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砌体结构的受力体系
张利军
“砌体结构”这一名词,是从材料方面对结构类型的定义,没有反应结构的受力特点。比如,无论是砖墙+钢筋混凝土楼屋盖的房屋,还是砖墙+木屋架房屋,也无论开间大小和空间高矮,我们均统称为砌体结构。
随着城市更新的推进,砌体结构改造加固的设计项目越来越多,所以有必要对砌体结构从受力特点方面进行分类和总结,做到有的放矢,精准对标。
在《抗规》和《抗震鉴定标准》中,砌体结构是有分类的,但分散在不同的章节中。分为如下三类:
多层砌体房屋、单层砖柱厂房、单层空旷房屋。
这三个名词不能顾名思义,而是要从受力特点去认识,三个名词代表三种受力体系。比如,对于“多层砌体房屋”,也是包括单层的;对于“单层砖柱厂房”,并不一定是单层,也不见得是厂房。下面分别进行说明。
一、多层砌体房屋
主要是住宅、办公、宿舍等刚性楼盖的小开间房屋,量大面广。平剖面图和结构简图如下:


1.结构特点
多层砌体房屋属于抗震墙结构。对于水平作用来说,其特点是墙体平面内受力,平面外不受力。构造柱和圈梁组成约束边框,类似抗震墙结构的边缘构件。尽管叫做“多层砌体房屋”,但单层砖混宿舍、办公等刚性屋面小开间房屋,也属于这一类。
2.加固方式
由受力特点可知,这类房屋由墙体平面内承受水平作用,所以加固目的是提高墙体平面内的抗剪承载力。加固方式主要是面层加固,如钢筋网水泥砂浆面层、钢筋混凝土面层等。
二、单层砖柱厂房
名曰厂房,其实并不限于厂房;名曰单层,其实也有多层。商店、食堂、仓库、厂房、展览、会堂等较大空间房屋大量采用这种结构体系。屋盖可以是柔性的屋架体系,也可以是刚性的钢筋混凝土屋面。平剖面图和结构简图如下:


1.结构特点
单层砖柱厂房属于排架结构。砖柱以砖墙+附壁柱为主,独立砖柱较为少见。砖柱或附壁柱为竖向悬臂构件,是静定结构,其根部的压弯承载力是结构安全的保证。而砖柱或附壁柱的压弯承载力极低,所以这类结构加固的当务之急是提高砖柱的压弯承载力。屋盖多为木屋架或钢屋架瓦屋面,支撑布置的合理性和完善程度也很重要。有的屋盖是钢筋混凝土预制薄腹梁+预制槽形板,这种屋盖的单层砖柱厂房更要慎重。
2.多层砖柱厂房
有的教学、办公类老建筑,下部楼层是砖混结构,顶层是砖柱+木屋架,此类房屋的薄弱部位也是砖柱根部,类似于“单层砖柱厂房”,加固重点应与规范对“单层砖柱厂房”的有关要求对标。

3.加固方式
单层砖柱厂房的薄弱点是砖柱(附壁柱)根部的压弯承载力,所以加固方式为围套加固:
对于设防烈度7度或砖柱抗震承载力低于要求在30%以内的轻屋盖房屋,可采用钢结构围套加固。否则应采用钢筋混凝土围套加固。
三、单层空旷房屋
主要见于礼堂、剧场等,存量较少。

1.结构特点
单层空旷房屋属于排架---抗震墙结构。单层空旷房屋由中间部位的单层高大空间观众厅和多层的前后厅、左右侧厅组成。观众厅由砖墙和附壁柱承重,屋盖为木屋架或钢屋架瓦屋面,结构形式为排架结构。前后厅和侧厅为多层砖混结构,刚度和承载力均较高。观众厅与前后厅之间、观众厅与侧厅之间均不设缝,形成相互支持和有良好联系的空间结构体系,震害较轻。加强观众厅屋盖刚度、加强观众厅与前后厅和侧厅等各部分之间的连接,有利于发挥空间整体作用。
2.加固方式
墙体采用面层加固,砖柱(壁柱)采用围套加固。
勘察设计大师、规范主编
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