二建考试必备-建筑结构与设备(5) 多层与高层建筑结构体系

第三节多层与高层建筑结构体系

10层及10层以上或高度超过28m的住宅和高度超过24m的其他高层民用建筑为高层建筑。

一、多层砌体结构

(一)概述

在同一房屋结构体系中，采用两种或两种以上不同材料组成承重结构体系的房屋，称为混合结构房屋。砖砌体结构是指由钢筋混凝土楼(屋)盖和砖墙承重的结构体系(亦称砖混结构)。砌体结构一般是指采用钢筋混凝土楼(屋)盖和用砖或其他块体(如：混凝土砌块)砌筑的承重墙组成的结构体系。木楼(屋)盖与砖墙承重的结构体系，称为砖木结构，目前很少采用。

(二)砌体结构的优缺点和应用范围

1．主要优点

(1)主要承重结构(承重墙)是用砖(或其他块体)砌筑而成的，这种材料任何地区都有，便于就地取材。常用的墙体材料有：a．烧结普通砖：黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、煤矸石页岩砖；b．烧结多孔砖：黏土多孔砖(P型、M型)、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖；c．蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖；d．混凝土小型空心砌块。

(2)墙体既是围护和分隔的需要，又可作为承重结构，一举两得。

(3)砌体结构的刚度一般比较较大。

(4)施工比较简单，进度快，技术要求低，施工设备简单。

2．主要缺点

(1)砌体强度比混凝土强度低得多，故建造房屋的层数有限，一般不超过7层。

(2)砌体是脆性材料，抗压能力尚可，抗拉、抗剪强度都很低，因此抗震性能较差。

(3)多层砌体房屋一般宜采用刚性方案，故其横墙间距受到限制，因此不可能获得较大的空间，故一般只能用于住宅、普通办公楼、学校、小型医院等民用建筑以及中小型工业建筑。

(三)砖砌体房屋的墙体布置方案

1．横墙承重方案

楼层的荷载通过板梁传至横墙，横墙作为主要承重竖向构件，纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用。

优点：横墙较密，房屋横向刚度较大，整体刚度好。外纵墙不是承重墙，因此立面处理比较方便，可以开设较大的门窗洞口。抗震性能较好。

缺点：横墙间距较密，房间布置的灵活性差，故多用于宿舍、住宅等居住建筑。

2．纵墙承重方案

其受力特点是：板荷载传给梁，再由梁传给纵墙。这时纵墙是主要承重墙。横墙只承受小部分荷载，横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，其间距比较大。

优点：房间的空间可以较大，平面布置比较灵活。

缺点：房屋的刚度较差，纵墙受力集中，纵墙较厚或要加壁柱。

适用于：教学楼、实验室、办公楼、医院等。

3．纵横墙承重方案

根据房间的开间和进深要求，有时需采取纵横墙同时承重的方案。

横墙的间距比纵墙承重方案小。但一般可比横墙承重方案大，房屋的刚度介于前两者之间。

4．内框架承重方案

在外墙承重的同时，有一部分内墙采用钢筋混凝土柱代替，以取得较大的空间。

内框架承重方案的特点：(1)横墙较少，房屋的空间刚度较差；(2)墙的带形基础与柱的单独柱基沉降不容易一致；(3)钢筋混凝土柱与砖墙的压缩性能不一样，容易造成不均匀变形而产生次应力，当层数较多时，在设计上应给予考虑；(4)以柱代替内承重墙，在使用上可以取得较大的空间。

适用于：教学楼、医院、商店、旅馆等建筑物。

(四)砌体房屋的构造要求

1．要满足墙体的高厚比

(1)砌体结构设计规范规定砖墙(或砖柱)的允许高厚比应按《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)6．1.1式验算。

(2)当高厚比不能满足要求时，可采取以下措施：

1)增加墙体厚度；2)加设壁柱(即墙垛)；

3)加设构造柱；4)减小横墙间距。

2．横墙间距s

根据横墙间距s的不同，砖砌体房屋的静力计算有三种计算方案见表2-1，如图2-1：

图2-1砌体房屋的计算方案

(1)刚性方案。在荷载作用下，楼层视为墙、柱的不动铰支座。即认为房屋不产生水平位移。

(2)刚弹性方案。在荷载作用下，楼层视为墙柱可动铰支座，楼盖平面较大，可考虑空间工作的平面排架或框架计算。其空间影响系数可按《砌体结构设计规范》表4．2．4采用。

(3)弹性方案。房屋在水平力作用下将产生水平位移，房屋的静力计算可按屋架、大梁与墙(柱)为铰接的不考虑空间工作的平面排架或框架计算。

3．纵墙尽可能贯通。

4．5层及5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MUl0；

(2)砌块采用MU7．5；

(3)石材采用MU30；

(4)砂浆采用M5。

注：对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，墙、柱所用材料的最低强度等级应至

少提高一级。

5．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应符合表10-2的要求。

注：①在冻胀地区，地面以下或防潮层以下的砌体，不宜采用多孔砖，如采用时，其孔洞应用水泥砂浆灌实。当采用混凝土砌块砌体时，其孔洞应采用强度等级不低于Cb20的混凝土灌实；

②对安全等级为一级或设计使用年限大于50年的房屋，表中材料强度等级应至少提高一级，

6．承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mmX370mm。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。

7．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。

8．当梁跨度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。

9．预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小于l00mm；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm；灌缝混凝土不宜低于Cb20(即C20)。

10．支承在墙、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。

11．填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接。

12．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。

13．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2Φ4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