混凝土小型空心砌塊若干問題的探討

摘　要:作者對采用混凝土小型空心砌塊作為一種替代黏土磚的墻體材料,從其適用范圍到其抗震性能等方面進行了探討。

關(guān)鍵詞:混凝土;小型空心砌塊;墻體材料

　　混凝土小型空心砌塊作為一種替代黏土磚的良好墻體材料,它具有原料來源豐富,最大限度地取材、大工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點?；炷列⌒涂招钠鰤K具有節(jié)能和墻體材料改革的雙重意義,從而日益受到重視。

1 混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)體系的適用范圍

　　我國墻體材料量大面廣的各類多層建筑幾乎都以黏土磚為主。當然,這是由于多年的傳統(tǒng)習慣和生產(chǎn)水平?jīng)Q定的,以至長期以來建筑材料特別是承重材料沒有重大的改變。

　　混凝土小型空心砌塊在國外已沿用百年以上,不但在低層住宅多層辦公樓中采用,而且少數(shù)建筑到十多層乃至28 層中使用,但大量建造的還是多層住宅建筑。

　　十多年來,我國一些地區(qū)也建造了一批不同高度的混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)的住宅。作為試驗性的建筑,最高可達11 層。1982 年建設(shè)部頒布了《混凝土小型空心砌塊建筑設(shè)計與施工規(guī)程》,適用于七度和七度以下地震地區(qū)以及非地震區(qū)。

　　從而推動了我國混凝土小型空心砌塊的推廣和發(fā)展。1995 年又頒布修訂的《混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)范》,使用范圍擴大到8 度和8 度以下地震地區(qū)以及非地震區(qū)。層數(shù)對6、7、8 度地震區(qū)分別可建到8、7、6 層。這就為混凝土小型空心砌塊替代黏土磚承重墻體創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件,也為混凝土小型空心砌塊的大量發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　但是,利用混凝土小型空心砌塊承重,到底可以建到多少層? 利用這種材料建造多少層是最經(jīng)濟實惠的呢?

　　從一些國外的建筑防火規(guī)范到國內(nèi)的消防規(guī)范都規(guī)定了多層建筑的最大高度為九層。當然作出這樣的規(guī)定不是偶然的。因此,他們認為用足這一層數(shù)是最經(jīng)濟的住宅高度,混凝土小型空心砌塊有可能作為九層住宅的墻體材料。

　　我們知道,砌塊結(jié)構(gòu)可以分為配筋砌體、約束砌體和無筋砌體三類。按照目前的劃分,大致為配筋砌體的配筋率在0. 2 %以上;約束砌體的配筋率在0. 07 %～0. 2 %之間。對配筋率在0. 07 %以下的砌體可稱為無筋砌體。一般來說,對目前我國按抗震規(guī)范中砌體配置構(gòu)造柱、圈梁以及拉結(jié)筋等措施的施工砌體,可劃分為約束砌體的范疇。

　　混凝土小型空心砌塊墻體的配筋率變化幅度可以較大,它的適應(yīng)性較強。國外利用混凝土小型空心砌塊建造的從二、三層的別墅到28 層的旅館建筑就是最好的例子。

　　對混凝土小型空心砌塊的強度要求,應(yīng)當說隨著建造的高度和結(jié)構(gòu)布置而異。對于二、三層住宅類的建筑,當然不需要高的砌塊強度;即使對于目前我們規(guī)范規(guī)程上的最大高度,即6～8 層,MV10～MV20 也就足夠了。即使達到九層,同樣也能滿足強度要求。

　　由于各地的建筑設(shè)備和技術(shù)力量上的差異,在發(fā)展不同材料的結(jié)構(gòu)形式上肯定會有區(qū)別。對于建筑中高層住宅(12～20 層左右) ,在施工方式上一般不會選用承重混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu),而采用現(xiàn)澆大模剪力墻結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)。當然除了施工技術(shù)決定以外,還應(yīng)考慮到現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)良好的整體性和配筋的靈活性,從經(jīng)濟上也是合理的。

　　綜上所述,利用混凝土小型空心砌塊作為承重墻體材料,適宜于低層、多層建筑(含九層) 采用,對于少數(shù)試點性的中高層建筑也是適用的。但是,對于量大面廣的中高層住宅,即使是采用混凝土小型空心砌塊的配筋砌體結(jié)構(gòu),其經(jīng)濟性和技術(shù)的先進性也是值得探討的。

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2 混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)體系的抗震性能

　　我國是一個多地震國家,全國主要的大中城市和約為三分之二以上的國土面積處于六度和六度以上地震區(qū)。因此,各類結(jié)構(gòu)的抗震性能是不能忽視的。

　　混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)在我國地震區(qū)的震害經(jīng)驗不多。六十年代只在云南東川等地發(fā)現(xiàn)過混凝土小型空心砌塊建造的建筑,經(jīng)過地震震害較重。此后陸續(xù)興建的混凝土小型空心砌塊建筑,基本沒有經(jīng)受過強地震的考驗。

　　作者認為地震作用也是一種變形作用,混凝土小型空心砌塊結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,首先仍是概念設(shè)計和控制分析,基本原則仍是約束和調(diào)整。

　　混凝土小型空心砌塊填芯和圈梁設(shè)計的隨意性,使我們可以控制約束度。一幢房屋和一片墻體具有不同的約束度,也就具有以下不同程度的性能:

　　2. 1一片墻體的抗剪強度是由砌塊砌體、芯柱混凝土、鋼筋等三部分組成,可以隨著芯柱根據(jù)需要的設(shè)置量來增加,從而提高了墻體的抗剪能力。同時可以形成混凝土小型空心砌塊剪力墻,成為主要的側(cè)力構(gòu)件。

　　2. 2芯柱和混凝土小型空心砌塊砌體利用鋼筋網(wǎng)片連接成整體共同工作,既共同承擔豎向荷載,又和圈梁一起抗地震作用引起的整體彎矩,即通過芯柱承擔的拉、壓力來平衡。

　　2. 3縱墻與橫墻、墻與芯柱、芯柱與圈梁之間的連接加強,相互約束,有效避免外墻外閃,角部散落等震害情況。利用芯柱和圈梁,以樓梯間、突出屋面的小房等部位進行局部加強約束,避免了薄弱環(huán)節(jié),減少了剛度突變的影響,避免預(yù)應(yīng)力集中。有效的形成整體抗震能力。

　　盡管砌塊通過芯柱和圈梁的加強約束和提高延性,提高了抗震能力,但是單純“抗”、“防”并不合理,應(yīng)該同時注意減震,進行剛度調(diào)整,內(nèi)力調(diào)整。平面和豎向布置盡量簡單、規(guī)則。對體型由于功能要求而復(fù)雜的結(jié)構(gòu),合理設(shè)置抗震縫,用抗震縫分開單元,必須形成單元的整體剛度。

3對混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用的看法

　　隨著節(jié)能和墻體改革政策的逐步深入宣傳,廣大地區(qū)限制黏土磚的使用力度也在加強,這就推動了墻改的步伐,對推廣和應(yīng)用混凝土小型空心砌塊十分有利。

　　混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)本來并不復(fù)雜,作為墻體材料本身也沒有過多的要求,現(xiàn)在的黏土磚就是很好的例子。對混凝土小型空心砌塊作為承重墻體來說,最主要的一點就是強度。但是,就一般的混凝土小型空心砌塊強度也就僅在MV10～MV20 就足夠了。因此,無論從成型生產(chǎn),生產(chǎn)過程的工藝要求以及產(chǎn)品的質(zhì)量強度,似乎都沒有什么值得特別提出高、精、尖的地方。根據(jù)目前我國的工業(yè)化水平,生產(chǎn)制造這種初級產(chǎn)品的設(shè)備應(yīng)該是毫無問題的。

　　當然,借鑒國外的先進經(jīng)驗是改革開放的重要方面。因此,適當引進國外的先進生產(chǎn)設(shè)備,用以改進和提高我們的生產(chǎn)水平也是必要的。但是,一味追求國外設(shè)備所謂的先進性和自動化程度高,而忽視中國的特點恐怕也是不可取的。

　　我們所討論的混凝土小型空心砌塊主要用來做承重,而且主要作為多層住宅建筑的承重墻體材料。就此范圍,我們也還有很多問題值得研究,如混凝土小型空心砌塊墻體的開裂問題等。都還需要我們進一步的研究和完善, 從而為更大量的推廣和應(yīng)用創(chuàng)造可靠條件。