徐海波
中国建筑技术集团有限公司 北京 100013
摘要：基于构造柱-圈梁这一特殊形式的约朿砌体结构的特点和其在抗震中的显著作用，以及配筋混凝土板墙加固砌体结构的比较，分析了两种加固形式的优点和缺点。
关键词：构造柱；混凝土板墙；约束砌体构件；抗震设计
1976年唐山大地震 后，经调查和震害总结发现，设有钢筋混凝土构造柱且与钢 凝土圈梁组成封闭边框的多层砖砌体房屋，其墙体裂而未倒。
唐山市某办公楼除门厅外的主体全部倒塌，而门厅中设有构造柱的层1 ～3的墙体裂而未倒，未设构造柱的层4，5倒塌|1]。当时类似的设计，并未认识到构造柱与圈梁的抗震作用，只是在房屋的较大空间或部分墙体中设置个别钢筋混凝土柱，钢筋按构造配置，这些柱不是框架柱，只是用来加强砖墙的构件。唐山地震的工程经验表明，采用钢筋混凝土构造柱来增强房屋的抗侧塌能力，效果是显著的。上世纪70年代，罗马尼亚等国亦研究了这种结构体系。之后，我国进行了大量的试验研究与理论分析[2]，并将上述按构造配筋的混凝土小柱正式定名为钢筋混凝土构造柱。
对于这种结构的作用，早在上世纪80年代已取得一致的认识：构造柱-圈梁主要是对砖砌体起约束作用，使之有较高的变形能力，有利于抵御地震作用，防止墙体倒塌；墙体上设置的圈梁必须与构造柱连接，且构造柱应设置在震害较重、连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位；设置构造柱不是砌体结构房屋超高、超层的措施，是适合我国国情且是多层砌体房屋一 种有效的抗震结构体系。
2008年汶川大地震后，工程界对砌体结构在地震区的应用有较大争议，但经震后大量调査得到的基本经验是：凡按抗震设计规范设计的砌体房屋基本上没 有倒塌，充分肯定了构造柱-圈梁体系在抵御地震方面 的作用和防止倒塌方面的实际效果。
1我国配筋砌体结构的类型及最小配筋率
配筋砌体结构具有较高的承载力和延性，改善了无筋砌体结构的受力性能，扩大了砌体结构的应用范 围。就配筋率而言，许多学者认为配筋砌体构件的水 平及竖向的最小配筋率均不应小于0.07%，有的还提 出水平方向和竖向配筋率之和不应小于0.2%。
在我国，采用的配筋砌体结构主要用于受压、受剪 的墙和柱；用于受弯的梁和板较少，有配筋砌体 过梁、墙梁以及配筋砌块砌体连梁等。
2砌体结构的分类与定义
2.1基本分析与抗震设计建议
就无筋和配筋砌体结构而言，很难用一个统一的 最小配筋率来表述，如果仅依据是否配置有钢筋来划 分也不确切。文献指出，配筋砌体结构就是钢筋 与砌体共同受力的砌体结构，或指通过配筋使钢筋在 受力过程中强度达到流限的砌体结构，表明以配置 的钢筋是否参与受力来定义是合理、准确的。
即分为无筋砌体构件（无筋砌体墙、柱等）、配筋砌体构件（配筋砌体墙、柱等）。现行砌体规范和抗震规范，对配筋砌体构件大多 规定了静力和抗震承载力的计算公式，形成体系，应用 方便，但也存在二者不配套的情况。例如，带面层的组 合墙有静力受压承载力的计算方法，但无静力作用下的受剪承载力计算方法，且未给出抗震抗剪承载力的计算公式；带芯柱的砌块砌体组合墙，给出了抗震抗剪 承载力的计算公式，但缺静力抗压、抗剪承载力的计算 方法。对配筋砌体构件设计上的这些问题，建议作进 一•步研究，予以完善。
通过竖向和水平钢筋混凝土构件 约束砌体的结构，称为约束破I体结构。最为典型的是 在我国广为应用的钢筋混凝土构造柱-圈梁形成的砌 体结构体系，在抵抗水平作用时使墙体的极限水平位 移增大，从而提高墙体的延性，使墙体裂而不倒。应该 说，其受力性能介于无筋硇体结构和配筋砌体结构之 间，或者相对于配筋砌体结构而言，又是配筋加强较弱 的一种配筋砌体结构。这样，就使无筋砌体结构、约束 砌体结构和配筋砌体结构三者在内涵上形成了一个有 机的整体，例如，对于构造柱（或芯柱）-圈梁形成的约 束砌体墙，设计中只利用其约束作用，而不考虑构造柱（或芯柱）对承载力的提高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果按照提高墙体的抗压 或抗剪承载力要求设置加密的构造柱（或芯柱），则属 于配筋砌体构件。
是否还需要“约束配筋砌体”的称谓，按理，配筋砌体构件对砌体有约束作用，只不过随类型的不同其 约束效果不同。因此，这个称谓似无必要，也避免了在 概念上和应用上引起不必要的混乱和模糊。
在我国的建筑抗震设计中，对于多层砌体房屋，广泛采用了上述特殊形式的约束砌体结构体系。如今，对这种结构体系作进一步的界定和定位十分必要，即建议明确规定多层硇体房屋在抗震设计中，其抗侧力砌体构件应采用约束砌体墙或配筋砌体墙，这就表明 用于抗震的砌体构件，不能采用无筋砌体构件，也就从源头上理清了砌体结构能否用于抗震的争议；确定约束砌体构件的最低要求，以此为基准，随着构件的不同及抗震需要，逐步增加对约束砌体构件的规定，表明随 着进一步采取措施后，约束效果相继增强，确保其抗震 性能的发挥。
根据我国抗震规范的规定和历次地震的考验，可 将约束砌体构件的最低要求界定为：抗侧力墙体两端 应设置构造柱（对于砌块墙体应设置芯柱），每层墙顶 均设有钢筋混凝土圈梁，构造柱、芯柱和圈梁的截面、钢筋以及柱间距应符合抗震规范规定的最低要求。
2.2类型与定义
基于以上的分析，对砌体结构构件的分类和定义 如下：
（1）无筋砌体构件。由无筋或木配筋受力钢筋的 砌体制成的构件，包括无筋砖砌体构件和无筋砌块砌 体构件。
（2）配筋砌体构件。由配置受力的普通钢筋或钢筋网的砌体制成的构件，包括水平（或网状）配筋砖砌 体构件，砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的 组合砌体构件，砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙，混 凝土砌块砌体和钢筋混凝土芯柱组合墙，以及配筋混 凝土砌块砌体构件。
（3）约束砌体构件。设置符合抗震设计规范最低 要求的钢筋混凝土构造柱（或芯柱）和钢筋混凝土圈梁 的砌体构件。
3 结论
（1）以构件及钢筋是否受力来定义，并将砌体结构 构件划分为无筋砌体构件、配筋砌体构件和约束砌体 构件是合理的。
（2）有必要明确规定普通砖、多孔砖和混凝土砌块 砌体承重的多层砌体房屋，底部或底部两层框架-抗震 墙砌体房屋，其抗侧力墙体在抗震设计中应采用约束 砌体构件或配筋砌体构件，并对约束砌体构件的最低 要求提出了建议。
（3）为了进一步发展我国的配筋砌体结构的设计 与应用，有必要对现行结构设计规范中，一些配筋砌体 结构构件在静力和抗震设计计算上的不一致、不配套，作进一步的研究，并予以完善。
（4）根据国外的经验，在砌体结构中还有一类是预 应力砌体结构构件，至今我国对其研究不多，基本上未 应用（文中未将其纳人）。采用预应力对加强砌体结构 的整体性和提高抗裂能力有明显效果，值得作深入的 探讨与应用开发。
参考文献：
[1]杨玉成，杨柳，高云学，等.多层砖房的地震破坏和抗裂-抗倒 设计[M].北京：地震出版社，1981.
[2]周锡元.中国建筑结构抗震研究和实践六十年[J].建筑结构，2009，39（9）.
[3]JGJ13—82多层砖房设置钢筋混凝土构造柱抗震设计与施工规 程[S].北京：中国建筑工业出版社，1982.
[4]中国建筑科学研究院.建筑抗震设计规范GBJ11—89条文说明 [M]，沈阳：辽宁科学技术出版社，1990.
[5]GB50003—2010砲体结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出 版社，2002.
[6]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出 版社，2001.
论文作者:徐海波
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：砌体论文; 构件论文; 结构论文; 圈梁论文; 钢筋混凝土论文; 墙体论文; 承载力论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;