建筑工程论文发表浅谈砌体结构的设计流程

　　摘要:砌体结构在设计中计算不多，但其概念设计和构造设计的内容却相对较重要，稍有疏忽就可能出现众多的建筑质量问题。本文结合实际设计工作中的一些心得体会和经验，阐述了砌体结构的设计流程及相关构造措施。

　　关键词: 砌体结构,设计流程,构造措施

　　随着我国国民经济高速发展, 综合国力大大提高, 相应带动了大量的城乡改造工程。较为落后、偏僻的城市, 由于经济实力差、交通不便等原因, 楼房的建设依然以砌体结构为主, 如多层住宅, 沿街一、二层商店和多层底商住宅楼等。因设计水平所限, 注重承载力的计算, 忽视了构造措施和概念设计, 在许多建筑的施工图设计文件中, 已经埋下了很大的隐患。这样的设计不但不符合现行设计规范, 而且降低了建筑的可靠度。

　　一、设计前的准备工作

　　结构设计人员应该参与建筑方案的设计。此时，需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念和专业知识，对建筑方案提出合理化建议，如总高度，总层数，地下室埋深，屋顶造型的可行性等等进行分析判断，选择效果最好、造价最低的结构方案，同时满足建筑专业需要，在建筑方案阶段就能达到对设计优化的作用。在拿到建筑专业的图纸后，首先要理解透彻建筑图的意图，平立剖的关系，各层平面之问的关系，各承重墙、填充墙上下层的对应关系，各坡屋面交界处的关系等等，使自己对建筑有一个比较清晰的空间认识。同时也是对建筑条件图的一种审核和确认，避免在下一步工作中出现不必要的修改和返工。

　　二、结构方案的确定

　　整体结构方案当然是砌体结构了。先说一下基础的方案，确定基础方案的前提是正确读懂和理解地质勘察报告文件。提醒一点的是，一定要根据建筑专业的总图来确定建筑正负零的绝对标高和地质报告中绝对标高的相对关系，这样才能合理的确定基础的埋深和地基的处理情况。要根据地质劫察报告的建议和建筑条件图的具体形式并结合周边建筑设计经验来确定基础的形式，同时告知业主予以确认，以免造成按常规设计后又更改设计的情况。上部结构部分主要是根据甲方和当地的实际情况来定以下部分：

　　1)楼板采用现浇板还是预制板，若是现浇板的话钢筋采用什么强度等级的钢筋;

　　2)板、梁、构造柱的混凝土的强度等级;

　　3)屋面做法、楼面做法的确认，内外装饰做法的确认等等。

　　三、砌体结构的设计阶段

　　由于砌体结构在设计中所需的计算工作并不多，通过结构计算软件的建模计算可以直接进行抗震分析，抗压计算，局部抗压计算，高厚比等计算。抗震验算时，不同的楼盖形式及墙体布置(整体性)决定了是采用刚性、刚弹性，还是弹性理论进行计算。大开间房屋，应注意验算房屋的横墙间距。小进深房屋，应注意验算房屋的高宽比。对于底部框结构，一般不会出现由风荷载起控制作用的情况，结合《砌体结构设计规范》(GB50003- 2001)第4.2.6条的规定，基本上不需要考虑风荷载。在多层砌体结构设计中发现以下一些问题，结合自己的一些心得体会，整理如下：

　　1) 对于出入口处的悬挑雨篷问题。该构件虽然简单而常见，但设计人员应对其从严要求，特别是设有反梁的雨篷，其活荷载应按全满的积水考虑。

　　2) 砌体结构中的墙梁问题。应尽量避免采用，当必须使用时，墙梁以上的墙体应尽量采用轻质隔墙。

　　3) 对于坡顶建筑。我认为应该采用双层双向配筋，原因有3：a.坡屋面比平层荷载稍大，且考虑温度应力的影响，双层双向配筋也不太浪费;b.坡屋面施工困难，双层双向配筋再设置马凳筋有利于现浇板保护层的控制：c.对于防止混凝土产生离析现象，方便施工均有好处。

　　4) 对于屋顶飘架应考虑风荷载作用下的负压作用，对飘架水平构件与柱的连接应该按照抗震框架的节点构造措施来进行节点的锚固和处理。

　　5) 对于飘窗问题。笔者认为应该进行抗倾覆验算，而且应按照荷载规范从严要求。因为在紧急情况下，飘窗更有可能成为避险求救场所。尽管结构设计规范没有作出相应的规定，各种专业书籍也未提及，但个人认为这个问题确实值得大家注意和探讨。

　　四、砌体结构设计的构造措施

　　虽然一般的砌体结构在设计中所需的计算工作并不多，主要是概念设计和构造设计，但是就砌体结构而言，其概念设计和构造设计涵盖较为广泛，内容较多，构造措施包括《砌体结构设计规范》(GB50003- 2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010- 2002)，《建筑抗震设计规范》(GB50011- 2001)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007- 2002)中的内容，所以在设计时容易忽略一些措施。另外，砌体结构因其构件组成和连接方式的内在因素，使其具有脆性性质，其抗剪、抗拉、抗弯强度相对较低，如再不进行合理的优化设计，其抗震性能及抗破坏能力就更低了。所以在进行砌体结构设计时应遵循以下原则：

　　1) 尽量采用简单规整的平面立面布局，尽量采用横墙承重体系或者纵横墙共同承重体系。而且纵横墙在平面内尽量连续对齐，错位墙体不宜过多。

　　2) 合理确定圈梁和构造柱的位置，合理设置配筋砌体。设置圈梁和构造柱的砌体结构的抗震性能可以大大改善。要确保构造柱和圈梁有效地发挥他们的作用，合理确定它们的位置是至关重要的。《建筑抗震设计规范》对此己经作了比较具体的规定，我们一定要严格按规范执行。另外，圈梁应封闭连续，尽可能形成一个个近似矩形或圆形的箍。

　　3) 做好各构件之间的拉结工作。这包括砌体墙与墙之间，圈梁、构造柱与墙体之间，楼屋盖与圈梁之间，以及其他混凝土构件与墙体之间均应设置可靠连接。

　　4) 确保构造措施落实到位，无遗漏。

　　五、标准层角部切角裂缝的分析

　　关于砌体结构的常见裂缝的防治问题随着施工质量的提高及设计水平的提高，砌体结构的常见裂缝也在逐渐减少，下面对砌体结构标准层角部切角裂缝产生的原因和预防措施提出自己的一点看法。砌体结构标准层角部切角裂缝位置一般位于双面外墙处，距角部400～1000mm 以内，且在板的上下表面均出现，为贯穿裂缝，并不在屋面及底层楼面出现。首先砌体结构标准层角部切角裂缝不是由地基沉降引起的，因为顶层及底层楼板及墙体并不出现，而且钢筋混凝土的弹性模量大于砌体。其次不符合荷载裂缝产生和发展的规律。另外，这种裂缝多出现于夏季，所以可以判定是由于混凝土的不均匀干缩和双面外墙相对于楼板的膨胀变形，在砖混住宅标准层的端部四角楼板中产生了正拉应力和剪应力，当二者的合力超过了混凝土的抗拉强度，就容易产生切角贯穿裂缝。

　　六、减少标准层角部切角裂缝的措施

　　1) 提高施工质量。减小干缩应力是减少切角裂缝的主要手段。混凝土中的砂石配比不当，砂多石少，水灰比控制不严，混凝土塌落度过大，保湿养护期过短，均会增大混凝土的收缩应力。在保持混凝土良好工作性能的条件下，混凝土的配合比设计中，应尽量减小混凝土的用水量，以减小混凝土的收缩应力。良好的养护可显著地减少混凝土的收缩应力。

　　2) 减少外墙和室内楼板的温差。现在强制执行的外墙保温可以起到一定的效果。还可从减小外墙的连续长度来减小温差应力，比如设置大的落地门窗和改变墙体厚度均可有效地减小端部温差应力，避免切角裂缝的产生。

　　3) 设计中可提高双面外墙角部的板配筋率，从而增大混凝土的极限拉伸限值。角部负筋应有足够的长度以越过裂缝易发生的区域(宜双层双向配筋)，也可在四角设置放射筋以抵抗裂缝。以上措施在设计施工中的应用都己证实起到了较好的效果。

　　七、结语

　　以上论述不可能面面俱到，但在设计工作中，做到严格执行规范、采取合理构造措施，凡事一丝不苟，必能做出优良的结构设计作品。