淺析砌體結構設計

（山西輕工職業技術學院， 山西 太原 030013）

1 砌體結構概述

砌體結構是由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構，是磚砌體、砌塊砌體和石砌體結構的統稱。通過分析相關資料統計結果可知[1-2]，在民用住宅建筑當中，砌體結構是主要的建筑物，與此同時，在整個建筑領域也大概有 80%的比重，此外國內外建筑領域所使用的墻體材料中利用砌體來作承重以及非承重材料的約為85%左右。

近年來，大城市、部分二線城市砌體結構用量大幅度減少，這是一種正常現象。但是磚砌體結構仍有著其它材料難以超越的優勢，這種結構形式在我國遠不會消亡，而會在我國城鎮化進程中發揮其固有的經濟、適用、舒適、快捷的綜合優勢。

2 砌體結構設計

2.1 單層砌體結構

單層砌體結構在住宅設計中很常見，但并不常用。它多成為其它工種的配合單體建筑物，比如作為管理房、門房、倉庫等。這類房屋設計時一般都超過了《砌體結構設計規范》 GB 50003-2011中關于多層砌體結構設計的一些要求。其實，規范中并無單層砌體結構設計的相關規定，因此，對于此種情況，我們可以根據多層砌體結構設計的要求進行適當的放寬。以下以一個具體工程為例來探討單層結構選型的確定。

本項目為某水庫防汛物資倉庫，單層建筑物建筑結構安全等級為二級，抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度 0.2g,設計地震分組為第二組；場地類別為Ⅱ類；建筑物的地基基礎設計等級為丙級，框架抗震等級為二級，層高 4.5m。根據《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010第7.1.5條表7.1.5,8。區多層砌體結構房屋抗震墻間距不應大于 11m，而本項目的抗震墻間距為 27m，嚴重違反規范中的強制性條文。作為設計人員應果段選擇框架結構來設計該單層房屋；本項目層高4.5m，與規范中多層砌體房屋的層高不應超過3.6m相矛盾，經PKPM計算，可適當放寬。

2.2 多層砌體結構

多層砌體結構是指2層及2層以上的砌體結構，筆者設計過程中多遇到的是六層以下的砌體結構，這類砌體結構設計時要注意：抗震等級、層數限制、層高限制、地下時層高、擋土壓力等。現以實際工程實例來討論多層砌體結構設計中的難點。

本項目為某管理站施工圖設計，主體結構三層，帶一層四米高的地下室，基礎采用墻下條形基礎。建筑結構安全等級為二級，抗震設防烈度為 6度，設計基本地震加速度0.05g,設計地震分組為第三組，場地類別為二類。圖1為基礎剖面圖。

本項目由于帶有地下室，外墻需承擔擋土壓力，地下室層高 4米，采用 370的磚墻遠不能抵抗擋土壓力，在甲方不同意加厚磚墻的前提下（采用混凝土擋土墻造價又高），我們通過增設構造柱、中部設置圈梁、墻體加筋以及條形基礎加梁的方式解決這一問題。

圖1 基礎剖面圖

圈梁位置的確定，需要確定力學模型進行計算。通過表一，我們可明顯看到墻高對彎矩及剪力的影響，而砌體墻承載力相對墻高是一個定值，因此解決問題的關鍵在于減少墻的有效高度。采用增設圈梁減小墻體高度的方法解決這一難題。根據文獻[3]，為保證圈梁高跨比，需在墻體中每隔一定距離設構造柱，作圈梁的支點，同時對構造柱強度進行驗算。

表一 土壓力計算

2.3 單層空曠房屋的設計

這是我們設計中最容易忽視的一種結構類型。依據《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010第10.1.3條：7度（0.15g）、8度、9度時的大廳；大廳內設有挑臺；7度（0.1g）時，大廳吧跨度大于12m或柱頂高度大于6m，以上情況下不應采用磚柱。單層空曠房屋的抗震計算，可采用底部剪力法，地震影響系數取最大值。

2.4 砌體結構抗震設計

砌體結構是一種常用的建筑結構形式，主要特點是：剛度大，整體性差，墻體的抗拉、抗剪，抗彎承載力較低，使砌體結構建筑物在高度、層數、高寬比等很多方面受到一定的限制。砌體縱橫墻體是建筑物主要的豎向承重和抗側力構件，在地震作用下，當墻體抗側力承載力不足時，往往首先遭到破壞而導致房屋的整體破壞。除了砌體的材料強度、砌筑方法和施工質量等因素影響，墻體高寬比也是直接影響墻體受剪承載力的主要因素。

2.5 砌體結構抗震設計應注意的問題

每層懸挑梁只承擔本層墻體的荷載，設計時應注明懸挑梁上層的墻體后砌，否則施工時為方便，會把此層墻體做上次懸挑梁的底模，從而改變了傳力模型，致使承載力不足發生破壞；現澆板厚度不應過小，除了滿足受力要求（彎矩、剪力、撓度、裂縫）外，還要滿足構造要求。

3 結論

3.1 單層砌體結構設計，選型尤為重要。應根據實際工程特點，仔細參讀規范，選擇合適的結構類型，同時應注意單層結構設計與多層結構設計的在規范應用上的差別。

3.2 多層砌體結構帶地下室設計時，應對砌體墻的高度特別注意，選用合理的結構力學模型，布置結構受力構件。

3.3 現代砌體結構正向高層、抗震方向發展，我們在設計時應積累經驗，驗證理論的同時再指導理論的進一步發展。

[1]王景文.砌體結構工程[M].北京：中國建筑工程出版社；2004.

[2]王慶霖.砌體結構[M].北京：中國建筑工程出版社；1995.

[3]劉瑋、黎虹、寒軍.框架結構磚砌體地下室擋土墻計算[J].低溫建筑技術；1999，4:18-19.