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1、第三章 混合结构房屋 墙体设计,第一节 墙体结构布置第二节 墙、柱内力分析第三节 墙体构造要求第四节 刚性方案房屋墙、柱计算第五节 弹性和刚弹性方案房屋墙、柱计算第六节 墙、柱基础计算,第一节 墙体结构布置,在砌体结构房屋的设计中，承重墙、柱的布置十分重要。因为承重墙、柱的布置直接影响到房屋的平面划分、空间大小，荷载传递，结构强度、刚度、稳定、造价及施工的难易。,平行于房屋长向布置的墙体称为纵墙；平行于房屋短向布置的墙体称为横墙；房屋四周与外界隔离的墙体称外墙；外横墙又称为山墙；其余墙体称为内墙。,一 结构布置,砌体结构房屋中的屋盖、楼盖、内外纵墙、横墙、柱和基础等是主要承重构件，它们互相连接
2、，共同构成承重体系。根据结构的承重体系和荷载的传递路线，房屋的结构布置可分为以下几种方案。1、纵墙承重方案纵墙承重方案是指纵墙直接承受屋面、楼面荷载的结构方案。对于要求有较大空间的房屋(如单层工业厂房、仓库等)或隔墙位置可能变化的房屋，通常无内横墙或横墙间距很大，因而由纵墙直接承受楼面或屋面荷载，从而形成纵墙承重方案。,这种方案房屋的竖向荷载的主要传递路线为：板梁(屋架)纵向承重墙基础地基,纵墙承重体系的特点如下：(1)纵墙是主要的承重墙。横墙的设置主要是为了满足房间的使用要求，保证纵墙的侧向稳定和房屋的整体刚度，因而房屋的划分比较灵活。(2)由于纵墙承受的荷载较大，在纵墙上设置的门、窗洞口的
3、大小及位置都受到一定的限制。(3)纵墙间距一般比较大，横墙数量相对较少，房屋的空间刚度不如横墙承重体系。(4)与横墙承重体系相比，楼盖材料用量相对较多，墙体的材料用量较少。,纵墙承重方案适用于：使用上要求有较大空间的房屋(如教学楼、图书馆)以及常见的单层及多层空旷砌体结构房屋(如食堂、俱乐部、中小型工业厂房)等。纵墙承重的多层房屋，特别是空旷的多层房屋，层数不宜过多，因纵墙承受的竖向荷载较大，若层数较多，需显著增加纵墙厚度或采用大截面尺寸的壁柱，这从经济上或适用性上都不合理。因此，当层数较多、楼面荷载较大时，宜选用钢筋混凝土框架结构。,2 横墙承重方案,房屋的每个开间都设置横墙，楼板和屋面板沿
4、房屋纵向搁置在墙上。板传来的竖向荷载全部由横墙承受，并由横墙传至基础和地基，纵墙仅承受墙体自重。因此这类房屋称为横墙承重方案。这种方案房屋的竖向荷载的主要传递路线为：,楼(屋)面板横墙基础地基,横墙承重方案的特点如下：(1)横墙是主要的承重墙。纵墙的作用主要是围护、隔断以及与横墙拉结在一起，保证横墙的侧向稳定。由于纵墙是非承重墙，对纵墙上设置门、窗洞口的限制较少，外纵墙的立面处理比较灵活。(2)横墙间距较小，一般为 34.5m，同时又有纵向拉结，形成良好的空间受力体系，刚度大，整体性好。对抵抗沿横墙方向作用的风力、地震作用以及调整地基的不均匀沉降等较为有利。(3)由于在横墙上放置预制楼板，结构
5、简单，施工方便，楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多。,横墙承重方案适用于：宿舍、住宅、旅馆等居住建筑和由小房间组成的办公楼等。横墙承重方案中，横墙较多，承载力及刚度比较容易满足要求，故可建造较高层的房屋。,3、纵横墙混合承重方案,当建筑物的功能要求房间的大小变化较多时，为了结构布置的合理性，通常采用纵横墙混合承重方案。这种方案房屋的竖向荷载的主要传递路线为：,梁纵墙 楼(屋)面板 基础地基 横墙或纵墙,纵横墙混合承重方案的特点如下：(1)纵横墙均作为承重构件，使得结构受力较为均匀，能避免局部墙体承载过大。(2)由于钢筋混凝土楼板(及屋面板)可以依据建筑设计的使用功能灵活布置，较好的满足使用要
6、求，结构的整体性较好。(3)在占地面积相同的条件下，外墙面积较小。纵横墙混合承重方案，既可保证有灵活布置的房间，又具有较大的空间刚度和整体性，所以适用于教学楼、办公楼、医院等建筑。,4、内框架承重方案,当房屋需要较大空间，且允许中间设柱时，可取消房屋的内承重墙而用钢筋混凝土柱代替，由钢筋混凝土柱及楼盖组成钢筋混凝土内框架。楼盖及屋盖梁在外墙处仍然支承在砌体墙或壁柱上。这种由内框架柱和外承重墙共同承担竖向荷载的承重体系称为内框架承重体系。这种方案房屋的竖向荷载的主要传递路线为：,外纵墙外纵墙基础 板梁 地基 柱柱基础,内框架承重方案的特点如下：(1)外墙和柱为竖向承重构件，内墙可取消，因此有较大
7、的使用空间，平面布置灵活。(2)由于竖向承重构件材料不同，基础形式亦不同，因此施工较复杂，易引起地基不均匀沉降。(3)横墙较少，房屋的空间刚度较差。内框架承重方案一般用于多层工业车间、商店等建筑。此外，某些建筑的底层为了获得较大的使用空间，有时也采用这种承重方案。必须指出，对内框架承重房屋应充分注意两种不同结构材料所引起的不利影响，并在设计中选择符合实际受力情况的计算简图，精心地进行承重墙、柱的设计。,5、底部框架承重方案,当沿街住宅底部为公共房时，在底部也可以用钢筋混凝土框架结构同时取代内外承重墙体，相关部位形成结构转换层，成为底部框架承重方案。此时，梁板荷载在上部几层通过内外墙体向下传递，
8、在结构转换层部位，通过钢筋混凝土梁传给柱，再传给基础。,底部框架承重方案的特点如下：(1)墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内外墙体，在使用上可获得较大的使用空间。(2)由于底部结构形式的变化，其抗侧刚度发生了明显的变化，成为上部刚度较大，底部刚度较小的上刚下柔结构房屋。,一、房屋的空间受力性能,砌体结构房屋是由屋盖、楼盖、墙、柱、基础等主要承重构件组成的空间受力体系，共同承担作用在房屋上的各种竖向荷载(结构的自重、屋面、楼面的活荷载)、水平风荷载和地震作用。混合结构房屋的空间工作主要取决于横墙间距和楼（屋）盖的类别。现以单层房屋为例，说明在竖向荷载(屋盖自重)和水平荷载(风荷载)作用下，房屋的
9、静力计算是如何随房屋空间刚度不同而变化的。,第二节 墙、柱内力分析,1、情况一：平面受力体系,为两端没有设置山墙的单层房屋，外纵墙承重，屋盖为装配式钢筋混凝土楼盖。该房屋的水平风荷载传递路线是风荷载纵墙纵墙基础地基；竖向荷载的传递路线是屋面板屋面梁纵墙纵墙基础地基。,假定作用于房屋的荷载是均匀分布的，外纵墙的刚度是相等的，因此在水平荷载作用下整个房屋墙顶的水平位移是相同的。如果从其中任意取出一单元，则这个单元的受力状态将和整个房屋的受力状态一样。因此，可以用这个单元的受力状态来代表整个房屋的受力状态，这个单元称为计算单元。,在这类房屋中，荷载作用下的墙顶位移主要取决于纵墙的刚度，而屋盖结构的刚
10、度只是保证传递水平荷载时两边纵墙位移相同。如果把计算单元的纵墙看作排架柱、屋盖结构看作横梁，把基础看作柱的固定支座，屋盖结构和墙的连接点看作铰结点，则计算单元的受力状态就如同一个单跨平面排架，属于平面受力体系，其静力分析可采用结构力学的分析方法。,2、情况二：空间受力体系,为两端设置山墙的单层房屋。在水平荷载作用下，屋盖的水平位移受到山墙的约束，水平荷载的传递路线发生了变化。屋盖可以看作是水平方向的梁(跨度为房屋长度，梁高为屋盖结构沿房屋横向的跨度)，两端弹性支承在山墙上，而山墙可以看作竖向悬臂梁支承在基础上。,因此，该房屋的水平风荷载传递路线是：,房屋自由侧移变形up；房屋约束侧移变形us；
11、空间性能影响系数。,屋面承受荷载R后分成两部分：一部分R1通过屋面水平梁传给山墙；另一部分R2通过平面排架直接传给外墙的基础。,从上面的分析可以清楚地看出，这类房屋，风荷载的传递体系已经不是平面受力体系，而是空间受力体系。此时，墙体顶部的水平位移不仅与纵墙自身刚度有关，而且与屋盖结构水平刚度和山墙顶部水平方向的位移有关。,房屋各层的空间性能影响系数i,结论：若横墙间距小、楼（屋）盖水平刚度较大 则侧移us小房屋空间刚度较大空间工作性能好。反之亦然。,二、房屋的静力计算方案,影响房屋空间性能的因素很多，除上述的屋盖刚度和横墙间距外，还有屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型及多层房屋层与层之间的相互作
12、用等。规范为方便计算，仅考虑屋盖刚度和横墙间距两个主要因素的影响，按房屋空间刚度(作用)大小，将砌体结构房屋静力计算方案分为三种。,1.刚性方案,房屋的空间刚度很大，在水平风荷载作用下，墙、柱顶端的相对位移 us/H0(H 为纵墙高度)。此时屋盖可看成纵向墙体上端的不动铰支座，墙柱内力可按上端有不动铰支承的竖向构件进行计算，这类房屋称为刚性方案房屋。,2.弹性方案,房屋的空间刚度很小，在水平风荷载作用下墙顶的最大水平位移接近于平面结构体系，其墙柱内力计算应按不考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为弹性方案房屋。,3.刚弹性方案,房屋的空间刚度介于上述两种方案之间，在水平风荷载作用下，纵
13、墙顶端水平位移比弹性方案要小、但又不可忽略不计，其受力状态介于刚性方案和弹性方案之间，这时墙柱内力计算应按考虑空间作用的平面排架或框架计算，这类房屋称为刚弹性方案房屋。,（a）刚性方案（b）刚弹性方案（c）弹性方案,计算简图：墙柱按有侧向不动铰支承的竖向构件计算,计算简图：按平面排架计算,计算简图：按有弹性支承的平面排架计算,三、刚性和刚弹性方案房屋的横墙,房屋墙、柱的静力计算方案是根据房屋空间刚度的大小确定的，而房屋的空间刚度则由两个主要因素确定，一是房屋中屋(楼)盖的类别，二是房屋中横墙间距及其刚度的大小。因此作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙，规范规定应符合下列要求。横墙中开有洞口时，洞口的
14、水平截面面积不应超过横墙水平全截面面积的 50%。横墙的厚度不宜小于 180mm。单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于H/2(H 为横墙总高度)。,当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙的刚度进行验算。如其最大水平位移值 umax H/4000(H为横墙总高度)时，仍可视作刚性和刚弹性方案房屋的横墙；凡符合此刚度要求的一段横墙或其他结构构件(如框架等)，也可以视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。,四、墙、柱的计算高度,表注：1 表中Hu为变截面柱的上段高度；Hl为变截面柱的下段高度；2 对于上端为自由端的构件，H02H；3 独立砖柱，当无柱间支撑时，柱在垂直排架方向的H0应
15、按表中数值乘以1.25后采用；4 s-房屋横墙间距；5 自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉接条件确定。,表中的构件高度H应按下列规定采用：1 在房屋底层，为楼板顶面到构件下端支点的距离。下端支点的位置，可取在基础顶面。当埋置较深且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处；2 在房屋其他层次，为楼板或其他水平支点间的距离；3 对于无壁柱的山墙，可取层高加山墙尖高度的1/2；对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。,五、墙柱的计算截面,带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf，可按下列规定采用：1 多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的1/3；2 单层房屋，可取
16、壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离；3 计算带壁柱墙的条形基础时，可取相邻壁柱间的距离。,第三节 房屋墙体构造要求,一、墙、柱高厚比验算 砌体结构房屋中的墙、柱均是受压构件，除了应满足承载力的要求外，还必须保证其稳定性，规范规定：用验算墙、柱高厚比的方法来保证墙、柱的稳定性。1、高厚比的影响因素影响墙、柱允许高厚比的因素比较复杂，难以用理论推导的公式来计算，规范规定的限值是综合考虑以下各种因素确定的。,(1)砂浆强度等级 砂浆强度直接影响砌体的弹性模量，而砌体弹性模量的大小又直接影响砌体的刚度。所以砂浆强度是影响允许高厚比的重要因素。砂浆强度愈高，允许高厚比亦相应增大。(2
17、)砌体类型 毛石墙比一般砌体墙刚度差，允许高厚比要降低，而组合砌体由于钢筋混凝土的刚度好，允许高厚比可提高。,(3)横墙间距 横墙间距愈小，墙体稳定性和刚度愈好；横墙间距愈大，墙体稳定性和刚度愈差。高厚比验算时用改变墙体的计算高度来考虑这一因素，柱子没有横墙联系，其允许高厚比应比墙小些。这一因素，在计算高度和相应高厚比的计算中考虑。(4)砌体截面刚度 砌体截面惯性矩较大，稳定性则好。当墙上门窗洞口削弱较多时，允许高厚比值降低，可以通过有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数来考虑此项影响。(5)构造柱间距及截面 构造柱间距愈小，截面愈大，对墙体的约束愈大，因此墙体稳定性愈好，允许高厚比可提高。通过修正
18、系数来考虑。,6)支承条件 刚性方案房屋的墙柱在屋盖和楼盖支承处假定为不动铰支座，刚性好；而弹性和刚弹性房屋的墙柱在屋(楼)盖处侧移较大，稳定性差。验算时用改变其计算高度来考虑这一因素。7)构件重要性和房屋使用情况 对次要构件，如自承重墙允许高厚比可以增大，通过修正系数考虑；对于使用时有振动的房屋则应酌情降低。,2、一般墙、柱高厚比验算,=H0/h12（注意与=H0/h 的区别）自承重墙是房屋中的次要构件，且仅有自重作用。根据弹性稳定理论，对用同一材料制成的等高、等截面杆件，当两端支承条件相同，且仅受自重作用时失稳的临界荷载比上端受有集中荷载的要大，所以自承重墙的允许高厚比的限值可适当放宽，即
19、 可乘以一个大于1的修正系数。对于厚度 h240mm 的自承重墙，1 的取值分别为：,2、一般墙、柱高厚比验算,=H0/h12 当h=240mm时，1=1.2当 h=180mm时，1=1.32 当 h=120mm时，1=1.44当 h=90mm 时，1=1.5 上端为自由端墙的允许高厚比，除按上述规定提高外，尚可再提高 30%；对厚度小于90mm的墙，当双面用不低于 M10 的水泥砂浆抹面，包括抹面层的墙厚不小于 90mm时，可按墙厚等于 90mm验算高厚比。,2、一般墙、柱高厚比验算,=H0/h122=1-0.4bs/s,当按上式计算的2 值小于 0.7 时，应采用 0.7；当洞口高度等于或
20、小于墙高的1/5时，取2=1.0。,2、一般墙、柱高厚比验算,=H0/h12注：1 毛石墙、柱允许高厚比应按表中数值降低20%；2 组合砖砌体构件的允许高厚比，可按表中数值提高20%，但不得大于28；3 验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取14，对柱取11。,墙、柱允许高厚比 值,3、带壁柱墙的高厚比验算,(1)整片墙高厚比验算=H0/hT12带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf 的确定：A、多层房屋，当有门窗洞口时，可取窗间墙宽度；当无门窗洞口时，每侧翼墙宽度可取壁柱高度的一半 B、单层房屋，可取壁柱宽加2/3墙高，但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离；C、计算带壁柱墙的条形
21、基础时，可取相邻壁柱间的距离。,3、带壁柱墙的高厚比验算,(2)壁柱间墙的高厚比验算=H0/h12,4、带构造柱墙的高厚比验算,验算内容：整片墙高厚比的验算和构造柱之间墙体局部高厚比的验算。（1）整片墙体高厚比的验算c带构造柱墙允许高厚比的提高系数，可按下式 系数。对细料石、半细料石砌体0；对混凝土砌块、粗料石及毛石砌体1.0；其他砌体1.5；,bc构造柱沿墙长方向的宽度；l构造柱间距。当bc/l0.25 时，取 bc/l=0.25。需注意的是，构造柱对墙体允许高厚比的提高只适用于构造柱与墙体形成整体后的使用阶段，并且构造柱与墙体有可靠的连接。,（l）,（2）构造柱间墙体高厚比的验算 构造柱间
22、墙体的高厚比仍按公式=H0/h12验算，验算时仍视构造柱为柱间墙的不动铰支点，计算时，取构造柱间距，并按刚性方案考虑。,例3.1 某单层房屋层高为4.5m，砖柱截面为490mm370mm，采用M5.0混合砂浆砌筑，房屋的静力计算方案为刚性方案。试验算此砖柱的高厚比。,【解】查表得 45005005000mm（500为单层砖柱从室内地坪到基础顶面的距离）,查表得 16 5000/370=13.5 16高厚比满足要求。,例3.2 某单层单跨无吊车的仓库，柱间距离为4m，中间开宽为1.8m的窗，车间长40m，屋架下弦标高为5m，壁柱为370mm490mm，墙厚为240mm，房屋的静力计算方案为刚弹性
23、方案，试验算带壁柱墙的高厚比。,【解】带壁柱墙采用窗间墙截面,如图所示.1求壁柱截面的几何特征 A=2402200+370250=620500 mm2 y2=240+250156.5=333.5mm,I=(1/12)22002403+2200240(156.5-120)2+(1/12)3702503+370250(333.5-125)2=7.74109mm4,2整片墙高厚比验算H50005005500mm（式中500mm为壁柱下端嵌固处至室内地坪的距离）查表，得H0=1.2H1.25500=6600mm,采用M5混合砂浆时，查表 得 24开有门窗洞口时，的修正系数为 10.4(1800/400
24、0)=0.82自承重墙允许高厚比修正系数=1 0.822419.68,3壁柱之间墙体高厚比的验算 s4000H=5500mm查得 0.64000=2400mm 0.822419.68高厚比满足规范要求。,二、圈梁的设置及构造要求,1、为增强房屋的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响，可在墙中设置现浇钢筋混凝土圈梁。2、车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋应按下列规定设置圈梁：砖砌体房屋，檐口标高为58m时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于8m时，应增加设置数量；砌块及料石砌体房屋，檐口标高为45m时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于5m时，应增加设
25、置数量。对有吊车或较大振动设备的单层工业房屋，除在檐口或窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁外，尚应增加设置数量。,3、宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，且层数为34层时，应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时，应在所有纵横墙上隔层设置。多层砌体工业房屋，应每层设置现浇钢筋混凝土圈梁。设置墙梁的多层砌体房屋应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁，其他楼层处应在所有纵横墙上每层设置。4、建筑在软弱地基或不均匀地基上的砌体房屋，除按本节规定设置圈梁外，尚应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007的有关规定。,5、圈梁应符合下列构造要求：圈梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封
26、闭状；当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的二倍，且不得小于1m；,纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋，圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接；,钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚h240mm时，其宽度不宜小于2h/3。圈梁高度不应小于120mm。纵向钢筋不应少于410，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300mm；圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。6、采用现浇钢筋混凝土楼(屋)盖的多层砌体结构房屋，当层数超过5层时，除在檐口标高处设置一道圈梁外，可隔层设置圈梁，并与楼
27、(层)面板一起现浇。未设置圈梁的楼面板嵌入墙内的长度不应小于120mm，并沿墙长配置不少于210的纵向钢筋。,三、墙柱的一般构造要求,1、五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低强度等级，应符合下列要求：（1）砖采用MU10；（2）砌块采用MU7.5；（3）石材采用MU30；（4）砂浆采用M5。2、地面以下或防潮层以下的砌体，潮湿房间的墙，所用材料的最低强度等级,二、墙柱的一般构造要求,3、承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mm370mm。毛石墙的厚度不宜小于350mm，毛料石柱较小边长不宜小于400mm。注：当有振动荷载时，墙、柱不宜采用毛石砌体。4、当梁跨度
28、大于或等于下列数值时，其支承处宜加设壁柱，或采取其他加强措施：（1）对240mm厚的砖墙为6m，对180mm厚的砖墙为4.8m；（2）对砌块、料石墙为4.8m。,5、跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁，应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时，垫块与圈梁宜浇成整体。（1）对砖砌体为4.8m；（2）对砌块和料石砌体为4.2m；（3）对毛石砌体为3.9m。,6、预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小于100mm；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm；当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可为40mm，但板端缝宽不小于80mm，灌缝混凝土不宜低于C20.7、支承在
29、墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等于下列数值的预制梁的端部，应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固：（1）对砖砌体为9m；（2）对砌块和料石砌体为7.2m。,8、填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接（详框架结构填充小型空心砌块墙体结构构造）。9、山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部，屋面构件应与山墙可靠拉结。10、砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于90mm。当搭砌长度不满足上述要求时，应在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片(横向钢筋的间距不宜大于200mm)，网片每端均应超过该垂直缝，其长度不得小于300mm。,11、砌块墙与后砌隔墙交接处，应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于
30、24、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片,12、混凝土砌块房屋，宜将纵横墙交接处、距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞，采用不低于Cb20灌孔混凝土灌实，灌实高度应为墙身全高。13、混凝土砌块墙体的下列部位，如未设圈梁或混凝土垫块，应采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实：（1）搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下，高度不应小于200mm的砌体；（2）屋架、梁等构件的支承面下，高度不应小于600mm，长度不应小于600mm的砌体；（3）挑梁支承面下，距墙中心线每边不应小于300mm，高度不应小于600mm的砌体。,14、在砌体中留槽洞及埋设管道时，应遵守下列规定：（1）不应在截面长边
31、小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线；（2）不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。注：对受力较小或未灌孔的砌块砌体，允许在墙体的竖向孔洞中设置管线。15、夹心墙的构造要求（见教材，自学）,四、墙体出现裂缝的原因及主要防治措施,（一）砌体结构裂缝的特征及产生原因 1 因地基不均匀沉降而产生的裂缝 支承整栋房屋的下部地基会发生压缩变形，当地基土质不均匀或作于地基上的上部荷载不均匀时，就会引起地基的不均匀沉降，使墙体发生外加变形，而产生附加应力。当这些附加应力超过砌体的抗拉强度时，墙体就会出现裂缝。裂缝大致与主拉应力方向垂直，裂缝一般
32、朝凹陷处(沉陷大的部位)。,正八字形裂缝：当房屋中间部分沉降过大，两边沉降过小时，在砌体结构的底下几层墙体上比较容易发生一些斜向裂缝，通常位于窗的上下对角线上，成 45斜向发展，左右对称而形成正八字形裂缝。,倒八字形裂缝：地基中部有回填砂、石，或中部地基坚硬而端部软弱，或由于荷载相差悬殊，建筑物两端部沉降大于中部时，主拉应力引起差异沉降及斜裂缝，即形成倒八字形裂缝。裂缝大致与主拉应力方向垂直，裂缝一般朝凹陷处(沉陷大的部位),斜向裂缝：当房屋高差较大时，荷载严重不均匀，则产生不均匀沉降，在墙上产生斜向裂缝，裂缝指向房屋较高处。,垂直裂缝：当房屋底层门窗洞口较大，基础埋深较浅时，若发生地基不均匀
33、沉降，则在房屋底层窗台下墙体中产生垂直裂缝。,2 因外界温度变化和砌体干缩变形而产生的裂缝 砌体结构的屋盖一般是采用钢筋混凝土材料，墙体是采用砖或砌块。这两者的温度线膨胀系数相差比较大。所以在相同温差下，混凝土构件的变形要比砖墙的变形大一倍以上。两者的变形不协调就会引起因约束变形而产生的附加应力。当这种附加应力大于砌体的抗拉、弯、剪应力时就会在墙体中产生裂缝。,正八字形裂缝：当外界温度升高时，钢筋混泥土楼(屋)盖的膨胀大于砌体结构墙体的膨胀，墙体由于会阻止钢筋混凝土楼(屋)盖膨胀，从而导致在墙体内产生向外的拉力，当拉力超过墙体的抗拉强度就出现了正八字裂缝。,倒八字形裂缝：当外界温度降低时，钢筋
34、混泥土楼(屋)盖的收缩大于砌体结构墙体的收缩，墙体阻止钢筋混凝土楼(屋)盖收缩，从而在墙体内产生向内的拉力，当拉力超过墙体的抗拉强度就出现了倒八字裂缝。,垂直裂缝：房屋在正常使用条件下，当墙体很长时，由于温差和砌体干缩，会在墙体中间出现垂直贯通裂缝，而且可能使楼(屋)盖裂通。同时在房屋楼盖有错层的交界处，圈梁没有交圈的端部，外露现浇雨蓬梁的端部会出现局部的垂直裂缝。,水平裂缝：不少房屋的女儿墙建成后不久即发生侧向变形，现象是在女儿墙根部和平屋顶交接处砌体外凸或女儿墙外倾，造成女儿墙墙体开裂。这种开裂缝有的在墙角，有的在墙顶，有的沿房屋四周形成圈状。其规律大体是短边比长边严重，房屋愈长愈严重。产
35、生这种现象的主要原因是气温升高后，混凝土屋顶板和水泥沙浆面层沿长度方向的伸长比砖墙体大，砖墙阻止这种伸长，因此混凝土对砖墙砌体产生外推力的缘故。温度愈高，房屋长度愈长，面层愈密实愈厚，这种外推力就愈大，裂缝就愈严重。,无女儿墙的房屋有时外墙上还会出现端角部的包角缝和沿纵向的水平缝。裂缝位置在屋顶底部附近或顶层圈梁底部附近。裂缝深度有时贯通墙厚。,在比较空旷高大房屋的顶层外墙上，常在门窗口上下水平处出现一些通长水平裂缝，有壁柱的墙体常连壁柱一齐裂通。其原因也是由温度变化后屋面板的纵向变形比墙体大，外墙在屋面板支承处产生水平推力的缘故。,树杈形裂缝：在砌体结构房屋的四周外墙和某些内墙上有时会出现许
36、多杂乱无章的树杈形裂缝，这主要是温差和水泥砂浆干缩所引起的。例如：外墙采用涂料的建筑物，当它的涂料基层处理不当时，在阳光的长时间照射下，时间一久，就会出现大量的网状或树杈形裂缝。,3 因地基土的冻胀而产生的裂缝 地基土上层温度降到 0C 以下时，冻胀性土中的上部水开始冻结，下部水由于毛细管作用不断上升在冻结层中形成水晶，体积膨胀，向上隆起可达几毫米至几十毫米，其折算冻胀力可达 2106 MPa，而且往往是不均匀的，建筑物的自重往往难以抗拒，因而建筑物的某一局部就被顶了起来，引起房屋开裂。,正八字形斜裂缝：当房屋两端冻胀较多，中间较少时，在房屋两端门窗口角部产生形状为正八字形斜裂缝。,和地基沉降
37、不均的区别是：对层数少时才会出现两端冻胀较多的正八字形斜裂缝,倒八字形斜裂缝：当房屋两端冻胀较少，中间较多时，在房屋两端门窗口角部产生形状为倒八字形斜裂缝。,4 因地震作用而产生的裂缝 与钢结构和钢筋混凝土结构相比，砌体结构的抗震性是较差的。地震烈度为 6 度时，对砌体结构就有破坏性，对设计不合理或施工质量差的房屋就会引起裂缝。当遇到 78 度地震时，砌体结构的墙体大多会产生不同程度的裂缝，标准低的一些砌体房屋还会发生倒塌事故。,“X”形裂缝：地震引起的墙体裂缝大多呈“X”形。这是由于墙体受到反复作用的剪力所引起的。,水平裂缝：水平地震作用会在墙体上产生沿墙长度方向的水平裂缝，产生的原因有：因
38、墙体与楼盖的动力性能不同使彼此在水平地震作用下发生错动，以致墙体在砌体截面变化处被剪断。,垂直裂缝；由于水平地震作用使墙体发生横向水平位移，会在纵墙或纵横墙交接处产生垂直裂缝，按砌体质量不同大体上分为几种情况。当纵墙横墙分别施工，留有“马牙槎”，垂直裂缝常表现为锯齿形。当砖块强度很低或者砌筑中纵墙留有直槎时，垂直裂缝表现为直线形。当水平地震作用很大而砌筑质量又不佳时，有些纵墙上的竖向裂缝会发展为使纵墙向外倾倒。,5 荷载作用而产生的裂缝 垂直裂缝，因墙体不同部位的压缩变形差异过大而在压缩变形小的部分出现垂直裂缝，如底层窗下墙上的垂直裂缝。,因墙体中心压力过大，在墙体出现垂直裂缝，裂缝平行于压力
39、方向，先在砖长条面中部断裂，沿竖向砂浆缝上下贯通，贯通裂缝之间还可能出现新的裂缝。,因墙体受到与砖顶面平行的拉力，而在墙体中出现垂直裂缝，裂缝垂直于拉力方向，沿竖向砂浆缝和水平砂浆缝形成齿缝，或由于砖受拉后断裂，沿断裂面和竖向砂浆缝连成通缝，成为垂直裂缝。,当墙体较小偏心受压时，在近压力的一侧会发生平行于压力方向的垂直裂缝，它出现在沿砖长条面中部断裂并沿竖向砂浆缝上下贯通的竖缝。,当墙体在局部压力作用下，也会在一定范围内出现垂直裂缝。如果局部面积较大时，在局部受压界面附近的局压面积以内，形成平行于压力方向的密集竖向裂缝，受压砖块断裂，甚至压酥。如果局压面积较小时，在局部受压界面附近的局压面积以
40、内，形成大体平行于压力方向的纵向劈裂裂缝。,在水平灰缝中配有网状钢筋的配筋砌体在压力的作用下，会把网状钢筋片之间的砌体压酥，出现大量密集、短小，平行于压力作用方向的裂缝。,水平裂缝，墙体或砖柱高厚比过大，在荷载的压力下丧失稳定，在墙体中部突然形成水平裂缝，严重时可使墙面倒塌。,当墙体中心受拉(拉力与砖顶面垂直)，则会产生水平裂缝，裂缝垂直于拉力方向，即在水平砂浆缝与砖的界面上形成通缝。,当墙体受到较大的偏心受压力，则可能在远离压力一侧出现垂直于压力方向的水平裂缝，即在水平砂浆缝与砖界面上形成通缝。,当墙体受到水平推力，可能沿水平砂浆缝面形成较长的水平裂缝，这是由于水平推力所产生的剪力超过砂浆的
41、抗剪强度所引起来的。,（二）砌体结构裂缝的主要防治措施,砌体结构出现裂缝是非常普遍的质量事故之一。砌体轻微细小裂缝影响外观和使用功能，严重的裂缝影响砌体的承载力，甚至引起倒塌。在很多情况下裂缝的发生与发展往往是大事故的先兆，对此必须认真分析，妥善处理。如前所述，引起砌体结构出现裂缝的因素非常复杂，往往难以进行定量计算，所以应针对具体情况加以分析，采取适当的措施予以解决。防止裂缝出现的方法主要有两种，一是在砌体产生裂缝可能性最大的部位设缝，使此处应力得以释放。二是加强该处的强度、刚度以抵抗附加应力。下面根据不同的影响因素，来谈谈所要采取的预防措施。,1 地基不均匀沉降引起的裂缝防止措施,合理设置
42、沉降缝：在房屋体型复杂，特别是高度相差较大时或地基承载相差过大时，则宜用沉降缝将房屋划分为几个刚度较好的单元。沉降缝应从基础开始分开，房屋层数在二三层时，沉降缝宽度为 5080mm，房屋层数在四五层时，沉降缝宽度 80120mm，房屋层数五层以上时，沉降缝宽度不小于 120mm。施工中应保持缝内清洁，应防止碎砖、砂浆等杂物落入缝内。加强房屋上部的刚度和整体性，合理布置承重墙间距：对于三层和三层以上的房屋，长度比 L/H 宜小于或等于 2.5；提高墙体的抗剪能力，减少建筑物端部的门、窗洞口，增大端部洞口到墙端的墙体宽度。墙体内加强钢筋混凝土圈梁布置，特别要增大基础圈梁的刚度。,在软土地区或土质变
43、化较复杂的地区，利用天然地基建造房屋时，房屋体型力求简单，不宜采用整体刚度较差，对地基不均匀沉降较敏感的内框架房屋。首层窗台下配置适量的通长水平钢筋(一般为 3 道焊接钢筋网片或 26 钢筋，并伸入两边窗间墙不小于600mm)，或采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙不小于 600mm。不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上，如同一区段建筑，一部分用天然地基，一部分用桩基等。必须采用不同地基时，要妥善处理，并进行必要的计算分析。合理安排施工顺序，先建造层数多、荷载大的单元，后施工层数少、荷载小的单元。,2 温度差和砌体干缩引起裂缝的防止措施,为了防止或减轻房屋在正常使用条件下，由温度和砌体干缩引起
44、的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。,砌体房屋伸缩缝的最大间距(m),屋面应设置保温、隔热层。屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于 6m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于 30mm。采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖。在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层，滑动层可采用两层油毡夹滑石粉或橡胶片等；对于长纵墙，可只在其两端的 23 个开间内设置，对于横墙可只在其两端个 L/4 范围内设置(L 为横墙长度)。,屋面滑动层构造详图,顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁
45、，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋。顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置 3道焊接钢筋网片(纵向钢筋不宜少于 24，横筋间距不宜大于 200mm)或 26 钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于1m。,顶层墙体有门窗等洞口时，在过梁上的水平灰缝内设置 23 道焊接钢筋网片或 26 钢筋，并应伸入过梁两端墙内不小于 600mm。顶层及女儿墙沙浆强度等级不低于 M5。女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于 4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。屋面保温层施工时，从屋面结构施工完到做完保温层之间有一段时间间隔，这期间
46、如遇高温季节则易因温度变化急剧而开裂，所以屋面施工最好避开高温季节。遇有长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时，可分段施工，预留伸缩缝，以避免混凝土伸缩对墙体的不良影响。,3 地基冻胀引起裂缝的防止措施 一定要将基础的埋置深度到冰冻线以下。不要因为是中小型建筑或附属结构而把基础置于冰冻线以上。有时设计人员对室内隔墙基础因有采暖而未置于冰冻线以下，从而引起事故。在某些情况下，当基础不能做到冰冻线以下时，应采取换成非冻胀土等措施消除土的冻胀。用单独基础。采用基础梁承担墙体重量，其两端支于单独基础上，基础梁下面应留有一定孔隙。防止土的冻胀顶裂基础深和砖墙。,4 地震作用引起裂缝的防治措施,按“大震不倒，中震
47、可修，小震不坏”的抗震设计原则对房屋进行抗震设计计算并符合建筑抗震设计规范。按结构抗震设计规范要求设置圈梁，并应注意圈梁应闭合，遇有洞口时要满足搭接要求。圈梁的截面高度不应小于 120mm，对 6、7 度地震区纵筋至少 410，8 度地震区则至少 412，9 度地震区为 412，箍筋间距不宜过大，对 6、7 度，8 度和 9度地震烈度分别不宜大于 250mm，200mm 和 150mm。遇到地基不良，空旷房屋等还应适当加强。,4 地震作用引起裂缝的防治措施,设置构造柱，增加房屋整体性。其截面不应小于 240mm180mm，纵向钢筋宜采用 412，箍筋间距不宜大于 250mm，且在柱上下端宜适当
48、加密；7 度时超过六层、8 度时越过五层和 9 度地震时，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。5 承载力不足产生的裂缝防止措施 当出现由于砌体强度不足而导致的裂缝时，应注意观察裂缝宽度、长度随时间的发展情况，在观测的基础上认真分析原因，及时采取有效措施，以避免重大事故的发生。,6 其他防止措施,墙体粉刷时，在钢筋混凝土和砌体交接处加设 250mm 宽的钢丝网，可以减少裂缝的产生。,6 其他防止措施,墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔 400500mm 设拉结钢筋，其数量为每120mm 墙厚不少于 16 或焊接钢筋网片，埋置长度从墙
49、的转角或交接处算起，每边不小于 600mm。对灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块或其他非烧结砖，宜在各层门、窗过梁上方的水平缝内及窗台下第一和第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或 26 钢筋，焊接钢筋网片或钢筋应伸入两边窗间墙内不小于600mm。当灰砂砖、粉煤灰砖、混凝土砌块或其他非烧结砖实体墙长大于 5m 时，宜在每层墙高度中部设置 23 道焊接钢筋网片或 36 的通常水平钢筋，竖向间距宜为 500mm。,为防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层第一、第二开间门窗洞处裂缝，可采取以下措施。在门窗洞口两侧不少于一个孔洞中设置不小于 112 钢筋，钢筋应在楼层圈梁或基础锚固，并采用不低于 Cb20 灌孔
50、混凝土灌实。在门窗洞口两边的墙体的水平灰缝中，设置程度不小于 900mm、竖向间距为 400mm的 24 焊接钢筋网片。在顶层和底层设置通长钢筋混凝土窗台梁，窗台梁的高度宜为块高的模数，纵筋不少于 410、箍筋 6200，Cb20 混凝土。,当房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙体内设置竖向控制缝。在墙体高度或厚度突然变化处也宜设置竖向控制缝，或采取其他可靠的防裂措施。竖向控制缝的构造和嵌缝材料应能满足墙体平面外传力和防护要求。,空心砌块房屋的控制缝,灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆砌筑，混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑。对防裂要求较高的墙体，可根据情况采取专门措施。,第四节 刚
