这次新的抗震规范对砌体结构的高度限制略有提高,如小砌块砌体房屋7度区,由原来的6层、18米增加到7层、21米;8度区由原来的5层增加到6层这个改进自然可喜。可总感觉意犹未尽。其实不少科研单位对配筋砌体盖高楼做了不少研究,国内许多地区也盖了不少砌体高层(>7层)的试点工程。现在开发商比较喜欢小高层,一般多用框架、剪力墙结构,造价较高。抗震规范对砌体房屋的高度限制,使得砌体用于小高层成了梦想。
为此我想到:
砌体结构究竟能否盖高层?有没有必要向高层发展呢?
欢迎大家讨论!
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砌体结构能否盖高层呢?要回答这个问题,我想至少要搞清高层和多层的主要区别:高层的水平力起主导控制作用,而多层以重力荷载起控制作用。所以要发展砌体高层建筑,首先要解决砌体结构的水平抗剪承载力的主要矛盾才有可能。因此,单纯依靠砌体结构好象很难达到大幅度提高抗剪强度的要求。那就如何组合其他结构的长处来帮助砌体结构达到这个目的就是很自然的想法了。采用配筋的方法改善砌体结构脆性破坏的性能增强其抗拉、抗剪的能力和增大其变形 能力是行之有效的途径。在在各种新的结构形式中,配筋砌块砌体剪力墙结构成为最有竞争力和发展前景的结构形式,在新的抗震规范(在附录中有)和新的砌体规范中都可以看出,该结构形式采取合适的构造措施后就可以满足高层建筑的要求。
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规范中在讲砌体结构时明确说明“本章适用于烧结普通混凝土,烧结多孔粘土砖,混凝土小型空心砌块等砌体承重构件的多层房屋”如果是对于用这些材料的砌结构而言,我认为不能建高层,由于这些材料抗剪,抗拉和抗弯承载力都很低,具有脆性性质,故抗震性能较差,在发生地震时很容易破坏和出现裂缝。满足不了设计所规定的承载能力要求和正常使用的要求,因此规范对这些结构的适用范围做了很明确的规定,比如说限制了它们的层数和高度以及房屋的最大高宽比。
当然如果采用了其他的材料改变了它的抗剪抗拉和抗弯弱的性质,只要你能计算下来满足承载力和正常使用的要求我想应该是可以建的。
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当然我还想对上面说的作进一步的补充。
砌体结构受到房屋总高度及层数的限制主要是因为砌提房屋的高度越大,层数越多,它的自重就要增大,相应的受到的地震作用也将增大由于它的脆性性质就容易发生破坏;
受到最大高宽比的限制,主要是因为随着高宽比增大,变形中弯曲效应增加,由此在墙体水平截面产生的弯曲应力也将增加,而砌体的抗拉强度较低,就很容易出现水平裂缝,发生明显的整体弯曲破坏。总之,限制房屋的最大高宽比的主要目的就是限制它的弯曲效应,保证房屋的稳定性。
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本图为配筋砌块砌体剪力墙结构
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传统的不配筋砖砌体结构并不能用于建筑高层建筑,主要原因在于其抗震性能差,不能满足抗震要求。但是配筋砌体结构体系则可以用于建筑高层建筑,配筋砌体结构始创于美国,美国在1931年新西兰那匹尔大地震和1933年加里福尼亚长滩大地震之后,开始研究和应用配筋砌体抗震结构体系,并建造了大量的多层和高层配筋砌体建筑,如1952年建造的26栋6-13层美退伍军人医院;1966年圣地亚哥建成的8层海纳雷旅馆(位于9度区)和洛杉矶19层的公寓;1990年5月在内华达州拉斯维加斯(7度区)建成的4栋28层配筋砌块旅馆(见图1-1)等。这些建筑大部分都成功的接受了强烈地震的考验,如1971年圣费南多大地震,1987、1989和1994年的洛杉矶大地震。另外1971年2月9日,美国洛杉矶发生6.6级地震,震源深度约13公里。在这次地震中,一般钢筋混凝土建筑都遭到破坏,而离震中30公里的13层加筋混凝土砌块旅馆建筑却无损坏。这些实例都显示出了配筋砌体建筑良好的抗震性能。
美国通过大量的模拟地震试验及对多次强震的实地考察研究,从60年代至今,不断补充和完善其建筑法规和技术规范,现在已形成和建立了的配筋砌体统一的设计规范,各种标准、规范和法规也不断深入发展。在其它一些国家如新西兰、加拿大、澳大利亚、德国、英国等都对配筋砌体建筑进行了大量的研究并颁布了相应的法规和规范,国际标准化组织ISO制定有《配筋砌体》标准。高强砌块和高强混凝土已经发明并可以建造更高层的配筋砌体建筑,如今配筋砌块砌体已成为与钢筋混凝土结构具有类似性能和应用范围的结构体系。
我国近年来随着对混凝土小砌块及其配筋砌体的进一步研究和推广,各省市都对在大跨度和中高层建筑中应用配筋砌体相当重视,并已经取得了一些阶段性的成果,例如广西科委10层住宅试验楼(1982年建成);广西建二公司11广西科委10层住宅试验楼(1982年建成);广西建二公司11层试验楼(1986年建成);辽宁省盘锦市国税局15层住宅楼(1997年建成);上海市园南小区四街坊18层住宅楼(1998年建成);上海市泾南新村新型墙体材料试点小区(7层,大开间结构体系)(1998年建成);辽宁抚顺18层住宅楼(共6栋)(在建);哈尔滨18层住宅楼(共2栋)。
理论和实践都表明配筋砌体结构完全可以建筑高层建筑,而且在我国发展潜力巨大。
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目前世界上采用配筋混凝土砌块结构已建成的最高建筑为美国于1990年建成的位于内华达州拉斯维加斯(7度区)的Excalibur旅馆(五星级宾馆,由四幢28层的高层配筋混凝土砌块结构的建筑物组成的建筑群)。其实,早在1978年,美国学者F.Whan认为,如采用高强砌块、高强砂浆和含钢量为1%的配筋灌孔砌体,建造60层的房屋是可能的。该研究很快将得以实现,目前美国已经设计好了一幢55层配筋混凝土砌块建筑,正待投入施工。不过,值得指出的是,瑞典的学者认为20层的高度是这种结构的经济界限,所以目前我国主要也是在中高层(10~18层)推广这种结构体系。
当今,高层建筑有几个发展趋势,首先,为加强抗扭刚度,抗侧力构件正从中心转向周边布置;同时为了防止结构的扭转破坏而把竖向构件与承重构件和而为一;使用的材料更轻质高强。高层配筋砌块砌体结构就具有这些优点。根据我国该结构体系几栋试点建筑建成后的经济指标分析表明,与同规模的现浇钢筋混凝土结构相比较,它使建筑物重量减轻22%~40%,减轻了房屋的地震反应;它缩短房屋建设周期25%~40%,降低了建筑物每平方米单位造价10%~25%,钢材水泥木材减少30~50%,所以在一般中高层住宅这类房屋中,投资方可以取得较大的经济效益。因此,配筋砌块砌体结构在我国的发展空间很大.由于其诸多优点,使得这种结构不仅在民用建筑上,而且在军工建筑上都有广阔的运用前景。
近10年来,我国砌块建筑的年递增率都在20%左右,尤以大中城市推广迅速。以上海市砌块建筑为例,1994年约50万平方米,1995年100万平方米,1996年150万平方米。到1999年第一季度就已完成建筑450万平方米。可以预计,随着最新的《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)颁布实施后,砌块建筑包括普通砌块建筑和配筋砌块建筑)将逐步成为我国建筑结构的一种主要的结构形式。
在当今欧美国家,多高层配筋砌块砌体结构在住宅、公寓、学生宿舍、旅馆被广泛应用,在许多办公楼和医院建筑中也采用高层配筋砌块砌体结构。在我国,目前主要是在高层住宅中使用,相信随着工程人员对这种结构体系的深入了解,这种结构将会出现在其它功能建筑中.由于配筋砌块砌体剪力墙具有良好的抗震性能以及相对于现浇混凝土剪力墙良好的技术经济指标,随着我国施工技术人员对砌块建筑的施工程序的进一步熟悉,在不久的时间内,它将会逐步得到广泛地运用。
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首先肯定地回答,当然能了。
不过要用配筋砌块砌体。规范10.1.2规定,6度时,能盖54m,7度时,45m,8度时,30m。都是高层。
国外研究、工程实践和震害表明,配筋砌块剪力墙结构具有强度高、延性好、抗震性能好的特点。
其受力性能和现浇混凝土剪力墙结构相似。