕質填充材料，如空心砌塊、加氣混凝土等，有時可采用壓型鋼板加輕質保溫層組成的復合墻體，也有很多房屋外墻采用輕質美觀的玻璃幕墻結構。內隔墻可采用空心砌塊、加氣混凝土等輕質填充墻或輕鋼龍骨石膏板，目前也有采用鋁合金框玻璃隔斷的。對輕型鋼結構房屋來說，傳統的油氈加瀝青的屋面防水層很不經濟，現大都采用卷材防水。屋頂也放氣了傳統的水泥砂漿找平層和爐渣保溫層，而采用輕質保溫材料，如JQN板、聚乙烯混凝土扳等，可根據要求做成變厚度而取消屋面找平層。

2.3.5 基礎形式:多層輕鋼房屋基礎常用柱下獨立基礎、條形基礎、十字形基礎，有時也可采用片筏基礎。采用柱下獨立基礎時，應注意各基礎相對不均勻沉降對上部結構的影響?；A梁常用現澆或預制鋼筋混凝土結構，有時根據要求也可采用鋼基礎梁，但通常將設置在地面以下的柱腳和鋼梁外包混凝土，以解決防腐問題。

3 結論

如前所述.三種承重、圍護體系技術性能優異、經濟合理、并各有其獨持的優勢，它們的一些不足經過我們努力也是可以克服的。

[1]顧同曾，張振遠.承重混凝土空心砌塊外保溫多層住宅體系[J].建筑砌塊與砌塊建筑，2001年（4）.