磚砌體室外獨立墻壁及圍墻結構設計

許劍峰

由于人們生活水平的提高,人們對居住環境的私密性和美觀性的要求越來越高,所以伴隨出現了大量凈高超過一般圍墻的高景墻和高圍墻。因此室外獨立墻壁及圍墻的安全性和經濟性在結構設計中突顯出來。

自承重墻所受的荷載主要包括結構自重,風荷載和地震荷載。因圍墻結構屬于丁類建筑,根據GB 50011-2001建筑抗震設計規范3.1.4規定抗震設防烈度為6度時,除本規范有具體規定外,對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。我國大部分地區屬于6度抗震設防區,同時地震作用屬于偶然荷載,所以在磚砌體結構室外獨立墻壁及圍墻設計中,風荷載起主導作用。

1 砌體結構墻高厚比驗算

GB 50003-2001砌體結構設計規范6.1.1規定墻的高厚比應按下式驗算:

其中,H0為墻的計算高度;h為墻厚;μ1為自承重墻允許高厚比的修正系數,厚度 h≤240 mm的自承重墻,允許高厚比修正系數應按下列規定采用:h=240 mm,μ1=1.2;h=90 mm,μ1=1.5;90 mm＜h＜240 mm,μ1可按插入法取值。注:室外獨立墻壁及圍墻可以提高30%;μ2為有門窗洞口墻允許高厚比的修正系數,取值1.0;[β]為墻允許高厚比,取值28。

GB 50003-2001砌體結構設計規范6.1.2規定當構造柱截面寬度不小于墻厚時,允許高厚比[β]可乘以系數μc:

其中,bc為構造柱沿墻長方向的寬度;l為構造柱的間距。

當bc/l＞0.25時取 bc/l=0.25;當 bc/l＜0.05時取bc/l=0。

2 磚砌體結構驗算

磚砌體主要承受水平風荷載作用,根據GB 50009-2001建筑結構荷載規范規定:

室外獨立墻壁及圍墻βz,μs分別為1,1.3。

根據GB 50003-2001砌體結構設計規范6.1.2當圈梁的寬度比構造柱間距大1/30時,圈梁可視作構造柱間墻的不用鉸支點。

故室外獨立墻壁及圍墻可視為由許多圈梁和構造柱圍合的四周鉸接磚砌體結構的組合,并驗算各自在水平風荷載作用下沿齒縫彎曲抗拉強度和沿通縫彎曲抗拉強度(見圖1)。

再根據結構自重和風荷載按照GB 50010-2002混凝土結構設計規范分別驗算構造柱和圈梁的極限承載力。

3 構造要求

根據GB 50003-2001砌體結構設計規范構造要求:

圈梁高度不應小于120 mm。縱向鋼筋不應少于4φ 10,綁扎結構的搭接長度按受拉鋼筋考慮,箍筋間距不應大于300 mm。

構造柱的截面尺寸不宜小于240 mm×240 mm。柱內豎向受力鋼筋,對于中柱,不宜少于 4φ 12;對于邊柱、角柱,不宜少于4φ 14。構造柱的豎向受力鋼筋的直徑也不宜大于16 mm。箍筋宜采用φ 6@100/200。構造柱間距不宜大于4 m。

磚砌體與構造柱連接處應砌成馬牙槎,并沿墻高每隔500 mm設2φ 6通長拉結鋼筋。

組合磚墻的施工順序應為先砌筑墻后澆筑混凝土構造柱。

4 結語

經過以上分析可知,由于建筑和景觀的要求,磚墻的凈高和墻厚一般被限制,通過分析磚墻高厚比,沿齒縫彎曲抗拉強度和沿通縫彎曲抗拉強度,確定磚墻構造柱和圈梁的間距,并采用合理的相關構造要求,以達到快速施工和經濟安全的目的。

[1]GB 50003-2001,砌體結構設計規范[S].

[2]GB 50011-2001,建筑抗震設計規范[S].

[3]GB 50009-2001,建筑結構荷載規范[S].