祁梅
武漢筑城工程設計咨詢有限公司(430000)
討論多層砌體結構房屋設計要點與常見問題
祁梅
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多層砌體結構的房屋因為建筑材料的特點,使得房屋的抗震性比較差。但是由于這種房屋結構的用料造價低、施工所用時間短并且所用技術簡單,所以在我國的民宿與大部分建筑中依舊被廣泛使用。在這種情況下要更加注重建筑設計的問題,要掌握各個設計的要點和細節、將每個環節的問題都處理好,才可以從根本上提高設計的質量和房屋的穩定性。
多層砌體結構;設計要點;房屋設計問題
從唐山和汶川大地震的震后結果可以看出,地震對于砌體結構房屋的破壞是非常嚴重的。造成這種結果的主要原因就是砌體材料的脆性問題,由于這種特點使得房屋的整體結構質量不利于抗震,危險系數增大。但是砌體結構的建筑投入造價較低,施工周期短,技術簡單,所以在我國很多建筑中被廣泛使用。想要解決現今存在的這種問題,就要從我國目前多層砌體結構的技術出發,改善它的材料與技術,更好的增強房屋的穩定性與安全性。
多層砌體房屋指的是由平時燒制的普通土磚、空心磚等材料作為承重的建筑。一般的砌體結構房屋都是建筑高度較低、層高低、造型比較簡單并且房屋內部的隔斷較多,這正是砌體結構的建筑特點。砌體結構主要是由粘土磚或砌塊砌磚共同建造而成,因為這種磚的脆性強,并且抗拉伸度和彎度能力較弱,所以即便建筑內部存在圈梁和其他承重墻也改變不了它抗震性差的問題。
對房屋層數和建筑高度進行嚴格的控制。經過對震害影響的結果調查表明,在建筑條件其他都相同的條件下房屋的層數越多、高度越高,地震對其的破壞程度就越大。所以對于房屋的層數與高度的控制是減少震害的重要舉措。將房屋建造的更矮一些、層高更低一些可以盡可能的降低房屋的重心,提高房屋的安全性和穩定性。多層房屋的建筑高度一定要根據國家頒布的標準進行設計,對于醫院和教學樓等建筑房屋,因為房屋內部承重較少,層高總高度不應該超過3 m。根據震害的實際情況和國家內部的國情,筆者認為對于多層砌體房屋建造的層數和總高度限制規定還應該更嚴格一些,例如醫院和學校等人員密集的場所應該禁止使用多層砌體結構。
對房屋層高和橫墻間距進行嚴格的控制。當使用普通磚、多孔磚和小砌塊做房體的承重墻時,房屋的層高不應該超過3.6 m。層高降低會使房屋的整體空間剛性提高,更加有利于抗震。房屋的整體結構體系是由縱、橫向承重構件加上樓、屋蓋組成的,所以它的抗震能力的大小與空間的整體剛度和穩定性有關。一般情況下,房屋設計的橫向尺寸是小于縱向尺寸的,如果將房屋橫墻之間的距離加大,那就會使該方向上的整體剛度減小,房屋穩定性被破壞。橫墻的主要作用就是保證房屋有足夠大的抗側能力。因此要保證橫墻的穩定,盡量少設計橫向距離大的房間。通過對震害的研究結果可知,在房屋建筑過程中將墻體的承重面積增加或者將砂漿的材料等級提高都可以使房屋的抗震能力得到進一步的提升。對于安全等級比較低或者房屋使用時間預計會超過50年的,房屋建筑的整體材料等級還應該再高一級。除此之外,還要注意一下地面以下及防潮層以下的墻體,它們的建筑材料也要遵循一定的建筑設計規定。
選擇建筑場地要慎重。建筑場地的選擇對于整個建筑的影響是十分巨大的,如果所選的建筑地點存在地基不穩、承載力不夠、下臥層過于軟弱的問題都會影響到建筑的質量,更嚴重的會影響到建筑設施的安全。所以在選擇場地之前一定要先進行實地的考察工作,檢驗場地地基的穩固性,一定要將容易發生地基失效的場地避開,防止安全事故的發生。在選地基時一定要選擇土質干燥、堅實、密集的地區,不能選擇在人工填造的土層和松散的沙土層等地段進行房屋建造。在山區建房子時,還要遠離突出的高崗、山坡等地方,防止因自然原因發生滑坡、泥石流等對房屋造成損害。
對地基及基礎設計進行妥善的處理。在地基和基礎設計方面對建筑安全的影響因素也有很多種,像對持力層的選擇、對地基處理方案的確定、基礎形式確定和地基地面面積的計算等等。如果建筑過程中基礎剛度不夠,就調整不了因為地基不均勻而帶來的危險;另外如果地基地面面積過小的話也不能有效的控制住地基的沉降高度,這些都會影響到房屋建筑最后的安全問題。
確定結構體系要科學合理。在結構體系的選擇中,最合適的應該是縱橫墻共同承重或者橫墻承重。縱橫墻的設計一定要對稱均勻,在平面方向要對齊,縱向上下也要連接一致。按照建筑設計的要求在房屋內部的伸縮縫、沉降縫、防震縫的兩邊都要設置墻體承重。總的來說,不管是哪個方向上,建筑結構的布局與設計都要嚴格按照規定的尺寸、剛度、延性等進行施工,減少不必要的傷害。實踐證明,采用現澆板對增強房屋結構空間剛度和整體性具有較好的作用。
對局部尺寸脆性與失穩破壞的情況認真處理。這種破壞的情況主要是由于設計過程中的不精確造成的,應該努力完善技術層面的問題,防止這些危害的發生。砌體結構房屋的砌體在橫向和縱向兩個方面都要承受巨大的承重壓力,想要保證房屋的結構有著足夠的強度,就必須要嚴格執行設計過程中對建筑尺寸的要求。
選擇正確的施工方案。對實際的施工安排一定要遵循先重后輕,先高后低,先深后淺的原則。注意施工時的技術與方法,在基礎施工過程中,著重保護建筑基槽底部,減少外部事物擾動。
對于地質的勘測不夠嚴謹詳細。在進行地質勘測時,對地質的鉆孔位置布置不合適、鉆孔達不到數量要求、鉆探深度不足等等都會影響到勘測人員的主觀評價與判斷。有時候勘測小組為了偷懶選用相鄰建筑地質的資料,這種行為會造成建筑的基礎設計與實際的地質信息不相符,可能會帶來無法挽救的損失。
基礎方案設計不夠科學合理。由于在對地基的處理上方法使用不妥,使得處理的深度、范圍和效果都達不到要求的水平;設計方案基礎類型安排的不是很合理,在施工中不能與上一階段內部結構穩定在一致的水平上;基礎剛度不足,基底面積比較小,不能更好的調整地基沉降的高度。
建筑構造不夠周密。建筑整體的結構太過于繁瑣復雜,橫墻、縱墻之間的布置不科學;建筑剛度的具體單元劃分不合理;樓層墻體、面板內部配置與配筋方式不夠恰當;建筑的整體高度設計過高,對房屋周圍的外界環境條件考慮不周到。
對于結構的計算不精準。將荷載少算或者漏算,造成最終的結構計算不準確;對承載力的計算不夠完整,只計算整體承載能力,忽視了建筑局部的承壓,容易造成房屋墻體的承載力不足。
構造措施采取不妥當。房屋內部的構造柱、圈梁設置不合理;墻體缺少拉結筋;在使用預應力多孔板時,板與梁、板與板沒有進行完整的拉結,會造成房屋整體穩定性降低。
設計說明不夠詳細。設計說明只是大體的說明建筑過程中與設計有關的事項,忽視了對于施工技術、工藝、時間、順序等的嚴格說明,造成了施工過程沒有固定的順序和標準,過于隨意,影響工程的總體質量。
由于我國現今的經濟發展不夠平衡、市場不夠穩定,在今后很長一段發展歷程中,多層砌體結構房屋依舊會在大部分的城鎮、農村等普遍應用。在了解了具體情況之后,設計人員應該嚴格的執行房屋建造的基本原則與規范,努力將建筑設計做到最好。只有這樣才能最大限度的消除設計方面的質量問題,增加建筑房屋的安全性,保護廣大人民的人身財產安全;另一方面,還要對多層砌體結構進行更加深入的研究探討,克服材料存在的弱點,進一步的提高房屋的抗震抗壓性能,為經濟建設服務。
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