【文章內(nèi)容簡介】 結構的優(yōu)越性 多層砌塊建筑 —— 對比對象為粘土磚 和 粘土磚相比，砌塊建筑的最大優(yōu)勢在于其生產(chǎn)不毀壞耕地和能耗較低，符合國家技術發(fā)展政策。這是砌塊結構得以發(fā)展的根本前提。 ? 生產(chǎn)不用土， 能耗低 粘土磚采用優(yōu)質(zhì)粘土燒結而成，經(jīng)計算每萬塊粘土磚需取土毀田 ～ 畝，每塊小磚僅燒結需 900kcal，混凝土砌塊包括水泥、成型和蒸氣養(yǎng)護的總耗能，折合成標準磚為 429kcal，其能耗不足粘土磚的一半。 如以沈陽為例，現(xiàn)有粘土磚廠 322 個，年產(chǎn)約 20 億塊粘土磚，每年僅燒磚能耗約30 萬噸標準煤，毀田 1480 畝。如由砌塊取代粘土磚，每年可省 15 萬噸標煤，省田 1480畝。據(jù)資料，北京市 1996 年生產(chǎn)粘土磚 62 億塊，全國有上千億塊粘土磚，年毀田達10 萬余畝。 ? 自重輕、有利于 地基處理和抗震 混凝土砌塊標準塊尺寸為 390190190，空心率 46%，重 18kg，相當 塊標準磚，砌塊墻體自重比 240 和 370 粘土磚墻分別減輕 30%和 50%，不僅減輕了基礎的負載，易于地基處理，減少了施工中的材料運輸量，也增大了結構的地震可靠度。 ? 施工速度快 由于砌筑 1m2的小砌塊墻需標準塊 塊，而 1m2240 厚磚墻需用 128 塊磚，工人砌筑同面積的小砌塊墻時彎腰取塊掛灰的次數(shù)將可減少 90%，不僅降低了砌筑的勞動強度，而且可提高砌筑速度 30%～ 100%。 ? 節(jié)省砂漿 小型砌塊的砌筑工作量小，砂漿用量也少。每平方米 190 厚小型砌塊墻 的砂漿用量，僅為粘土磚的 20%～ 30%，即可節(jié)省砌筑砂漿 70%以上。另外由于小型砌塊外型比粘土磚做得更規(guī)整，外型尺寸誤差更小，墻面抹灰可減薄或作成清水墻，簡化了抹面工序，使墻面抹灰厚度也較粘磚墻減少 25%以上，也使墻的重量有所減輕。 ? 增加使用面積 1 12 小型砌塊，對多層及中高層房屋均可采用 190 厚墻，在同等建筑面積條件下，可增加有效使用面積 3%～ 5%。 ? 關于多層砌塊建筑實例經(jīng)濟分析 如何客觀和較為確切地評價砌塊建筑的造價，是一項比較復雜和帶有很強政策性的問題，現(xiàn)只能選擇已有砌塊建筑進行分析。總的說來，因地域、氣候的差異較大，造價差異會有一定出入。下面列出一些砌塊工程的造價分析數(shù)據(jù)。 ① 山東建科院 6 層砌塊試點住宅，建筑面積 3560 m2，所有承重圍護墻為 190 厚混凝土小砌塊，與相同平面的磚混結構房屋進行了詳細的技術經(jīng)濟分析，其結論是：砌塊房屋比磚混房屋增加使用面積 4%，節(jié)省造價 50312 元，相當磚混建筑工程直接費的%，每平方米建筑面積節(jié)省 14 元。 ② 上海真南小區(qū) 6 層砌塊住宅的經(jīng)濟分析結果是：因砌塊較輕基礎費用每平方米建筑造價下降 元，墻體砌筑費下降 %，節(jié)省水泥 %，減少建筑面積 %，增加使用面積 ，為粘土磚使用面積的 %，每平米建筑造價可降低 元，下降幅度為 %。 ③ 遼寧省本溪 8～ 10 層混凝土小砌塊住宅，建于 1988 年，約計 12 萬 m2，外墻采用 排孔煤矸石混凝土小砌塊，內(nèi)墻采用 190 普通混凝土砌塊。該砌塊住宅與相同層數(shù)的框架結構相比，每平方米造價低 60 元，施工速度快一 倍，與磚混結構相比每個雙室房增加使用面積 3 m2，施工速度快 50%。 ④ 盤錦市興隆臺開發(fā)區(qū) 4 層辦公樓 ，建筑面積 3008 m2，原為磚混 (內(nèi)墻 240，外墻 370)后改為混凝土小砌塊墻 ，內(nèi)外墻均為 190 厚混凝土砌塊，外墻另加 120 加氣混凝土外保溫層，該工程總結的結論是：砌塊建筑造價較磚混結構略高，約為 12 元 / m2，砌塊結構較磚混結構增加使用面積 m2，相當總建筑面積的 %，結構自重減輕較多，對軟土地基處理很有利，施工速度提高 倍。 ⑤ 大慶油田 961 型北入口單 元 6 層混凝土小砌塊節(jié)能住宅，原為磚混結構標準住宅，后由中國建筑東北設計研究院設計改為砌塊節(jié)能住宅，作為試點工程，單體建筑面積 ，共建 4 棟計 ，按節(jié)能 50%考慮，外墻采用 190 混凝土砌塊，80 厚聚苯和 90 厚混凝土飾面砌塊夾芯墻，內(nèi)承重均為 190 厚砌塊，據(jù)該工程的概算指標，較磚混節(jié)能型住宅增加使用面積 %，造價高出 元 / m2。 根據(jù)上述的幾個砌塊房屋的經(jīng)濟分析可知，砌塊結構房屋的經(jīng)濟與否主要取決粘土磚與混凝土砌塊的價差，而這個價差是因地域不同而不同。當粘土磚 與砌塊的價差小，即粘土磚的價格較高時，如上海等大城市，其工程造價分析的結論是砌塊建筑比磚混結構便宜，當粘土磚與砌塊的差價較大，即粘土磚價格較低，或低得多時，其工程造價分析的結論必然是砌塊建筑高于磚混建筑。 高層配筋砌塊建筑 —— 對比對象為鋼筋混凝土 我國的試點工程和國外資料綜合分析表明，配筋砌體結構，比同樣規(guī)?；炷两Y構，可降低工程造價 10%～ 20%，三材用量 (鋼材、水泥、木材 )減少 30%～ 50%，施工周期縮短 1/4 以上。另外配筋砌體還具有明顯的環(huán)境效益等。 為什么配筋砌塊結構有如此顯著的經(jīng)濟效益呢 ? ① 配筋砌體實際上是預制裝配整體式剪力墻混凝土結構，空心混凝土砌塊用砂漿砌筑，按要求設置水平和豎向鋼筋，用注芯混凝土將其粘結成整體，墻體的施工不需模板和大型吊裝機具，施工程序少。 ② 配筋砌體結構的構造含鋼率較鋼筋混凝土低得多，約為鋼筋混凝土剪力墻的 1 13 50%。而一般剪力墻結構多為構造配筋，僅這一項就可節(jié)省近 50%的鋼筋用量。 這是因為鋼筋混凝土剪力墻的最小含鋼率，除延性要求外，主要考慮在塑性狀態(tài)澆注，為限制在水化過程中產(chǎn)生顯著收縮的需要；而當砌體施工時，作 為主要部分的砌體塊體，尺寸穩(wěn)定，僅在砌體中加入了塑性的砂漿和注芯混凝土，因此砌體墻可收縮的材料要比混凝土墻少得多，配筋砌體結構的最小配筋率同樣考慮了結構延性要求。 ③ 配筋砌體中存在著許多豎向灰縫，類似在鋼筋混凝土剪力墻中設置數(shù)條豎向縫，增加了結構的變形和耗能能力，因而是一種又剛又柔的良好抗震建筑材料。 中國建筑東北設計研究院，在對配筋砌體結構系統(tǒng)研究的基礎上，于 1996 年初為遼寧省盤錦市國稅局設計了一棟 15 層配筋混凝土砌塊住宅試點工程。該工程地處 Ⅲ 類場地土， 7 度設防，基礎為復打沉管灌注 樁構造底板基礎，無地下室，標準層建筑面積為 500m2，總建筑面積為 7000 m2，房屋層高 3m，建筑物總高 46m，墻體除電梯井部分墻體采用 C20 混凝土外，其余承重墻均用 190 厚配筋砌塊，墻體材料強度等級從下至上依次為： 1～ 2 層為全注芯混凝土砌體，采用 MU20 砌塊， M20 砂漿， C30 注芯混凝土； 3～ 8 層為部分注混凝土砌體，采用 MU15 砌塊， M15 砂漿， C25 注芯混凝土； 9～15 層為部分注混凝土砌體，采用 MU10 砌塊， M10 砂漿， C20 注芯混凝土，墻體的水平和垂直方向的配筋率均為 %，房屋的樓屋蓋均為 C20 混凝土。由于本工程和混凝土剪力墻結構不同之處僅為墻體，故在技術經(jīng)濟分析時專門就墻體進行了比較，其結果是：墻體用鋼量 ，相當混凝土剪力墻用鋼量的 53%，墻體用鋼量節(jié)省 100 噸，折合每平方米建筑面積 ，土建造價降低 18%，節(jié)約 110 萬元，施工周期快，平均每層 5 天，砌筑比粘土磚快 1 倍，取得了較好的技術經(jīng)濟效果。 綜合國內(nèi)配筋砌塊試點工程造價分析也表明，配筋砌塊剪力墻比砼框架剪力墻結構有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。配筋砌塊試點工程與砼框架力墻結構經(jīng)濟比較表 試點材料及費用 廣西 11 層試點建筑 遼寧省盤錦 15 層試點建筑 上海 18 層試點建筑 鋼材節(jié)省 38% 28% 42% 造價節(jié)省 18% 25% % 1 14 設計總說明 設計題目 太原市某機關辦公樓設計 (配筋砌塊砌體多層辦公樓設計 ) 設計任務 (1)結構方案的選擇 (2)結構驗算 (3)抗震驗算 (4)基本構件設計 (5)地基處理方案與基礎設計 工程概況 (1)建筑名稱 : 太原市某機關辦公樓 (2)建設單位 : 太原市某機關 (3)建筑基底面積 : ㎡ (4)總建筑面積 : ㎡ (5)總高度 : 層 高 : (地下室 ) (6)建筑耐久年限為 50年，安全等級為二級 ,抗震設防分類為丙類。 (7)主要結構類型 : 配筋砌塊砌體 (8)砌塊強度等級為 MU15，砂漿 強度等級為 (地下室砂漿砂漿強度等級為Mb10) 第一章 結構方案的選擇 主體結構設計方案 該建筑物層數(shù)為五層 ,總高度為 ,層高 ,房屋的高寬比 為 ＜ 2(見《 混凝土 小型空心砌塊建筑技術規(guī)程》 ),體型簡單 ,室內(nèi)要求空間小 ,多為小辦公室 ,橫墻較多 ,所以采用配筋砌塊砌體結構。能符合規(guī)范要求。 墻體方案 及布置 變形 縫 該建筑物的總長度 ? 60m,綜合考慮可不設伸縮縫 .工程地質(zhì)資料表明 ,場地土質(zhì)比較均勻 ,鄰近無建筑物 ,沒有較大差異的荷載等 ,可不設沉降縫 . 1 15 墻體布置 采 用縱橫墻承重方案，增加結構的縱橫向剛度。 縱橫墻布置較為均勻?qū)ΨQ ,平面上前后左右拉通 。豎向上連續(xù)對齊 ,減少偏心 。同一軸線上窗間墻都比較均勻 .橫墻的最大間距為 ,房屋的局部尺寸均符合抗震要求 .個別不滿足要求的局部尺寸，可設置構造柱和芯柱 。 墻厚擬為內(nèi)外縱橫墻 承重部分 均為 190 ㎜ ,外墻加保溫層 。 構造措施 構造柱設置 構造柱的設置見圖。 此房屋為五層，設防烈度為八度 ,采用構造柱和芯柱相結合的方案。 構造柱設置部位在外墻四角，樓電梯間四角；錯層部位橫墻與外縱墻交接處，大房間內(nèi)外墻交接處 ,內(nèi) 墻（軸線）與外墻交接處 。構造柱截面尺寸 有以下四種 :GZ1(400 ㎜400 ㎜ )、 GZ2(300 ㎜ 300 ㎜ )、 GZ3(190 ㎜ 190 ㎜ )、 GZ1(300 ㎜ 190 ㎜ )。其細部見大圖。 構造柱縱向鋼筋采用 ? 14,箍筋采用 ? 6,箍筋間距為 200 ㎜ ,在 柱上下端適當加密 , 間距為 100 ㎜ 。 構造柱與砌塊墻連接處應設置馬牙槎 ,其相鄰孔洞應填實并設插筋 ,沿墻高每隔 600 ㎜應設置 ? 4 焊接鋼筋網(wǎng)片 ,每邊深入墻內(nèi)不小于 1m,網(wǎng)片細部見詳圖。 芯柱設置部位在內(nèi)縱墻與橫 墻交接處 ,及洞口兩側。為提高墻體抗震受剪承載力 ,在墻體內(nèi)應均勻布置芯柱 ,其間距不大于 。 ,且與構造柱相鄰的小砌塊孔洞應填實。在樓梯間平臺梁支承處也設置芯柱。灌孔采用 Cb25 細石混凝土。地下室墻體均用 Cb25 細石混凝土灌實。底層 四層每個芯柱的插筋采用 1? 16, 五、六層每個芯柱的插筋采用1? 14。 圈梁設置 在砌體結構房屋中 ,沿外墻四 周及內(nèi)墻水平方向設置連續(xù)封閉的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁 ,稱為圈梁。圈梁與構造柱協(xié)同作用 ,可提高結構的整體剛度 ,增強穩(wěn)定性 ,還可以有效的消除或減弱由于地震或其他因素引起的地基不均勻沉降對房屋的破壞。圈梁的數(shù)量 :各層、層面、基礎上面均設置圈梁。橫墻圈梁設在板底，縱墻圈梁下表面與橫墻圈梁底平面齊平，上表面與板面齊平或與橫墻梁表面齊平。當圈梁遇窗洞口時，可兼過梁，但需另設置過梁所需要的鋼筋。圈梁截面為 300 ㎜ 190 ㎜?？v向鋼筋為 ,箍進間距為 ,混凝土強度為 C25。 1 16 圖 1 承重墻體結構平面布置圖 1 17 屋面（樓面） 梁 h= (1/12～ 1/8)l=(1/12～ 1/8)5400=450～ 675 ㎜ 取 h=500 ㎜ b= (1/3～ 1/2)h=(1/3～ 1/2)500=150～ 340 ㎜ 取 b=200 ㎜ 第二章 墻體驗算 荷載計算 屋面恒荷載標準值 兩氈三油綠豆砂防水層： ㎡ 20 厚 1： 3 水泥砂漿找平層： 20= KN/㎡ 1： 6 水泥焦渣找 2%坡，最薄處 30 厚， 振搗密實表面抹光 14= KN/㎡ 80 厚聚苯板保溫層 = KN/㎡ 20 厚 1： 3 水泥砂漿找平層 20= KN/㎡ 100 厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板 25= KN/㎡ 頂棚： 5 厚 1： 水泥砂漿罩面 20= KN/㎡ 5 厚 1： 3 水泥砂漿打底 20= KN/㎡ Σ= KN/㎡ 屋