第六部分民用建筑工程设计常见问题分析及图示

1、1.4.6构造柱的截面设计过大，数量设置过多。原因分析：构造柱的作用不是代替墙体抗剪，而是约束墙体。抗震规范GB 50011规定了构造柱的最小截面，设计中不宜将构造的截面任意扩大，这样做有几个弊端：(1)构 造柱的截面增大以后，势必增大它的刚度。如果构造柱在墙段中的刚度过大，它将影响作为砌体墙的特性，甚至成为以混凝土柱为主的墙段，而使墙段的抗剪作用由 混凝土起主导作用，显然这不是我们所要求的。正确的构造柱设计应当使其刚度很小而约束较强，这样才能对墙段有所帮助，而不是使其刚度增加，造成地震剪力的 加大。(2)众多试验也证明：如按常规设计的构造柱做法，包括截面大小和配筋，有构造柱墙段和未设构造柱墙

2、段的初裂荷载基本不增大。改进措施：构造柱设置过多也是设计上常见的问题，比如有些设计在所有墙的连接处均设构造柱等等。构造柱对墙段的约束作用，特别表现在房屋四大角最为明显，角部的构造柱能够起到对两个方向墙段的约束作用，并有利于抗扭，所以四角必须设构造柱，对于其它部位的构造柱设置，要根据实际情况按规范要求布置。阴角是否一律可以不设构造柱，也不是绝对的。要视其总体平面上墙段所处的位置而定。如图1.4.6所示阴角部位由于处于局部墙段的两端，一般可以不设构造柱。1.4.7钢筋混凝土楼板是装配整体式的，圈梁做预制装配整体式的。原因分析：钢筋混凝土圈梁的抗震作用也是经过长时间的考验，被证明为行之有效的抗震措施

3、之一。抗震规范GB 50011第7.3.3条对此作了明确规定。钢筋混凝土圈梁在抗震上的作用主要是：一是能够加强楼盖的水平刚度，使之楼盖能够在各道墙体间传递水平地震作用，二是作为沿高度方向上的构造柱的连接点(支点)，使构造柱能够在各层约束墙体；三是作为墙侧面的边框的一部分，墙段两端由构造柱约束，而墙段上下边缘由抗震圈梁约束。改进措施：为 了实现这些目的，抗震圈梁应是现浇钢筋混凝土的。如做成装配式或装配整体式，圈梁与墙的连接仅靠一层铺垫砂浆，与墙顶的结合较差，不利于板将水平地震作用 传至墙。作为楼盖的水平边框作用，若采用预制装配圈梁结合也不可能紧密，影响楼盖的水平刚度。地震区曾经发现过装配式圈梁破

4、坏的例子，地震时圈梁与墙无可 靠粘接，圈梁脱离楼板摔下。1.4.8横墙承重的砌体结构，采用装配式楼盖层，内外墙圈梁不交圈没有处理。原因分析：装配式楼盖中，如果横墙承重，楼板的圈梁一般均设在板底，此时，外纵墙的圈梁由于没有楼板的搁入，其底面与板底位于同一标高，这样就造成内外墙的抗震圈梁不在同一标高的问题。改进措施：在地震设防地区，对此必须在内外墙交接处，设置一段圈梁的交接段，搭接长度可取二倍到三倍的标高差，如图1.4.8-l、2所示：1.4.9现浇楼盖可以不单独设置圈梁，但未沿墙周边设置加强钢筋。改进措施：现浇楼盖已经有较大的水平刚度，其楼板的整体性也较好。因此，不必再单独另设置楼盖的边缘圈梁。

5、但是，考虑到现浇楼盖在支承墙体上，仅靠楼板内的一般配筋，包括分布钢筋，则是不够的。因为受力筋和分布筋可能都较稀，有一定的间距，还不足以形成楼板结构的边框作用。为此，为了加强楼板的边缘，抗震规范GB 5001l第7.3.3条第2款规定必须另行设置加强配筋，并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。一般的做法可以是：在楼板支承在墙上的长度内，沿板厚方向上下设置212钢筋，并应沿墙长通长设置；也可以在板的支座长度内，水平搁置212加强筋。这些加强钢筋都必须与楼板的受力主筋或分布筋绑扎在一起，以起到楼板的水平边框作用。1.4.10装配式楼盖中，只在外墙上设周边的圈梁，内墙中用板缝或支承板端的配筋不另设圈梁。原因

6、分析：一般情况下是不允许的。因为作为楼盖边缘的圈梁是针对各间楼盖的整体性而设置的。一幢建筑中如果仅在外墙周边设置圈梁，显然是过于薄弱了。更何况较长的外墙圈梁还须要在中段设有拉结，否则单靠圈梁本身的刚度也是远远不够的。不论在内墙中利用板缝或支承在墙上的板端配筋，其作用是很有限的，远不足以代替正规的钢筋混凝土圈梁。当然，在现浇楼盖中不存在此类问题。因为对内墙面言，楼板是在墙上满搭的，因此能够较好的传递地震作用。改进措施：应按抗震规范GB 50011第7.3.3条的要求在外墙和内纵墙以及内横墙上设置封闭的抗震圈梁。1.4.11装配式楼盖中，当有现浇的板底圈梁时，预制板伸入墙上的长度也按梁上的支承长度

7、要求。原因分析：应当可以，因为现浇钢筋混凝土圈梁也是梁，作为预制板的支承长度，主要看它是砖墙还是混凝土，如果是混凝土，可以按支承在梁上的长度要求。改进措施：按抗震规范GB 50011第7.3.5条的规定，板端伸进内墙的长度按规范要求为100mm。如果板端伸进圈梁顶面时，则不应小于80mm要求。1.4.12房屋端部设置大房间时，缺少楼屋盖与墙或梁的拉结。原因分析：所谓大房间一般指开间大于4.2m的房间。设置在端部的大房间，在抗震中会发生两种情况，第一，房屋端部包括转角墙在内的外墙，由于“边端效应”，将会使端部墙体首先破坏。原因是端部角墙的刚度较 大，应力集中，地震作用时将受到较大的作用力。同时，

8、由于角部难免的扭转作用，也使角墙首当其冲遭到破坏。第二，端部处于外墙尽端，在地震作用中，此外墙 不仅承担墙体平面内的作用力，同时也要承担平面外的作用。因此，必须要求采取措施，加强端部大房间的楼屋盖与相应墙或梁的拉结，加强端部的整体作用能力。改进措施：如为预制楼板时，按抗震规范GB 5001l第7.3.5条第4款执行；如为现浇楼盖时，应加强现浇板的边缘配筋，有意识地加强尽端墙体的出平面外的抵抗能力，避免破坏。1.4.13地震区的楼屋盖大梁、屋架没有对其采取加强抵抗水平作用力的措施。原因分析：梁或屋架作为集中荷载支承在墙或柱上时，其连接是十分重要的，地震作用的传递也是要靠它们的连接程度来决定。静力

9、设计中所要求的主要是它的支承面积，因为它们主要传递的是垂直荷载。但是在地震作用下，它们传递的却是水平方向的力。因此在连接构造上也必须适应水平力的传递。改进措施：大梁、屋架等跨度较大的构件支承在墙或柱上时，应注意下列几点：(1)大梁、屋架支座除了传递竖向压力以外，一般都是按简支考虑。但是地震作用下，即使是简支的梁或屋架也将承担水平向的惯性作用。所以还必须在支座处设置抵抗水平向的作用力的措施。如增加屋架支座的螺栓数量和强度，加大大梁的支承长度或采取其它有效拉结措施等。(2)大梁、屋架支承部位的墙或柱，不论简支与否，都要考虑梁、屋架所可能产生的嵌固弯矩，并由此会对墙柱造成的不利影响。支承顶层的大梁或

10、屋架的外墙，其支承处如墙内设有构造柱时，则此构造柱也应考虑承担梁和屋架带来的弯矩作用，因此必须增大构造柱内的配筋，把构造柱作为排架柱来考虑。1.4.14非承重的墙体未按规范要求采取抗震措施。原因分析：非承重墙可以分为几种：如轻质隔墙，一般仅作为隔断之用，且墙体的侧向刚度很小，不足以对房屋起到抗侧移的作用。因此，对此类墙体，只要考虑隔墙本身地震时不会倒塌伤人就可以了。例如在墙的两端设有与主要墙体的拉结措施即可。对不承担静力垂直荷载，而只承担自身重量的内外纵墙，也称为自承重墙。对此类墙体，不能不考虑其承担地震作用。因为在侧向力的作用下，所有与之平行的、有一定刚度的墙体都将分担地震水平作用的影响。因

11、此，虽不是承重墙，但在地震中也要按承担水平地震作用来分担地震荷载。改进措施：此类墙体的抗震措施应按抗震规范GB 50011第13.3.3条规定设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。1.4.15“横墙很少”的多层砌体房屋在采取与“横墙较少”的房屋相同的措施后，高度和层数可降低一层。改进措施：对于横墙较少的房屋，规范在提出须要降低一层高度的同时，又给了一条出路，即按抗震规范GB 50011第7.3.14条规定，采取加强措施，来弥补由于横墙较少带来的对抗震不利的影响，从而达到不降低层数和高度的要求。而横墙很少的房屋一般指全部为教室楼或食堂、俱乐部等的建筑。它们的抗震能力比横墙较少的

12、更差。规范没有提出对此类房屋采取类似加强的措施后，可以不降或少降其层数和高度。对于横墙很少的房屋，如果采取了措施，横墙的布置达到了横墙较少的条件时，可以按横墙较少来对待。此时按照规范的规定，也就可以少降一层或甚至于不降低高度和层数了。1.5多层混凝土小型空心砌块房屋的抗震构造措施1.5.1多层混凝土小型空心砌块房屋中，可以采用芯柱体系，也可以采用构造柱体系，选用上应区别对待。原因分析：多层混凝土小型空心砌块房屋是利用混凝土空心小砌块砌筑而成的建筑。由于砌块有较大的集中孔洞，因此可以插入钢筋并注入混凝土形成芯柱。小砌块的型号、规格基本上是采用国外引进的尺寸，做法也与国外大致一样。我国经过近二十年

13、来的应用，并进行了相应的科研试验，已经取得了一定的经验，建造了一大批小砌块建筑。但是，在实际应用中也发现一些问题。比如小砌块的孔洞较小(120 x120)，插入钢筋并浇注芯柱时，往往混凝土不易浇灌密实，容易造成空洞。而且，对芯柱浇注的质量又很难进行检查。为此，曾出现过许多质量问题。另外，由于地震区的小砌块建筑，要求有比较多的芯柱，给施工也带来麻烦，特别是高烈度区更为突出。随着国内建造小砌块建筑的数量日益增加，特别是南方地区，为了使小型空心砌块用于外墙能够增加保温和隔热效果，不少地区将单排孔的小砌块改为双排甚至多排孔。这样又带来的一个问题，即无法再在孔洞中设置芯柱了。北京地区地震烈度较高，为了研

14、究提高小砌块建筑的抗震性能，同时能够适当减少墙体中芯柱数量的目的。北京市建筑设计研究院提出在混凝土空心小砌块建筑中采 用构造柱的做法，并在试验室进行了一批墙体试验，继而又做了一幢九层房屋的整体模型抗震试验。得到了相关数据，取得了很好的抗震效果。另外，在天津、南 京、哈尔滨等地的高校和科研单位也相继进行了混凝土小型空心砌块结构中采用构造柱的试验研究，结论也是一致的。混凝土空心小砌块建筑不同于一般多层砌体房屋。因为它的材料是混凝土，不论是砌块本身、芯柱或构造柱，都是同一种材料。因此，在适当配置必要的构造钢筋 后，能够形成混凝土剪力墙结构。特别当小砌块砌体中配置较多的钢筋时，还可以形成配筋砌体结构，

15、在高度上可以大大突破一般多层小砌块房屋的限值。改进措施：小砌块规程JGJ/T14为小砌块房屋规定了两种抗震构造措施：同时设置构造柱和芯柱做法，以及芯柱做法。设计应根据具体的地区条件和烈度大小等因素进行选择。图1.5.1-1、1.5.1-2是两种做法的示意图。例如，在使用双排或多排孔小砌块的地区，它只能采用构造柱做法而无法用芯柱做法。又如在一些烈度较高地区，由于地震作用强度较大，因此要求小砌块建筑具有更好的抗震性能。所以采用构造柱加芯柱的做法更为恰当。所谓构造柱加芯柱做法是指 墙体与墙体交接处，包括内外墙交接处，外墙转角处，内墙交接处等部位可采用与墙厚相同的构造柱；而对于一般的门窗洞口处，则可采用芯柱做法比较适宜。从墙片和整体模型的抗震试验得到，采用构造柱用于墙体连接部位时，其抗震变形能力和延性都有明显提高，而且可以保证施工质量能够检查。因为构造柱的钢筋是集中配置并有箍筋，而且上下钢筋都必须连续配置，其性能优于单根配筋的芯柱，当然小砌块建筑中的芯柱做法在国外已沿用多年，我国早期也一直沿用芯柱做法，因此，芯柱做法也仍然是一种小砌块结构中的可供选