砖砌体与钢筋混凝土组合墙构造

1.组合墙受力性能

砖混结构墙体设计中，当砖砌体墙的竖向受压承载力不满足而墙体厚度又受到限制时，在墙体中设置一定数量的钢筋混凝土构造柱形成砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙，如图5.64所示。这种墙体在竖向压力作用下，由于构造柱和砖砌体墙的刚度不同，以及内力重分布的结果，构造柱分担较多墙体上的荷载；并且构造柱和圈梁形成的“构造框架”，约束了砖砌体的横向和纵向变形，不但使墙的开裂荷载和极限承载力提高，而且加强了墙体的整体性，提高了墙体的延性，增强了墙体抵抗侧向地震作用的能力。

图5.64　钢筋混凝土构造柱组合墙

组合墙从加载到破坏经历3个阶段。第一阶段：当竖向荷载小于极限荷载40%时，组合墙的受力处于弹性阶段，墙体竖向压应力分布不均匀，上部截面应力大，下部截面应力小；两构造柱之间中部砌体应力大，两端砌体的应力小。第二阶段：继续增加竖向荷载，在上部圈梁与构造柱连接的附近及构造柱之间中部砌体出现竖向裂缝，上部圈梁在跨中处产生自下而上的竖向裂缝；当竖向荷载约为极限荷载70%时，裂缝发展缓慢，裂缝走向大多数指向构造柱柱脚，中部构造柱为均匀受压，边构造柱为小偏心受压。第三阶段：随着竖向荷载的进一步增加，墙体内裂缝进一步扩展和增多，裂缝开始贯通，最终穿过构造柱的柱脚，构造柱内钢筋压屈，混凝土被压碎剥落，同时两构造柱之间中部的砌体产生受压破坏，如图5.65所示。

图5.65　组合墙的受压破坏形态

试验中未出现构造柱与砌体交接处竖向开裂或脱离现象。试验结果表明，在使用阶段，构造柱和砖墙体具有良好的整体工作性能。

2.组合墙的受压承载力验算

设置构造柱砖墙与组合砖砌体构件有类似之处，试验研究表明，可采用组合砖砌体轴心受压构件承载力的计算公式，但引入强度系数以反映前者与后者的差别。《砌体结构规范》给出的轴心受压砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙（图5.66）承载力计算公式如下：

式中　φcom——组合砖墙的稳定系数，可按表5.26采用；

　　　η——强度系数，当l/bc小于4时，取l/bc等于4；

　　　l——沿墙长方向构造柱的间距（mm）；

　　　bc——沿墙长方向构造柱的宽度（mm）；

　　　A——扣除孔洞和构造柱的砖砌体截面面积（mm2）；

　　　Ac——构造柱的截面面积（mm2）。

图5.66　砖砌体和构造柱组合墙截面

砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙，平面外的偏心受压承载力，可按偏心受压配筋砌体确定构造柱纵向钢筋，但截面宽度应改为构造柱间距l；大偏心受压时，可不计受压区构造柱混凝土和钢筋的作用。

3.组合墙的构造要求

砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的构造应符合下列规定：

（1）砂浆的强应等级不应低于M5，构造柱的混凝土强度等级不宜低于C20。

（2）构造柱的截面尺寸不宜小于240mm×240mm，其厚度不应小于墙厚，边柱、角柱的截面宽度宜适当加大；柱内竖向受力钢筋，对于中柱，钢筋数量不宜少于4根，直径不宜小于12mm；对于边柱、角柱，钢筋数量不宜少于4根，直径不宜小于14mm。构造柱的竖向受力钢筋的直径也不宜大于16mm；其箍筋一般部位宜采用直径6mm、间距200mm；楼层上下500mm范围内宜采用直径6mm、间距100mm；构造柱的竖向受力钢筋应在基础梁和楼层梁中锚固，并符合受拉钢筋的锚固要求。

（3）组合砖墙砌体结构房屋应在纵横墙交界处、墙端部和较大洞口的洞边设置构造柱，其间距不宜大于4m；各层洞口宜设置相应位置，并宜上下对齐。

（4）组合砖墙砌体结构房屋应在基础顶面、有组合墙的楼层处设现浇钢筋混凝土圈梁；圈梁的截面高度不宜小于240mm，纵向钢筋数量不宜少于4根，直径不宜小于12mm；纵向钢筋伸入构造柱内，并应符合受拉钢筋的锚固要求；梁的箍筋直径宜采用6mm，间距200mm。(www.xing528.com)

（5）砖砌体与构造柱的连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2根直径6mm的拉结钢筋，且每边伸入墙内不宜小于600mm。

（6）构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地坪下500mm，或与埋深小于500mm的基础梁相连。

（7）组合砖墙的施工顺序应为先砌墙后浇混凝土构造柱。

【例5.17】　某承重横墙如图5.67所示，采用砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙形式，采用MU10烧结普通砖和M7.5混合砂浆砌筑。计算高度H＝3.6m，墙体承受轴心压力设计值N＝500kN/m。构造柱截面为240mm×240mm，间距为1.2m，柱内配有纵筋4φ12，混凝土强度等级为C20，横墙厚为240mm。试验算此横墙承载力。

图5.67　例5.17图

【解】　在一个构造柱两边各取1/2间距墙体作为研究对象。

（1）求面积、配筋率、高厚比。

构造柱截面面积

Ac＝240×240＝57 600(mm2)

砖砌体截面面积

A＝240×(1 200-240)＝230 400(mm2)

钢筋面积

配筋率

高厚比

（2）求φcom。

查表5.26得组合砖墙稳定系数φcom＝0.77。

（3）求强度系数。

（4）承载力验算。

把上述值代入组合砖墙轴心受压承载力计算公式：

该横墙承载力满足要求。