基于普通砖混房屋建筑结构问题的探讨
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【摘要】普通砖混房屋造价低廉，特别适宜建造住宅、办公楼等这类不要求有较大空间的建筑，量大面广。由于砖混结构设计简单，常被设计人员忽视。文中总结出砖混结构设计存在的问题和注意事项，提出解决对策，力求寻找理论与实际相结合的切入点。
【关键词】建筑房屋结构探讨
普通砖混房屋是我国居住、办公、学校和医院等建筑中最为普遍的结构形式。总结普通砖混房屋的结构设计经验，对房屋结构体系不合理或存在缺陷进行探讨，对于提高房屋建筑质量和抗震能力非常必要，是房屋建筑抗震设计中应考虑的关键问题。本文主要就普通砖混房屋建筑结构存在的问题及改进方面加以探讨。
一、房屋建筑结构存在的问题
1、独立基础
普通砖混房屋的柱下独立基础设计被广泛运用到各类工程当中，其抗剪强度验算不易引起重视而出错，直接影响工程的结构安全。GB 50007―2002建筑地基基础设计规范中，未对柱下独立基础要求进行抗剪强度验算，只规定了要验算基础交接处和基础变阶处的受冲切承载力，一般多层房屋基础经过软件 JCCAD校核，多能满足规定。但《建筑地基基础设计规范》第8．1．2条中注4同时规定：“基础底面处的平均压力值超过300 kPa的混凝土基础，尚应进行抗剪验算。”独立基础坐在基岩上时，其基础底面处的平均压力远远超过此值，必须进行抗剪强度验算。有的设计者对软弱地基的危害认识不足，只是凭借经验采用砂垫层加强承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，既不安全，又不经济。普通砖混房屋建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。
2、构造柱
普通砖混房屋结构中构造柱兼作承重柱用在砖混结构中，且构造柱与圈梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有重要的作用。在当前结构设计中，构造柱常被作为承重柱使用，此作法将引起问题：构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作用，一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先被破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的―个薄弱的部位。构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯及局部承压强度必然不能满足要求。
3、承重柱
普通砖混房屋结构建筑中的承重柱截面高度设计过小多发生于六度抗震设防区。―些结构设计者误认为六度设防就是不设防，不进行受力分析，只把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算。这种做法虽易于进行结构受力分析，却给房屋结构埋下隐患。这样做忽略忽略了柱对消化酶的约束弯矩，加之以柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯强度必然不足，从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性铰。这样在正常使用情况下，柱子已开始带铰工作，不但影响了房屋的耐久性，且常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，其违背了现行抗震规范中 “强柱弱梁”的设计原则，此结构一遭地震作用，将会倒塌。
4、偏梁定位
普通砖混房屋的结构一般与房屋中间梁的中心线与轴线相重合，而外围边梁、楼梯间横向梁和卫生间隔墙下梁等由于考虑建筑造型和使用功能，会有意将梁外皮与墙外皮取平，以致出现偏梁问题。结构平面图或梁配筋大样图中往往未标明其偏移的定位尺寸或轴线号，有些施工人员不能完全领会设计意图，到主体结构完工时，才发现存在失误，造成损失或纠纷，在设计时应引以为戒。
5、悬挑梁
悬挑梁的梁高选用过小是由于设计者只注意对梁的强度和倾覆进行验算，而忽略对梁挠度的验算。梁高选用过小，引起梁截面的受压区应力过高，在正常使用状态下，梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝，裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽，影响了房屋的正常使用。这种挑梁的变形发展到后期，梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响，竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝，此时梁已接近破坏。当为托墙挑梁时，梁过大的挠度引起梁上境况体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸，缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，失去承载力。
6、连续梁
连续梁按单梁进行设计，这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计得的重视，只图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。
7、楼板问题
板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见问题有：一是设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用按单向板进行计算，使计算假定与实际受力状态不符，导致―个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，至使板出现裂缝；二是板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中，常常在楼板布置―些非承重隔墙，故楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算，但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积；三是板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，至使板顶出现裂缝。
二、房屋建筑结构问题解决对策
1、正确阅读和使用地质报告
普通砖混房屋的建筑要熟悉勘察报告的主要内容，了解勘察结论和计算指标的可靠程度，进而判断报告中的建议对该项工程的适用性，把场地的工程地质条件与拟建建筑物的具体情况和要求联系起来进行综合分析。在满足承载力和变形的基本要求下，尽量采用比较经济的天然地基上的浅基础。地基持力层的选择应从地基基础和上部结构的整体性出发，综合考虑场地土层的分布情况及稳定性，土层的物理力学性质，建筑物的体型、结构类型和荷载性质与大小，还要考虑地下水的影响，山区建筑还要考虑土坡度情况。
2优先采用横墙承重或纵横墙共同承重
纵横墙共同承重的普通砖混房屋可分为两种：一种是采用现浇板，另一种是采用预制短向板的大房间。其纵横墙共同承重的普通砖混房屋结构房屋既能比较直接地传递横向地震作用，也能直接或通过纵横墙的连接传递纵向地震作用。纵墙承重的砌体结构，由于楼板的侧边一般不嵌入横墙内，横向地震作用有很少部分通过板的侧边直接传至横墙，而大部分通过纵墙经由纵横墙交接面传至横墙。因而，地震时外纵墙因板与墙体的拉结不良而成片向外倒塌，楼板也随之坠落。横墙由于为非承重墙，受剪承载能力降低，其破坏程度也比较严重。而横墙开洞较少，又有纵墙作为侧向支承，所以横墙承重的普通砖混房屋结构具有较好的传递地震作用的能力。
3、纵横墙的布置应均匀对称
普通砖混房屋纵横墙的布置应均匀对称，沿平面内宜对齐，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀，同时应尽量减少复杂装饰立面造成的附加震害。普通砖混房屋的平、立面布置应规则对称，最好为矩形，这样可避免水平地震作用下的扭转影响。然而对于避免水平地震作用下的扭转仅按房屋平面布置规则是不够的，还应做到纵横墙的布置均匀对称。砖墙沿平面内对齐、贯通，能减少砖墙、楼板等受力构件的中间环节，使震害部位减少，使震害程度减轻；同时，由于地震作用传力路线简单，中间不间断，构件受力明确，其简化的地震作用分析能较好地符合地震作用的实际。
房屋的纵向地震作用分至各纵轴后，其外纵墙的地震作用还要按各窗间墙的侧移刚度再分配。由于宽窗间墙的刚度比窄窗间墙的刚度大得多，必然承受较多的地震作用而破坏，而高度比大于4的墙垛其承载力更差，已率先破坏，则对于宽窄差异较大的外纵墙，就会造成窗间墙的各个击破，降低了外纵墙和房屋纵向的抗震能力。因此，要求同一轴线的窗间墙宽度宜均匀，尽量做到等宽度。对于一些建筑阳台和窗之间留一个240 mm宽的墙垛等做法不利于抗震，宜采取门连窗的做法。
4、不采用上刚下柔的结构
普通砖混房屋的纵横墙沿上下连续贯通，可使地震作用的传递路线更为直接合理。若因使用功能不能满足上述要求时，应将大房间布置在顶层。若大房间布置在下层，则相邻上面横墙承担的地震剪力只有通过大梁传递至下层两旁的横墙，这就要求楼板有较大的水平刚度。从房屋纵横墙的对称要求来看，大房间宜布置在房屋的中部，不宜布置在端头。而上刚下柔的房屋也只有通过大梁传递至下层两旁的横墙，这就要求楼板有较大的水平刚度。
总之，普通砖混房屋结构设计是一门专业性很强的学科，只有不断提高业务素质和技术水平，重视设计中存在的相关问题，不断积累设计经验，发挥主动性创新精神，才能适应技术进步和变化，从根本上消除设计质量的隐患。
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