2013年结构工程师：砌体结构

　　一、引言

　　砌体的结构是一种传统的墙体材料，在我国的各类建筑中仍占80%以上的比例。近些年来，随着建筑业的蓬勃发展，新型墙体材料也不断涌现，如从欧美引进的混凝土小型空心砌块就是其中的一种。另外，结合就地取材的原则生产的各种地方性砌体材料，如蒸压类和烧结类的非粘土多孔砖和实心砖。这都为砌体结构的应用扩大了领域和范围。

　　现代砌体结构已与传统的砌体有许多区别。按照砌体中的配筋率大小可将其分为无筋砌体结构、约束砌体和配筋砌体三类，它们的界限定义为：仅有少量的拉结钢筋，含筋量在0.07%以下时为无筋砌体;约束砌体适用于地震设防地区的砌体结构，如在墙段边缘设置边缘构件(钢筋混凝土构造柱)，同时墙段上下设置有圈梁，此类砌体结构的特点是在砌体周边均有钢筋混凝土约束构件，砌体配筋量在0.07%-0.17%左右;配筋砌体适用于10层以上的中高层建筑，如配筋混凝土空心砌块，其实就是一种砌筑成型的剪力墙结构，其配筋率也接近于现浇钢筋混凝土剪力墙结构，即在0.2%左右。

　　1966年的邢台地震和1976年的唐山地震等数十次破坏性大地震，以及1923年日本关东大地震等，几乎无一例外的表明无筋砌体结构不能承受大地震的考验。因此目前国外抗震规范一般只允许建造3层及三层以下的砌体结构。

　　尽管砌体结构的抗震性能如此之差，然而在城镇建设中，由于我国人口集中，土地有限，所以我们不可能把砌体结构限制过严，而是要适应发展的需要，在研究和总结震害的基础上，改进砌体的抗震性能，提高它的建造层数和高度，满足业主需要。

　　二、约束砌体

　　砌体结构的脆性性质可以通过配筋或加强边缘约束来改善。1976年唐山大地震后，总结地震中八栋裂而不倒的砌体房屋的经验，提出了在承重墙体中设置边缘约束构件的规定。经过二十多年的实践考验证明，设有构造柱的砌体房屋，在经受九度地震后未发现有倒塌的实例，此种做法是安全的。但应注意以下几点：

　　1、约束墙体的构造柱截面不宜过大，配筋不宜过多。且必须是先于墙后浇构造柱混凝土，使柱与墙体能够紧密结合，共同工作。此类构造柱在墙体受水平地震作用初期应力极小，刚度也不大。但当墙体开裂后柱内应力逐步增大，直到裂缝贯通墙体，构造柱才明显受力直到钢筋屈服。此时的墙体已破碎，构造柱的约束使得墙体破碎而不至于倒塌，从而达到“裂而不到”的目标。如果构造柱截面和配筋过大，由于混凝土刚度远大于砌体墙体，所以构造柱会吸收大多数的地震力，结果构造柱先于墙体破坏，起不到约束墙体的作用。

　　2、构造柱的设置不能改变砌体刚性的性质。墙体在竖向和水平地震作用下首先沿45°主拉应力的轨迹开裂，并逐步延伸，形成对角的“x”形裂缝;如果墙段的高宽比较大，则在墙体中段会出现水平裂缝段。因此构造柱的间距不能过大，否则将会消弱对墙段砌体的约束作用，基本上是纵墙内每开间均设，横墙内间距不大于层高的两倍。

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