时间：2022-03-08 22:00:36
1条文编写原则
鉴于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的编写原则是“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”，将不可避免地导致两本标准在有关施工过程的质量控制条文内容上的一些重复．对此，在编写时考虑了以下原则：1）标准不同适用范围原则：在编制《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203过程中，在“过程控制”的相应条文编写时，只针对为实现施工质量合格验收的某些重要施工环节作出基本要求；而对于《砌体结构工程施工规范》，则对施工全过程的质量控制作出较具体的规定．2）条文细化原则：由于现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203遵循“验评分离、强化验收、完善手段、过程控制”的编制原则，因此，与之配套使用的《砌体结构工程施工规范》的个别条文内容不可避免地要涉及规范GB50203中的“过程控制”的相应条文．对此，在编写《砌体结构工程施工规范》条文时，着重对砌体结构工程施工过程中的操作技术要求进行细化，作出详细规定，以区别于规范GB50203针对施工过程控制的原则要求．3）标准完整性原则：对《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203“过程控制”涉及的部分内容，在施工规范中不需要再细化时，考虑到其内容的重要性和标准编写的完整性，同时也是为了保证两本规范间的协调一致，对GB50203的相关条文进行了引用．
2关于湿拌砂浆、干混砂浆及专用砂浆使用时间的规定
砌体施工中的砂浆使用时间是特指砂浆的可操作时间，即砂浆从加水拌合后到仍能施工而不影响其性能的最长时间间隔，而非等同于砂浆的凝结时间．湿拌砂浆是由专业生产厂将加水拌合后的砂浆运到施工现场的成品砂浆．由于砌体施工速度较慢，为使砂浆在一定时间内能保持其可操作性，生产厂一般通过掺加不同种类添加剂及控制添加剂用量等方法调节砂浆的凝结时间，实际上也是调整了砂浆保持可操作性的使用时间，且通过试验保证所提供的砂浆在可操作时间内不会影响砂浆性能．因此对湿拌砂浆的使用时间应按厂房提供的说明确定．干混砂浆是专业厂家生产的除拌合水外的砂浆粉状混合物，在加水拌合后即可使用的砂浆．为了解干混砌筑砂浆使用时间与强度的关系，规范编制组对西安市3个不同生产厂家的干混砌筑砂浆进行了试验分析．试验所采用砂浆类型均为DMM5，分别放置0、2、4、6、8h后，适量加水使得砂浆稠度保持在约70mm，通过制作砂浆试块对其强度进行试验，结果表明，随着使用时间的延长，砂浆强度有所降低，其中不同厂家的砂浆在0～8h强度损失最小约12％，最大超过30％，因此，施工过程中对干混砂浆的使用时间应按厂方提供的说明书确定．专用砂浆中的外加剂种类、用量存在差异，其凝结时间也不同，因此，其使用时间应以厂方提供的说明书为准．
3关于现场搅拌砂浆使用时间3h、2h的规定
砌筑砂浆采用现场拌制时，随着使用时间的延长，砂浆的流动性降低，砂浆稠度变小，砂浆操作性变差，这时如果再加水拌合（重塑）后使用，会影响砂浆的强度．原国家标准《砖石工程施工及验收规范》GB203－83编制组曾进行了M5和M5水泥石灰砂浆、M5水泥粘土砂浆、M5微沫砂浆拌合后停放时间对强度影响的试验，试验砂浆的稠度为80mm左右，气温为20～30℃（室内实验室气温）．在试验过程中，砂浆稠度随停放时间的延续而减小，为模拟施工状态，对稠度减小的砂浆再加水拌合，使砂浆稠度与初拌时基本相同．试验结果表明：在一般气候状况下，水泥砂浆和水泥混合砂浆在3h和4h使用完，砂浆强度降低一般不超过20％，虽然对砌体强度有所影响，但降低幅度在10％以内，又因大部分砂浆在之前使用完毕，故对整个砌体的影响仅局限于很小的范围．另外，砌体强度除与砌筑砂浆相关外，还与瓦工的操作方法及精心施工程度密切相关，在施工中加强现场质量控制和监督检查，完全可以保证砌体的砌筑质量．当气温较高时，水泥凝结加速，砂浆拌制后的使用时间应予缩短．同时，近年来设计中对砌筑砂浆强度普遍提高，水泥用量增加，因此对现场拌制的水泥砂浆和水泥混合砂浆统一按水泥砂浆的使用时间进行了规定，即“现场搅拌的砂浆应随拌随用，拌制的砂浆应在3h内使用完毕，当施工期间最高气温超过30℃时，应在2h内使用完毕．”该规定不仅对施工质量有利，同时便于现场施工时的控制和管理．
4施工质量控制等级施工前的评审及施工中的检查规定
砌体的施工主要由手工操作完成，质量受到许多人为因素的制约和影响，为保证砌体工程的施工质量，现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203已参照有关国际标准，按施工现场质量管理水平、砂浆强度试验及搅拌、砌筑工人技术熟练程度等因素对施工质量控制等级进行了分级规定．为了保证施工过程中的质量控制等级满足设计要求，在国家标准《砌体结构工程施工规范》中，一方面要求施工前对承建工程的施工队伍进行施工质量控制等级审查、认定，同时在施工过程中对现场质量管理、砂浆与混凝土强度、砂浆拌合、砌筑工人技术等级等四要素要求适时检查监管．当发现施工质量控制等级的有关要素变化将引起施工质量控制等级下降时，应立即停工整顿，采取有效措施，使之回复到要求状态，再进行正常施工．为便于施工质量控制等级的审查、认定和检查，规范附录中提供了相应的表格．
5块材浇水湿润程度
改用相对含水率的规定试验研究和工程实践证明，砌体施工时砌块的湿润程度对砌体的施工质量影响较大：例如采用干砖砌筑不仅不利于砂浆强度的正常增长，大大降低砌体的抗压和抗剪强度，影响砌体的整体性，而且砌筑困难；相反，采用吸水饱和的砖砌筑时，会使刚砌的砌体稳定性差，且易出现墙体平面外弯曲、砂浆易流淌、灰缝厚度不均、砌体抗剪强度降低．关于砖含水率对砌体抗压强度的影响，湖南大学曾通过试验研究得出两者之间的相关性，即砌体的抗压强度随砖含水率的增加而提高，反之亦然．根据砌体抗压强度影响系数公式得到，含水率为零的烧结粘土砖的砌体抗压强度仅为含水率为15％砖的砌体抗压强度的77％．关于砖含水率对砌体抗剪强度的影响，国内外许多学者都进行过这方面的研究，试验资料较多，但结论并不完全相同．可以认为，各国（地）砖的性质不同，是试验结论不一致的主要原因．一般来说，砖砌体抗剪强度随着砖的湿润程度增加而提高，但是如果砖浇得过湿，砖表面的水膜将影响砖和砂浆间的粘结，对抗剪强度不利．美国Robert等在专著中指出：砖的初始吸水速率是影响砌体抗剪强度的重要因素，并指出，初始吸水速率大的砖，必须在使用前预湿水，使其达到较佳范围时方能砌筑．前苏联学者认为，粘土砖的含水率对砌体粘结强度的影响还与砂浆的种类及砂浆稠度有关，砖含水率在一定范围时，砌体的抗剪强度得以提高．近年来，长沙理工大学等单位通过试验获取的数据和收集的国内诸多学者研究成果撰写的研究论文指出，非烧结砖的上墙含水率对砌体抗剪强度影响，存在着最佳相对含水率，其范围是43％～55％，并从试检结果看出，蒸压粉煤灰砖在绝干状态和吸水饱和状态时，抗剪强度均大大降低，约为最佳相对含水率的30％～40％．由于各类砌筑用块材的吸水特性，如吸水率大小、吸水和失水速度快慢等的差异（有时存在十分明显的差异，例如从资料收集中得到，我国各地生产的烧结普通粘土砖的吸水率变化范围为13．2％～21．4％），以及环境温度、湿度的不同，块材砌筑时适宜的含水率也应有所不同．因此，需要在砌筑前对块材预湿的程度采用含水率控制是不适宜的．为了便于在施工中对适宜含水率有更清晰的了解和控制，块体砌筑时的适宜含水率宜采用相对含水率规定．根据国内外学者的试验研究成果和施工实践经验，以及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的相关规定，本次规范制定中，按照块体吸水、失水速度快慢，对烧结类、非烧结类块体的预湿程度采用相对含水率控制，并对适宜相对含水率范围分别作出了规定．
6后置拉结筋的施工质量检查的规定
近年来，对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋，施工中常采用后植筋，这种施工方法虽然方便，但常常因锚固胶或灌浆料质量问题，钻孔、清孔、注胶或灌浆操作不规范，使钢筋锚固不牢，导致作用在植筋上的拉力不能有效通过化学粘结剂向混凝土中传递，起不到应有的拉结作用．因此，在本次规范制定中编制组从确保工程质量考虑，增加了后置拉结筋施工工序规定及对后置拉结钢筋进行现场非破坏性检验的规定．为了保证抽样检测结果具有代表性，对填充墙与承重墙、柱、梁、板之间的拉结钢筋现场实体检测的抽检数量，参照了现行国家标准《建筑结构检测技术标准》GB／T50344对建筑结构抽样检测的最小样本容量规定，即实际检测时抽检的样本容量不应少于最小样本容量的限定量．检验结果应符合设计及现行国家标准《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203的有关规定．
二关于节能减排政策的贯彻
为了贯彻节能减排的方针政策，《规范》在编制中主要从以下方面进行了体现：1）在材料方面，积极推广节能环保材料（如烧结类空心砖和空心砌块、蒸压加气混凝土砌块、轻集料混凝土小型空心砌块及人工砂、山砂、海砂等）和工厂化预拌砂浆在砌体结构工程中的应用，并在《规范》中对新型材料的性能和使用要求作出了相应的规定．2）《规范》中专门纳入了环保章节，特别对施工过程中可能会对环境造成污染和危害的方面做出了明确规定．3）对复合夹心墙的施工要求作出了相应规定，有利于砌体房屋在节能减排领域的推广应用．
三标准的先进性
1）预拌砂浆、专用砂浆以及新型块材的推广应用，不仅符合节能环保、发展绿色建筑的理念，也有利于建筑施工技术的工业化发展．2）针对不同种类块材吸水率差别较大的状况，对块材浇筑前浇水湿润程度要求采用了相对含水率的控制方法．3）强化施工前及施工过程中对砌体施工质量控制等级的认定及检查、整改，并编制了专用表格．4）对夹心复合墙的砌筑技术要求提出了规定．5）按照经修订的现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003－2011中填充墙连接方式的要求，对填充墙与主体结构之间的连接进行了规定，并提出了填充墙砌体后置拉结钢筋的植筋工艺及实体检测要求．6）注重环保和安全施工．
四结语
1.1通病问题结构设计人员对围墙选用图集相关内容不复核。
1.2分析围墙选用图集总说明要求：应对图集相关内容进行复核后选用，并按相应规范执行。该图集所注明的适用范围：适用于抗震设防烈度小于或等于8度的地区；仅适用于一类、二a类、二b类环境，且基本风压小于等于0.45kN/m2的地区，其他环境及地区应按国家相关规范要求采取相应构造措施及进行受力验算[1]。该图集设计说明主要内容：一般砌块围墙每15m设一道伸缩缝；基础应落在老土上；地面以下的墙体及基础部分首选混凝土及实心砌体；设计人员应根据工程所在地的环境及地质情况对本图集各部分所提供的材料标号及强度复核后选用。本工程地面粗糙度A类，基本风压0.85kN/m2，大于图集适用的基本风压0.45kN/m2。实体砌块围墙为砌体结构，应进行承载力验算，结构设计人员不验算。另外,因图集未注明地面以上该围墙适用的砌体和砂浆强度等级，结构设计人员随意定的围墙砌体和砂浆强度等级较低。以上设计失误均可导致围墙砌体结构不满足承载力要求。
1.3防治建议首先对围墙选用图集相关内容进行复核，就砌体围墙的砌体和砂浆强度等级做出选用。其次当对围墙相关内容结构复核不满足时，应就砌体厚度、砌体种类、壁柱间距、柱子截面尺寸、柱子种类———芯柱或混凝土柱等进行调整选择和计算，以满足结构构件承载力等要求。
2围墙砌体结构承载力计算
2.1对选用图集围墙砌体结构进行承载力复核按基本风压0.85kN/m2，地面粗糙度A类，对选用图集围墙砌体结构复核。本工程2m高、200mm厚混凝土小型空心砌块围墙考虑水平风载作用为受弯构件，对砌体结构受弯构件应进行受弯承载力和受剪承载力计算。壁柱间围墙按2m×3.6m双向受弯构件计算弯矩，围墙四周支承条件：底与基础固接；左右侧与壁柱简支；顶端自由。按荷载规范[2]，风荷载）：Wk=μsμzW0=1.3×0.87×0.85=0.96kN/m2200mm厚混凝土小型空心砌块重度11.8kN/m32m高墙重加双面粉刷总重标准值Nk=(11.8×0.2+20×0.02×2)×2=6.3kN•m经计算围墙底弯矩标准值Mk=1.03kN•m/m弯矩设计值M=1.4×1.03=1.44kN•m/m围墙底剪力标准值Vk=0.96×2=1.92kN/m剪力设计值V=1.4×1.92=2.69kN/m当采用砂浆强度等级M10时：沿通缝破坏时砌体的弯曲抗拉强度设计值ftm=0.08MPa砌体的抗剪强度设计值fv=0.09MPa按砌体规范[3]：砌体受弯构件的承载力，应满足M≤ftmW砌体受弯构件的受剪承载力，应满足V≤fvbz当截面为矩形时取内力臂z=2h/3现ftmW=0.08×1000×2002/6=533333N•mm=0.533kN•m<M=1.44kN•m，不满足fvbz=fv2bh/3=0.09×2×1000×200/3=12000N=12kN>V=2.69kN，满足经计算本例2m高围墙选用200mm厚混凝土小型空心砌块受弯构件承载力不满足。
2.2重新选择围墙砌体种类及截面后砌体结构进行承载力计算2m高围墙重新选择砌体为240mm厚混凝土多孔砖，壁柱间距仍为3.6m，壁柱采用钢筋混凝土柱400mm×400mm，地面以下的墙体选用钢筋混凝土。经结构计算后选用的围墙平面如图3所示。经计算调整后的2m高围墙选用240mm厚混凝土多孔砖受弯构件承载力满足。钢筋混凝土壁柱配筋应满足水平受力的要求及相应构造措施。
3围墙结构基础设计通病与防治
3.1选用图集围墙基础选用图集围墙基础为墙下钢筋混凝土条形基础。
3.2设计人员原设计围墙基础———通病结构设计人员原设计围墙基础，采用天然地基。地面以下的墙体为实心砌体，围墙壁柱下设独立基础，砌体墙下设基础梁250mm×350mm,仅考虑墙自重作用下基础梁受弯，未考虑围墙在水平风载作用下墙底弯矩和剪力。基础梁底与独立基础底标高相同。原设计围墙基础平面如图4所示。为使基底达基础持力层，埋深1.4m较深，可导致围墙砌体结构计算高度加大。相应墙底水平荷载作用下弯矩加大。
3.3修改后的围墙基础———防治修改后的围墙基础考虑围墙在水平风载作用下墙底弯矩和剪力，采用墙下钢筋混凝土条形基础，基础尽量浅埋，埋深0.7m。基底未达持力层，则向下挖至持力层，然后用砂石或其他材料，分层夯实回填至基础底面。修改后围墙基础平面如图5所示。砌体结构基础设计，一般采用墙下条形基础，并需考虑水平荷载作用下产生的弯矩和剪力。另外，基础设计忽略基础顶面剪力，会造成基础底面由剪力引起的弯矩缺失，可导致基础设计尺寸及配筋偏小。对天然地基，在满足地基稳定和变形要求前提下，尽量浅埋。若基底部分未达持力层，可用砂石等材料分层夯实回填至基础底面。
4围墙结构设计其他注意点
结构设计人员在砌体围墙设计时必须注意以下几点。1）围墙地面以下砌体和砂浆强度等级选用，要根据环境类别和潮湿程度而定。2）当围墙用于单体场地时，围墙长度较长，建筑未设伸缩缝，结构可根据图集要求设伸缩缝，并与建筑沟通。3）当采用实体砌块围墙时，受压构件需验算：按内力设计值计算的轴向力的偏心距e不应超过0.6y,y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。4）当采用实体砌块围墙时，必要时需抗震计算。水平地震作用采用底部剪力法计算，并进行墙体截面抗震承载力验算。5）当采用实体砌块围墙时，用于单体场地，如露天堆场，围墙结构计算需考虑场地堆载影响。当围墙场地地坪内外有较大高差时，还需考虑高差部分的土体压力，并稳定验算。6）可采取的抗震构造措施：图集中的实体砌块围墙设壁柱但未设墙顶圈梁。如需抗震设防，建议墙顶设圈梁。圈梁可限制墙体在平面外的变形，由于水平地震作用一般倒三角形分布，顶部受力和侧移均较大，所以顶部设圈梁效果更好。此外，墙顶圈梁与墙间壁柱，整体连接可形成约束框架作用。
5结语
关键词：我国 砌体结构 发展
中国是砌体结构使用的大国，历史上闻名遐迩的万里长城，它是两千多万年前用建造的砌体工程，是世界上最伟大的砌体结构工程之一；在春秋战国时期就已经开始兴修水利，李冰父子修建的都江堰在今天仍然起灌溉的作用；1400年前用料石修建的赵县赵州桥，是世界上现存的敞肩式的拱桥。该桥梁已被选入世界第十二个土木工程里程碑。这些都是先人留给我们的，也对弘扬中国文化遗产起到积极作用。建国后我国在砌体结构方面有了很大的发展，下面进行这方面的介绍：
1. 我国砌体结构发展现状
1949年建国以来，砌体结构得到了飞速的发展。近些年我国砖的年产量达到了世界其他各国年产量的总和，百分之九十以上的墙体都采用砌体作为材料。我国已经从过去的用砖石建造底层的民房，发展到现在的建造大量的多层住宅等民用建筑以及中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房、影剧院、食堂等等建筑。上世纪六十年代以来。.我国的小型空心砌块以及多孔砖的生产和应用有很大的发展，近些年来砌块与砌块建筑的年增量都在百分之二十左右，在上世纪六十年代末我国已经提出了墙体材料需要革新，九十年代末至今我国墙体材料的革新已经迈入了第三个阶段。2000年我国的新型墙体材料应用占墙体材料总用量的百分之二十八，超过“十五”计划百分之二十的目标。新型墙体材料的应用达到了2100亿块标准砖，新型墙体材料总建筑面积在3.3亿平方米。上世纪九十年代以来，在吸收以及消化国外配筋砌体结构发展的成果基础上，建立了具有色的钢筋混凝土砌块的砌体剪力墙结构体系，大大地发展了砌体结构在高层房屋和在抗震设防地区的应用。还有上世纪六十年代初至今。在有关部门的组织下在，全中国范围内对砌体结构作了比较系统的试验研究以及比较深入的理论探讨，总结出了一套具有中国特色的、较为先进的砌体结构的理论计算方法以及应用经验[1]。
2. 砌体结构发展趋势
随着新型砌体结构材料和新的结构形式的出现，砌体结构的设计理论和方法不断促进砌体结构的向前发展。根据世界各国的砌体应用情况，我国砌体结构正向适应社会需求的方向发展，发展现代砌体已经成为了摆在我们面前的重要任务。其特点如下：
(1)发展和推广应用砌体结构的新材料。为适应节能、环保的要求，要限制黏土砖的应用，而改为大力发展新型砌体材料，充分把工业废料和地方性材料利用起来，发展节能的砌体结构。加大限制高能耗的、高资源消耗的、高污染的低效益的产品的生产力度。大力发展蒸压灰砂废渣砌体材料制品，包括粉煤灰加气混凝土墙板、粉煤灰砖、炉渣砖及空心砌块、钢渣砖等。
(2)发展轻质高强多功能的砌块和高性能的砂浆，进一步研究轻质高强低能耗的砌块，使砌块向薄壁、大块发展、高强、薄壁和大尺寸是今后砌块的发展方向，可以减轻自重，节约运输的费用，减少灰缝，就可以节省劳力，并且可以提高承载力；利用页岩生产多孔砖，大力发展废渣轻型的墙板、蒸压纤维的水泥板，提高自重轻、防火、施工安装方便GRC板；大力推广复合墙板。目前，国内外还没有不仅能够满足建筑节能保温隔热，又能够满足外墙防水和强度的技术要求的单一的材料。
(3)采用新技术、新结构体系。配筋砌体和预应力砌体都是砌体结构的发展方向。向砌块孔洞内灌注混凝土，使它成为钢筋混凝土和砌块的组合砌体，可以用于多高层房屋，可以减轻自重，提高砌体的强度以及抗震性能。根据我国对粘土砖的限制政策，可就地取材、因地宜，在粘土较多的地区，如西北高原，发展高强粘土制品、高空隙率的保温砖和外墙砖、块材等在粘土少的地区发展高强砼砌块、承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时，研制高强等级的砌筑砂浆。目前的砂浆强度等级最高为M15。当与高强块材匹配时需开发大于M15的高性能砂浆。
(4)新设计方法。研究人员更加深入地研究砌体结构的本构关系、破坏的机理和受力的性能，研究砌体结构的整体工作性能，多高层计算理论以及方法，通过物理和数学模式，建立精确并且完整的砌体结构理论，使砌体结构的计算方法以及设计理论更趋于完善。
例如北京某学生公寓，外墙采用240厚页岩煤矸石多孔砖，内墙采用150厚陶粒空心砌块。楼、地、屋面采用钢筋混凝土现浇板，条形基础，基础顶标高－1.000m。墙体采用页岩煤矸石多孔砖，内墙、厨、厕及阳台处隔墙为200厚，其余墙体厚度均为240。砖块强度采用MU15，±0.000以下采用M7.5混合砂浆。±0.000以上采用M5混合砂浆。
3. 结语
发展砌体结构的建筑材料一定要以当地资源为基础。在发展砌体砌块的同时，应该充分利用当地资源制造砌块。更重要的是，为了坚持可持续发展的工作方针，保护环境，还应充分利用工业废料，如当地有粉煤灰、炉渣、矿渣等废料，就应该充分利用起来。目前砌块形式比较单调，功能仅仅停留在墙用砌块的范畴，只有几种规格。砌体结构建筑的发展是集材料、热工、结构、建筑、施工等等多方面的系统工程，从单一角度考虑，难免会带有片面性，一定要树立总体的观念，才能建出可靠、实用、耐久的房子。
参考文献：
[1]施楚贤．砌体结构理论与设计[M]．北京：中国建筑工业出版社.1992．
[2]腾志明等．砼结构及砌体结构[M]．北京：北京中央广播电视大学出版社，1995．
关键词：高职；砌体结构；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）11-0021-02
一、“砌体结构”课程的特点
（一）应用广泛
砌体结构应用历史悠久，目前仍为重要的结构形式之一。砌体结构具有取材便利、热工性能较好、造价低廉、施工便利等优点，这使砌体结构得到广泛应用，虽然因为其自重大、破坏耕地的缺点使之在大中型城市的应用受到了限制，但是新型绿色环保块材的开发使得砌体结构生机盎然，发展前景广阔[1]。
（二）理论综合性强
砌体结构一般由砌体材料砌筑而成的承重墙体和采用钢筋混凝土材料建造的屋盖、楼盖组成，也被称为混合结构。完整的砌体结构设计包括竖向承重构件（墙、柱和基础）和水平受力构件（板、梁、楼梯、阳台、雨篷等）设计，各构件之间相互作用形成一套完整的承重体系。砌体结构设计涉及钢筋混凝土结构、建筑抗震设计、结构力学、土力学及地基基础等众多学科门类，综合性强，是土木工程专业建筑工程方向的主要专业课程之一[2]。
（三）学生就业以砌体结构工程为主
从近几年高职学生就业的情况来看，多数学生选择建筑“员”的工作，就业的单位多在二、三线城市，所面临的结构形式多为砌体结构。高职毕业生以其较好的操作技能和环境适应性得到二、三线城市建筑企业的青睐，发展前景较好。
（四）技能与理论培养不平衡
高等职业教育的目标是培养一批具有扎实的理论知识、熟练的职业技能的复合型高素质人才，但在实际培养过程中技能培养与理论培养不平衡。有的学校只重视技能的培养，认为学生能上岗作业、就业率高就达到了目标，并没有将足够的专业理论知识放在心上，其弊端是使学生只会简单地模仿劳动，遇到技术问题时他们无法从根本上解决。有的学校只注重理论知识的学习，学生修满学分、把他们送出校园就算功德圆满了，学生的实际操作技能培养不到位。高职学生相较于本科学生而言基础薄弱，如果技能培养不到位，动手能力不足，则其竞争力会降低，不利于高职学生未来的发展。
在砌体结构发展前景广阔，而高职学生就业后多是面对砌体结构的背景下，根据就业需求调整“砌体结构”的教学方法、教学内容对夯实学生的理论基础、培养学生的实际操作技能、增强学生的竞争力意义重大。
二、以就业需求为导向的“砌体结构”教改措施
以就业需求为导向即是围绕地方经济发展对人才的需求，主动适应社会，以企业对学生在砌体结构设计方面的知识、能力、素质要求为导向，努力把学生培养成能正确指导企业施工、解决施工突发问题的高素质技能型人才[3]。
以施工员的需求为例，结合与砌体结构密切相关的知识点，需要学生掌握的知识点有块材、砂浆的选择，圈梁、构造柱、条形基础的布置，过梁的选择，挑梁、墙梁的施工，女儿墙、窗台板的构造要求。砌体结构课程的主要讲授内容有材料的基本性能，构件的承载力，墙体的设计，过梁、圈梁、墙梁及挑梁设计，结构构造，抗震设计等六大部分[4]。比较就业需求和课程讲授要点可以看出，在施工中对构件、墙体的设计内容要求较低，但在实际教学过程中其比例却较大。考虑到复杂的计算理论使高职学生陷入困境，纵然下大力气进行讲解和练习，由于不能立马学以致用，会打击学生的信心，也违背了高职教育培养应用型人才的目标。
（一）夯实理论基础
考虑到高职学生的力学底子比较薄，对砌体结构中的相关公式的推导过程应从简介绍，而对基本概念的理解和计算公式的应用应重点对待。例如在对偏心受压计算公式N/φA≤f进行讲解时，首先介绍影响构件偏心受压承载力的两大因素偏心率e/h、长细比β，在学生了解这两个因素对偏心承载力的影响规律后，再介绍偏心距影响系数φ值。对于偏心距影响系数φ的计算公式的推导过程则可一带而过。对于利用偏心率e/h、长细比β来查表求偏心距影响系数φ值则应加强练习，使学生在已知偏心率和长细比的前提下，能快速、准确地通过内插法求得偏心距影响系数，从而验算构件在偏心受力的情况下是否满足要求。
要让学生了解砌体结构设计过程的影响因素及影响规律，但对于计算公式的具体推导过程不必苛求。对于学有余力的学生，教师应鼓励他们去探索，普通学生只需掌握基本的影响因素及其规律即可在今后的工作中正确分析所遇到的问题，从而给出相应对策。这是学生从事管理、指导施工工作的理论前提。学生如果没有扎实的理论基础，遇到问题时便无从下手。不能切实地解决实际问题，就算他们有再强的动手能力，那也只是普通劳工，而不是应用型技术人才。
（二）注重混凝土构件的布置及设计
砌体结构中墙体的承载力计算是设计人员的工作，高职毕业生大多数作为施工人员更多关注砌体结构中的混凝土构件如圈梁、构造柱、过梁、挑梁的设计原理、构造、施工方法。在墙体砌筑工作中，采用什么标号的砖、砂浆，墙砌多厚、多高，在设计图纸上一目了然，并且合格的砌墙工人也能轻松应对。相较于砌墙，圈梁、构造柱、过梁、挑梁等混凝土构件的施工则较复杂。
1.圈梁、构造柱。圈梁能有效保证砌体结构的整体性并降低地基不均匀导致沉降的影响，构造柱能显著改善砌体的抗震性能，但应如何设置是关键所在。此时可将圈梁、构造柱设置的原则逐条在实际工程中讲解，并对圈梁不连续、圈梁兼做过梁的特殊情况进行一一解析，这样利于学生理解课本上的大段文字。对构造柱的设置规定，还应提醒学生注意区别全国性规定和地方性规定。一般而言，地方性规定是在全国性规定的基础上结合地方实际情况制定的更为严格的规定，在实际操作过程中应严格遵守。不能因为图纸上没有遵守地方性规定而忽略地方性规定，而应保持严谨的态度，积极同设计单位沟通，从而保证结构安全。
2.过梁。过梁分为砖砌过梁和钢筋混凝土过梁两
类，但是在实际工程中多采用预制钢筋混凝土过梁，较少采用钢筋砖过梁。对于预制钢筋混凝土过梁，各个地方均已形成统一标准，直接在标准图集中选用即可。对于钢筋砖过梁在结构设计说明中会有明确说明。相较于课本上过梁的受弯、受剪，支座承压计算理论推导，给学生讲授如何从标准图集中选择合适的过梁更能吸引学生的注意力，也能取得较好的效果。
3.挑梁。首先要区分柔性挑梁和刚性挑梁，掌握挑梁的三种破坏状态（倾覆、局压、自身破坏），以此熟悉挑梁设计时抗倾覆、局压、自身强度三个要点。相较于设计方面的繁复计算，施工时只需注意以下几个要点：伸入长度满足要求，受力钢筋在上，注意马凳的摆放及施工过程中避免踩踏。强度达到100%方可拆模，且在拆模时要注意先支模的后拆模，后支模的先拆模。在拆模的同时要注意上方的抗倾覆荷载是否满足要求。此时可引入挑梁事故图片，说明挑梁正确施工的必要性和重要性。
在对混凝土构件进行布置和设计时，要引导学生把握各混凝土构件同砌体之间的关系。对砌体结构的整体性有所把握，才能正确理解设计意图，将结构施工图由图纸变成现实。
（三）结合施工过程与现场实物开展教学
传统的板书教学，可将授课过程中的重点知识在黑板上编织成网呈现在学生面前，利于学生掌握知识点间的相互联系，利于学生加深理解。通过这种直观对比，学生也会对各计算公式的异同点格外清晰，但是枯燥的公式罗列无法激起学生持续性的学习热情。这还需要通过结合施工过程和现场实物教学来激发学生兴趣，发挥学生自主学习的作用。
1.结合施工过程教学。以带构造柱墙体施工为例，先按高度分两次砌筑墙体并留好马牙槎，待墙体凝结硬化后，绑架钢筋支护模板然后浇筑混凝土构造柱，在混凝土初凝12小时后拆除模板并做养护。在这一过程中可以向学生抛出以下几个疑问：砌筑一片墙为什么要按高度分两次砌筑？为什么要留马牙槎而不直接齐高砌筑？两个构造柱之间的间距是多少，最大间距又是多少？在构造柱没有浇筑之前单片墙的高厚比能不能得到保证，如何确定能得到保证？这几个问题都是直接从施工过程中提出来的，来源于实际工程中的问题更能激起学生对知识的兴趣，提高学生学习的热情。从实践来看也使学生印象深刻，否则在实际工程中再次遇到这样的问题可就不只是脸红而已了。
2.结合现场实物教学。将结构实物照片通过演示文稿（PPT）向大家展示，虽然利于学生形成直观印象，省去了描述概念的时间。由于观察角度不同，学生此时是被动接受知识，部分学生无法准确理解教师的意图，部分学生热情不高。面对这种情况，让学生自己去实物现场观察、拍照，大家在课堂上再讨论，这样能使学生形成更直观的印象，并使他们在细节的把握上更准确，利于培养他们的观察、分析能力。
（四）注重过程考核
传统的一次期末考定胜负的模式已不再适应以就业需求为导向的课程教学要求。课程考核由过程考核和期末考核两部分组成，需要学生发挥能动性，在学习过程中加倍努力，才能取得好的成绩。这样能斩断那些平时混日子、临考抱佛脚的学生投机取巧的念想，最大限度地激发学生的学习热情。
高等职业教育以培养应用型人才为目标，在建筑技术专业更是强调学生的技能。但是光强调技能有所偏颇，需要学生在具备熟练技能的基础上，利用所学理论知识分析问题、解决问题，才能更符合建筑企业的利益，同时也能提高高职毕业生的竞争力，利于学生发展。本文结合高职毕业生的工作情况，梳理了工作中遇到的一些具体问题，在日常教学中尽量融入这些问题，使学生在一定理论基础上学以致用，引导学生注意观察、积极思考，提高学生对未来工作的适应性。
参考文献：
[1]刘立新.砌体结构：第3版[M].武汉：武汉理工大学出 版社，2009：4-5.
[2]秦力，魏春明，肖琦.混凝土及砌体结构精品课程实践教 学环节的改革与实践[J].黑龙江教育：高教研究与评 估，2013，（1）.
关键词：砌体结构；结构师 Abstract: the mechanical components masonry structure in calculating the bearing capacity of the calculation of the house wall columns height and calculation diagram, and reinforced masonry strength adjustment coefficient, effectively support the girder ends pile length, girder ends the compressive strength of the masonry local improve coefficient value analysis of reasonable discussion. For related professional designers and architects test in a reference.
Keywords: masonry structure; Structure division
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
本人从事土建设计工作多年，对砌体结构的知识有较深入的了解，而且近几年又重点关注了结构工程考试题中的砌体结构部分的题目，感觉题目并不难，但不易得分，主要原因是应试人员对规范的理解深度不够，在具体计算时因《砌体结构设计规范》的规定较多，设计者往往考虑不够全面，对规范中的一些具体参数的取值存在疑惑，如文献［1］中提到的网状配筋砌体构件的强度值的调整系数，过梁梁端支承处局部承压的有效支承长度a。，受压构件中的计算高度H。，带壁柱的砌体局部抗压强度提高系数的上限值如何选用等问题。本文主要讨论砌体结构中的上述问题，供设计人员、应试人员参考。
一 房屋墙、柱的计算高度与计算简图
按规范第5.1.3条的规定，墙、柱受压构件的计算高度H。与房屋的类别和静力计算方案有关，它是由构件高度H乘以规范表5.1.3给定的系数得到的。以图一所示的某三层刚性方案房屋为例，其横墙的间距S＞2H，则取H。＝1.0H；但问题是如何确定构件高度H，规范规定构件高度“在房屋底层，为楼板到构件下端支点的距离”，“在房屋的其它层，为楼板或其它水平支点间的距离”，这其中是算至板顶还是楼板底，或者是算至楼面梁顶或楼面梁底，该条文规定有不明确之处。由于柱、墙的计算简图在楼、屋面处取为一个点，该点代表了从板顶至板底或者是梁顶至梁底的范围。除底层外的各层，墙柱的高度通常均取层高，从竖向荷载传递来看，楼板顶面以上承担上层传来的荷载，自楼板顶截面开始则作用为本层传来的荷载，因而这里所指的层高可理解为是自板顶到楼板顶的距离。对于底层墙，墙高自下端支点（如基础顶面）算到第一层楼顶是合适的，既未减小墙、柱的实际高度，也使其受压承载力偏于安全（比取自梁底、板底的高度要大一些）。砌体结构设计规范明确规定算至楼板的顶面。上例中房屋各层墙体的计算高度如图一（b）所示。
按规范第4.2.5条规定，图一（a）所示的房屋墙体，在竖向荷载作用下的计算简图应绘成每层为两端铰支承的竖向简支构件，如图一（b）。用连续构件表示则是不妥的，如图一（c）。
图一
二 配筋砖砌体构件的砌体强度调整系数规范第3.2.3条规定了砌体强度设计值的调整系数，当构件截面面积A＜0.3m2时,=0.7+A。但对于配筋砖砌体构件，A＜0.2时， =0.8+A，有关资料出现过几种算法。如：
（1） 范家骥主编的《砌体结构》（中国建筑工业出版社）提出的应用方法是：fn=f +2(1-2)fy/100
(2) 陆建堂主编的《全国一级注册结构工程师专业考试复习指南》（东南大学出版社）提出的应用方法是：
fn=
（3） 李传才主编的《一级注册结构工程师专业考试指南》（水电出版社）提出的方法是不考虑，即认为
fn=f +2(1-2)fy/100
正确的理解是仅对砌体的强度值f乘以调整系数。砌体结构规范中，对此作了明确规定。以轴心受压的网状配筋砖墙为例，显然应取fn= f+2fy/100，而取 fn=(f +2fy/100）则是错误的，同理，上述网状配筋砖墙，若还采用水泥砂浆砌筑，应取 =0.9(0.8+A)，即 fn=0.9(0.8+A)f+2fy/100。
三 梁端有效支承长度
梁端直接支承在砌体上时，规范第5.2.4条给出了梁端有效支承长度a。的二个计算公式，即a。= 38 、a0=10应该说这二个公式均是近似公式，第二个公式是更为简化的结果，因而按这二个公式算得的a。有一定的差异，甚至计算得出的梁支承处砌体的局压承载力是否满足要求，有可能出现两个相反的结果。为此，在考试计算时按要求使用公式计算，但现规范为了避免出现类似问题，明确了仅使用第二个公式。
在砖混结构或者混合结构的房屋中，常采用钢筋混凝土过梁，规范规定过梁按钢筋混凝土受弯构件计算，这是一种近似简便算法。实际上，在垂直荷载作用下，过梁具有墙梁拱的受力性能，因而规范规定，过梁梁端底面压应力图形的完整系数=1.0。同时由于过梁的跨度较小，过梁梁端搁置在墙体内的长度也较小，因此在计算钢筋混凝土过梁支承处砌体的局部受压承载力时，其有效支承长度a。可取过梁的实际支承长度。
四 梁端下带壁柱墙砌体局部抗压强度提高系数的限值
“带壁柱的砌体（见图二，斜线所示为局部受压面积）局部抗压强度提高系数的上限值如何选用，说法不一，在数值上有1.25，1.5，2.0，三种取法[2]这是值得讨论的。
图二 图三
规范制定Y的计算公式及其限值的主要背景资料是文件［3］，试验研究分为中心受压图三［a］，一般墙段边缘与中部均匀局部受压图三（b）和图三(c),墙端部及拐角处均匀局部受压图三（d）三类（图中斜线所示为局部受压面积）。根据实验研究结果： =1+ξ 其中：方形截面中心局部受压，ξ=0.708时；一般墙段边缘，中部局部受压，ξ=0.378；墙端部、角部局部受压，ξ=0.364。对于后二类，取 ξ=0.35。在砌体结构中，中心局部受压的情况相对来说较为少见，且为了简化计算将中心局部受压，也取为0.35.因而得规范公式：=1+0.35。砌体局部受压的试验表明，大多数试件是先裂后坏；但当面积比A。/A大于某限值时，会出现危险劈裂破坏形态，因而规范规定3限值。上述情况的限值，对于中心局部受压≤2.5，一般墙段边缘、中部局部受压≤2.0。考虑到墙端部局部受压和角部受压较为不利，为安全起见，分别规定≤1.25（端部）和≤1.5（角部）。
以上分析表明，在确定砌体局部抗压强度提高系数时，将图三（b）和图三（c） 的局部受压归为同一类，并且文献［3］中已明确指出，一般墙段中部和边缘局部受压，要求≤2.0。因而，对于图二所示墙体，虽带有壁柱，但整体上它是一个墙，仍属于墙段边缘局部受压，即图三（b）情况，因而不论图二中出现何种局部受压面积，其砌体局部抗压强度提高系数的上限值应取为2.0。
综上所述，对于设计人员、应试人员在计算局部受压计算时，要对规范的条文深入理解，应着力于从其概念上入手，对于那些不够明确或不易判断的问题，还应了解制定规范条文的来源，从较深层次上加以理解和分析，是十分重要的 。
参考文献
1、砌体结构设计规范编制组，砌体结构设计规范（GB50003-2010）.北京 中国建筑工业出版社，2010
2、施岚青，《一、二级注册结构工程师专业考试应试指南》。北京，中国建筑工业出版社，2009
3、唐岱新，砌体结构局部受压试验及计算方法，见：砌体结构研究论文集，湖南大学出版社，1989
关键词：砌体结构裂缝，原因分析，防止措施
建筑工程砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观，而且还造成房屋渗漏，甚至会影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性。由砖、石或各种砌块等块体通过砂浆铺缝砌筑而成的结构称为砌体结构。由于砌体结构的材料来源广泛，施工设备和施工工艺较简单，可以不用达到型机械，能较好地连续施工，还可以大量大节约木材、水泥和钢材，相对造价低廉，因而得到广泛应用。许多单层或多层建筑就是采用砖、石或砌块墙体的钢筋砼楼盖组成的混合结构体系。
但是由于砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能较差，并且由于设计、施工以及建筑材料等多方面原因引发的砌体结构的质量事故也较多，其中砌体出现的裂缝是非常普通的质量事故之一。砌体中出现的裂缝不仅影响建筑物的美观，而且还造成房屋渗漏，甚至影响到建筑物的结构强度、刚度、稳定性和耐久性。论文参考网。
引起砌体结构墙体裂缝的因数很多，大体上有地基的不均匀沉降，收缩和温度的变化，设计上对房屋的构造处理不当，施工质量不合格、使用的建筑材料不合格等。下面分别探讨砌体结构裂缝产生的原因及防治措施。
1.地基不均匀沉降引起的裂缝
1.1当地基发生不均匀沉降后，沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相位移，从而使砌体中产生附加的拉力或剪力，当这种附加内力超过砌体的强度时，砌体中便产生相对裂缝。这种裂缝一般都是斜向的，且多发生在门窗口上下.这种裂缝的特点是：
1.1.1裂缝一般呈倾斜状，说明系因砌体主拉应力过大而使墙体开裂；
1.1.2裂缝较多出现在纵墙上，较少出现在横墙上，说明纵墙的抗弯刚度相对较少；
1.1.3在房屋空间刚度被削弱的部位，裂缝比较集中；
1.2为防止地基不均匀沉降在墙体上产生的各种裂缝而采取的措施有；
1.2.1合理设置沉降缝将房屋划分成若干个刚度较好的单元，或将沉降不同的部分隔 一定距离，其间可设置能自由沉降的悬挑结构。
1.2.2合理地布置承重墙体，应尽量将纵墙拉通，尽量做到不转折或少转折。避免在中间或某些部位断开，使它能起到调整不均匀沉降的作用。同时每隔一定距离设置一道横墙，与内外纵墙连接，以加强房屋的空间刚度，进一步调整沿纵墙的 均匀沉降。
1.2.3加强上部结构的刚度和整体性，提高墙体的稳定性和整体刚度，减少建筑物端部的门、窗洞口，设置钢筋砼圈梁，尤其是要加强地圈梁的刚度。
1.2.4加强对地基的检测，发现有不良地基应及时妥善处理，然后才能进行地基施工。
1.2.5房屋体形应力求简单，横墙间距不宜过大。
1.2.6合理安排施工顺序，宜先施工荷载重单元，后施工荷载轻单元。
2.收缩和温度变化引起的裂缝
2.1热胀冷缩是绝大多数物体的基本物理性能，砌体也怒例外。由于屋盖系统温度 变化会使砖墙产生裂缝，由于温度变化不均匀使砌体因不均匀收缩产生裂缝，或由于钢筋砼圈梁与砖墙伸缩量不同也会产生裂缝。
2.1.1屋盖系统温度变化时使墙体产生的裂缝
这类型裂缝较典型和普通的是建筑物（特别是纵向较长的）顶层两端内外纵墙上的斜裂缝，其中形状呈“八”字或“X”型，且显对称性，但有时仅一端有轻微者仅在两端1～ 2个开间内出现，严重者会发展重房屋两端1/3纵长范围内，并由顶层向下几层发展。此类裂缝对那种刚性屋面的平屋顶，未设变形缝、隔热层的房物就更易发生。产生的直接原因是混凝土结构屋面的伸缩变形牵引其下砖砌体超过其材料抗拉强度的结果。一般来说，在阳光照射，屋面板温度可高达60-70度，而其下的砌体仅为30-35度，温差引起的砌体主拉应力大于砌体本身的抵抗力的50%-300%不等。在加上房屋两端为自由端，水平约束力小，上部砌体垂直压力较小。如无相应措施，则会使下部砌体出现正“八”字裂缝，当冷缩时，就会出现倒“八”字缝，一胀一缩则易出现“X”裂缝。
2.1.2由于温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩产生的裂缝
由于房屋过长，室内外温差过大，因钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异，有可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等薄弱部位发生断裂，形成内外贯通的周圈裂缝。另外。当房屋空间高大时，墙体因受弯在截面薄弱处（如窗间墙）会出现水平裂缝。
2.1.3由于钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同产生裂缝
当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时，由于钢筋混凝土和墙体材料收缩系数和线膨胀系数的不同，会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力，当这种附加应力过大会在墙体上产生局部竖向裂缝。
2.2 防止收缩和温度变化引起裂缝的主要措施有.
2.2.1在墙体中设置伸缩缝。将过长的房屋伸缩缝应设在温度和收缩变形可能引起应力集中，砌体产生裂缝可能性最大的地方。
2.2.2屋面设保温层。论文参考网。屋面的保温隔热层或刚性面层及砂浆找平层应设分隔缝，分隔缝的间距不宜大于6mm，并与女儿墙隔开，其宽度不小于30mm，屋面施工宜避开高温季节。
2.2.3楼（屋）面板下设置现浇板钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋。
2.2.4遇有较长的现浇屋面混凝土挑檐、圈梁时，可分段施工，预留伸缩缝，以避免砼伸缩的墙体的不良影响。
3. 设计上对房屋的设计和构造处理不当而引起的裂缝
3.1有一些砌体结构的房屋设计是套用图纸，应用时未经校核，有时参考了别的图纸，但荷载增加了或截面减少了而未作计算，有的虽然作了计算，但因少算或漏算荷载，使实际设计的砌体承载力不足，有的虽然进行了墙体总的承载力计算，但忽略了墙体高度比和局部承压的计算。如果砌体的承载力不足，则在荷载作用下将出现各种裂缝，以致出现压碎、断裂、倒塌等现象，这类裂缝的出现，很可能导致结构的失败。论文参考网。
3.2预防措施
3.2.1细心认真地设计。对拟建砌体结构的房屋，要做到力学模型准确，传力清楚，荷载统计无误，大梁下砌体要设垫块并进行验算，加强对圈梁的布置和构造柱的设置，以提高砌体结构的整体安全性。
3.2.2裂缝一旦出现，要注意观测裂缝的宽度及长度的发展情况，并及时采取相应的有效措施，如灌缝，封闭，必要时要进行结构加固。
4.施工质量不合格、使用材料不合格而引起裂缝
4.1当施工质量出现问题，砂浆稠度过大，吸水干后干缩，砂浆不饱满或砂浆稠度不够时，会在平拱砖过梁处产生沿砖缝斜向的裂缝。
砖的质量不合格，砂浆强度不够，这些都会造成整个砌体整体强度不够，而造成砂浆强度偏低的原因是使用了不合格的水泥，施工配合比不准确，施工时不湿润砖等。当砌体质量较差，砌体灰缝不饱满也会影响到砌体的强度。而这些都可能在砌体结构中产生裂缝。
4.2预防措施：提高质量，保证结构所使用的材料，严格按照施工工艺进行施工。
5.结束语：
由于砌体的抗拉，抗剪强度较小，出现裂缝的原因很多，在很大的程度上只能预防。一旦出现裂缝则要注意观察，必须时采取灌浆或加固措施以阻止裂缝的开展。
关键词：砌体结构;墙体;承载力
中图分类号：B83文献标识码： A
1.引言
七八十年代的农村房屋大多数以砌体结构为主。在2008年的汶川大地震的发生，给我们国家造成直接的经济损失达到8451.4亿元，其中建筑房屋和基础设施破坏造成的损失占总损失的70%左右；在2010年的青海玉树地震造成的经济损失亦超过了八千亿，其中的建筑物破坏造成的损失占了一大部分。汶川地震和玉树地震的发生，表明了农村房屋安全性问题要引起我们的重视。
要抓好农村房屋的质量问题，首先要研究和解决砌体结构房屋的质量问题，要解决砌体结构房屋的质量问题就必须对砌体结构房屋作进一步的研究和分析。本文主要阐述了砌体结构房屋的概念并且对砌体结构房屋墙体承载能力进行分析。
2.砌体结构概念
砌体结构[1]是将砖，石以及砌块等材料用砂浆粘接砌筑而成的结构体系。砌体结构的砌筑材料如：砖和石头以及砌块等原材料都取之于自然，来源比较广泛，并且材料的价格较低。砌体结构一方面可以大量的节约水泥和钢材的使用，比较经济实惠；另一方面也可以用砖块和钢筋混凝土结构组合成砖混结构体系结构。
砌体结构的特点：砌体结构抗压性能较好，然而其抗拉性，抗弯性，抗剪性能相对比较差。砌体结构的的墙体如果由于承载能力不足会造成裂缝的出现，由于裂缝的出现不仅仅给建筑的美观性造成影响，而且还会影响结构的刚度，强度，耐久性以及稳定性等等。
2.1砌体的抗压强度模型
各类砌体轴心抗压强度平均值主要由砌块的抗压强度平均值f1和砂浆的抗压强度平均值f2，根据文献[1]， fm=k1f1a(1+0.07f2)k2，fm表示为砌体轴心抗压强度平均值；f1和f1分别表示为块体、砂浆的抗压强度平均值；k1和α表示与块体类别及砌体类别有关参数；k2表示为砂浆强度影响的修正系数。
2.2受压承载力计算模型
无钢筋砌体受压构件的承载能力计算如下：N≤fAψ；其中N表示为轴向力设计值；ψ表示为高厚比β和轴向力偏心距e对受压构件承载力的影响系数； f表示砌体抗压强度设计值；A表示截面面积。
对于矩形截面β=γβH0/h，其中γβ表示为不同砌体材料的高厚比修正参数；h表示为矩形截面轴向力偏心方向的边长，当轴心受压时为截面较小边长；H0表示为受压构件的计算高度。
3.计算实例
两个截面尺寸分别为b×h=490mm×620mm和b×h=490mm×740mm的砖柱子，该砖柱采用MU10烧结砖以及采用M5混合砂浆砌筑，柱子的计算长度H0为7000mm，柱顶截面受压轴向力设计值为260000N，沿着截面长边放向的弯矩设计为M=8100N.m，验算该砖柱的承载能力,并符合相关规范[2]要求。
解：柱顶截面承载力的验算
查表知f=1.5MPa，A=0.49×0.62=0.3038m2>0.3 m2取γα=1.0
长边方向轴心受压：
e=M/N=8100/260000=0.03m
β1=γβH0/h=1.2×7000/620=13.55,查表可知ψ1=0.671
则N1=fAψ1=0.671×1.5×0.3038×106=305770N>N=260000N
β3=γβH0/h=1.2×7000/740=11.35,查表可知ψ3=0.662
N3=fAψ3=0.662×1.50×0.3038×106=301673.4N>N=260000N
短边方向轴心受压：
β2=β4=γβH0/h =1.2×7000/490=17.14，查表可知ψ2=ψ4=0.692
则N2=fAψ2=0.692×1.50×0.3038×106=315340N>260000N
N4=N4=315340N >N=260000N
4.结论
由上述可知：砖柱的承载能力受砖柱的截面尺寸变化而不断变化的，根据上述算例可知沿着不同方向的砖柱的承载能力是不相同的，长度越短截面承载能力就越大；砖柱的高度越大，砖柱承载力就越小。并且对墙体截面尺寸设计时要符合相关规范要求。
参考文献
[1] 唐岱新.砌体结构.[M].北京:高等教育出版社，2009.
[2] 砌体结构设计规范(GBJ3―88) [S]
【关键词】深埋；TBM；盾构隧道；管片衬砌；厚度；梁弹簧模型
1、引言
隧道管片厚度一直是盾构法隧道施工造价控制的重要因素，从60年我国学者就开始了管片合理取值问题的研究，从刚性衬砌理论到现在的具有一定刚度的柔性衬砌理论已使隧道设计理论发生了重大的变化。
隧道柔性衬砌设计理论认为，适当减小隧道本身与周围土层的相对刚度，可以改变衬砌与周围土层之间的相互作用，使管片衬砌上的荷载变得均匀些，从而有利于管片衬砌的受力，使管片衬砌设计更加经济合理[1，2]。衬砌断面刚度与衬砌厚度的三次方成正比，故在一定地层中，调整管片衬砌厚度的大小、可以较多地改变衬砌与地层之间的相对刚度，从而影响衬砌结构的受力。
目前，我国对于大埋深隧道TBM盾构施工的实例相对较少。在大埋深隧道水文地质环境及受力较为复杂，衬砌管片结构在长期使用过程中常常会受到地下水腐蚀、材料劣化、火灾高温及冬季寒冷季节冻害等众多不利因素的影响，使得运营过程中衬砌结构的自身性能及耐久性逐渐降低，衬砌管片的有效使用截面逐渐减小，有效使用厚度逐渐减小，承载能力进一步衰减。在隧道施工的工程中由于受施工环境、地质条件，水热条件等因素的制约与影响造成了建设初期的病害也将对后期运营产生不利影响，管片衬砌厚度不足设计不合理会加速不良因素对隧道运营的影响[3]。所谓衬砌厚度不足就是实际厚度与设计厚度存在差异的病害缺陷。此外，管片厚度取值大小也对隧道衬砌的防水效果以及耐久性有重要影响。
2、有限元分析
2.1地层参数
本文以某煤田TBM 隧道工程为例，利用其工程土层参数建立有限元分析模型，对大埋深TBM隧道管片衬砌进行力学建模分析，对比分析不同厚度的管片衬砌在相同受力条件下的弯矩、轴力、变形等指标。地表至隧道顶部的距离约为 640.00m，地下水面至隧道顶部的距离约为540.00 m，地面超载为20.00 （kN/m2）
表-1 工程土层参数
土层 土层名称 土类型 厚度（m） 天然重度γ（kN/m3） 饱和重度γ（kN/m3） 内聚力C（kPa） 内摩擦角φ（°）
1 松散沙层 细砂 30.000 19.85 21.00 16.11 30.00
2 土层 粘土 5.000 20.40 21.50 21.00 20.00
3 风化岩 风化岩 70.000 26.00 27.60 0.20 55.00
4 煤岩层 煤层 100.000 18.00 20.00 25.00 38.00
5 砂岩层 砂土 330.000 25.00 27.00 45.00 35.00
6 泥岩层 泥岩 50.000 26.00 28.00 50.00 37.00
7 砂岩层 砂岩 70.000 24.80 26.50 50.00 35.00
2.2荷载结构模型
近年来，在我国城市地下铁道的建设中，区间隧道大量选用盾构法。但是，目前在我国盾构隧道管片衬砌结构的设计中，大多都是凭借工程经验、依靠工程类比进行设计，较少对拼装式衬砌进行力学分析；或者大都采用匀质圆环法、铰接圆环法进行简单的力学计算；匀质圆环法不计接头对管片衬砌结构整体抗弯刚度的影响，其计算结果偏大，用于设计过于保守，造成不必要的浪费，增加了工程造价；铰接圆环法认为接头处的抗弯刚度为零，其计算结果偏小，用于设计是不安全的 [4]。本文模型采用beam单元模拟管片，施加土压、地基弹簧和荷载组合的线性梁单元荷载、曲面弹簧支撑及荷载组合荷载组，然后利用只受压（Compression-only Elastic Link）建立地基弹簧后进行边界非线性分析。作用在管片上的荷载有：垂直土压和水压、侧向土压和水压、结构自重、土体抗力—弹簧，共4种荷载。管片厚度分别取350mm，400 mm，450mm，500mm.
图1管片衬砌荷载系统示意图
图2 有限元模型图
表-2 管片材料参数表
编号 材料名称 混凝土等级 衬砌内直径（m） 管片容重（kN/） 衬砌厚度（mm）
1 40号混凝土 C40 6.0 25.00 350
2 40号混凝土 C40 6.0 25.00 400
3 40号混凝土 C40 6.0 25.00 450
4 40号混凝土 C40 6.0 25.00 500
2.3计算结果云图
图3 350mm厚管片轴力及弯矩图
图4 400mm厚管片轴力及弯矩图
图5 450mm厚管片轴力及弯矩图
图6 500mm厚管片轴力及弯矩图
3、计算结果分析
由计算结果分析可知，随着管片厚度的增加，弯矩逐渐增大、轴力值逐渐减小，尤以弯矩值的变化最为显著。从弯矩厚度变化曲线中可以看出，当管片厚度 较小时，其对位移的影响尤为明显。水平收敛随着管片厚度的增加逐渐减小，当管片厚度在350mm ～ 450mm 时，曲线变化趋向于平缓，当管片厚度超过450mm时水平位移变化曲线呈直线急剧趋势；继续增大管片厚度，位移减小已不明显。拱顶下沉变形随着管片厚度的增加逐渐减小，当管片厚度在350mm ～ 400mm 时，曲线变化趋向于平缓，当管片厚度超过400mm时拱顶下沉变化曲线同样呈直线急剧趋势；继续增大管片厚度，拱顶下沉变形减小已不明显。可见管片厚度的增加，提高了隧道管片本身的刚度，由计算结果分析曲线可知，结构的总体变形逐渐减小，弯矩值增大，轴力值减小，截面受力从小偏心向大偏心转变，管片衬砌结构的整体刚度增大，在同样的变形下，刚度大的内力也比较大，因此过大的管片厚度不利于隧道结构本身的受力。
图1.水平收敛变形随管片厚度变化曲线
图2.拱顶下沉变形随管片厚度曲线
图3.最大弯矩值随管片厚度变化曲线
图4.最大轴力值随管片厚度变化曲线
结论
从以上计算分析可知，从受力、防水、抗裂等角度看，对于埋置于岩层中的隧道管片结构而言，结构物的碳化以及由于地下水的渗入而引起的侵蚀性介质的腐蚀是影响结构耐久性的重要原因。碳化是指空气中的二氧化碳与水泥中的碱性物质发生了化学反应而使混凝土碱性降低的过程。碳化是一个缓慢的过程，而且当碳化到达混凝土表面以下某深度时就会逐渐停止，此时有一个碳化有效深度，因此足够的厚度是可以保证结构物在遭受碳化后能继续工作的一个重要因素。结构物受碳化的程度与混凝土本身性能密切相关，混凝土孔隙率越低、抗渗性越强以及碱度越高，其抗碳化的能力就越强。此外，地下水的渗入，使得水中含有的可溶性或其他活蚀性物质随时间的增长大量积累于结构体内，造成了对钢筋以及混凝土的腐蚀，导致钢筋有效承载面积的减小和混凝土的剥落。结构的耐久性与管片结构混凝土材料的密实性、抗渗性有很大的关系，无论对于碳化还是地下水的渗入，只要混凝土材料本身的孔隙率小、密实性及抗渗性好，其抵抗能力就越高。可见，混凝土材料的密实性、抗渗性是管片结构耐久性的一项重要指标，而结构的厚度又对抗渗性有着极大的影响；因此，综上所述，管片衬砌厚度的选择需要综合考虑力学、环境、材料等综合因素的影响，选择适宜的衬砌结构厚度。
参考文献：
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[4]Japan Society of Civil Engineering[M] . Design of Segment ，1994.
关键词：砌体结构砌块绿色材料发展过程 发展方向
砌体结构是最古老的一种建筑结构。我国的砌体结构有着悠久的历史和辉煌的纪录。在历史上有举世闻名的万里长城，它是两千多年前用“秦砖汉瓦”建造的世界上最伟大的砌体工程之一；建于北魏时期的河南登封嵩岳寺塔为高40米的砖砌密檐式塔；建于隋大业年问的河北赵县安济桥，净跨37.37米，全长50.82米，宽约9米，拱高7.2米，为世界上最早的空腹式石拱桥，该桥已被美国土木工程学会选为世界第12个土木工程里程碑；还有如今仍然起灌溉作用的秦代李冰父子修建的都江堰水利工程；所有这些都是值得我们自豪和继承的。解放后我国在砌体结构方面更有了很大的发展，下面分三个方面来概括介绍。
1．砌体结构用量大、范围广
解放以来，我国砖的产量逐年增长，1990年砖产量增长到6200亿块，是世界其它各国年产量的总和。全国基本建设中，将砌体作为墙体的已占90％左右。在办公室、住宅等民用建筑中大都是采用砌体结构，50年代砌体结构的房屋一般只能建到4～5层，而现在很多城市已可建到7～8层。我国许多中小型单层工业厂房和多层轻工业厂房及影剧院、食堂、仓库等建筑也广泛采用砖墙、柱承重结构。砌体结构还用于建造各种构筑物，如烟囱、排气塔、粮仓、水渠等。此外我国在古代建桥技术的基础上还建造了多座100米以上的石拱桥，有些还在不同方面创造了世界纪录。我国积累了在地震地区建造砌体结构房屋的宝贵经验，我国的绝大多数大中城市在6度或6度以上地震设防区，在地震裂度≤6度地区的砌体结构经受了地震的考验。经过对设计和构造的处理，还在7度区和8度区建造了大量的砌体房屋。据不完全统计，从80年代初至今，我国主要大中城市建造的多层砌体结构房屋已达70～80亿平方米。
2．新型材料和技术的应用
60年代以来，我国粘土空心砖（多孔砖）的生产和应用有了很大的发展，在南京建造了8层空心砖承重的大桥旅馆。当时空心砖孔洞率为22％，与实心砖强度等效，但可减轻自重17％，减少墙厚20％，节省砂浆20％～30％，砌筑工时少20％～25％，墙体造价降低19％～23％。根据进一步节能要求，近年来我国在消化吸收国外先进技术的基础上，制造出规格为280mm×2~xlu1]×19、孔洞率为40％的烧结保温空心砖(块)，这种保温砖的密度为1012kg／m3，抗压强度10．5mpa主要力学和热工性能指标接近或达到国际同类产品的水平。同时《多孔砖砌体设计与施工技术规程》行业标准为这种砖的推广创造了条件。 近10多年来，采用砼、轻骨料砼或加气砼，以及利用砂、各种工业废料、粉煤灰、煤矸石等制成无熟料水泥砼砌块或蒸压灰砂砖、粉煤灰硅酸盐砖、砌块等在我国有较大的发展。砌块种类、规格很多，其中以中、小型砌块较为普遍，在小型砌块中又开发出多种强度等级的承重砌块和装饰砌块。据不完全统计，1996年全国砌块总产量约为2500万立方米，各类砌块建筑约5000万平方米。近十年砼砌块与砌块建筑的年递增率都在20％左右，尤其在大中城市中推广特别迅速。这些砌块建筑大多是多层的，至于中高层、高层砌块建筑我国于80年代就着手进行试点工作，在几座城市都做了试验楼，为我国中高层砌块建筑的发展做了开创性的工作。90年代初期，在总结国内外配筋砌块结构的配套材料、配套应用技术的研究上获得了突破，在此基础上开展了更具有代表性、针对性的试点工程。试点工程实践证明，中高层配筋砌块建筑具有明显的社会经济效益。因此将中高层配筋砌块结构体系纳入我国砌体结构设计规范中是理所当然的。砌块作为粘土砖的主要替代材料，在某些功能上强于粘土砖，发展前景是非常好的。和约束配筋砌体对应的是所谓均匀配筋砌体，即国外广泛应用配筋砼砌块剪力墙结构，这种砌体和钢筋砼剪力墙一样，对水平和竖向配筋有最小含钢率要求，而且在受力模式上也类同于砼剪刀墙结构，它是利用配筋砌块剪力墙筋砌块剪力墙承受结构的竖向和水平作用，是结构的承重和抗侧力构件。配筋砌体强度、延性好，和钢筋砼剪刀墙性能十分类似，可以用于大开间和高层建筑结构。我国从80年代初期主持编制国家标准《配筋砌体设计规范》起，对配筋砌体进行了较为系统的试验研究，结果表明用配筋砌体可建造一定高度的既经济又安全的建筑结构。
3．砌体结构理论的发展
1950年以前。我国可说谈不上有系统的砌体结构设计理论。国家建设部于1956年批准在我国推广应用原苏联《砖石及钢筋砖石结构设计标准和技术规范》。60～70年代初，在我国有关部门的领导和组织下，在全国范围内对砖石结构进行了比较大规模的试验研究和调查，总结出一套符合我国实际，比较先进的砖石结构理论、计算方法和经验。在砌体强度计算公式、无筋砖体受压构件的承载力计算、按弹性方案考虑房屋的空间工作，以及有关构造措施方面都具有我国特色。
4．对我国砌体结构的展望
砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的构件，而砌块有多种材料的砌块，我国最古老的砌块即为砖和石。几千年来，由于砖、石具有良好的物理性能，可就地取材、生产和施工方法简便，造价低廉等优点，所以至今仍为我国主导的建筑材料。解放后我国也确实研制出多种材料的砌块，但都存在着自重大、强度低、生产耗能高、毁田严重、机械化水平低、耐久和抗震性能差的特点，所有这些都抑制着砌体结构的发展。因此，我们要针对这些问题，做好以下几方面的工作。
4．1 发展高强轻质的砌体材料
目前我国的砌体材料与发达国家相比存在着强度低、耐久性差的问题。如粘土砖的抗压强度。我国一般为7．5～15mpa，承重空心砖的孔隙率≤25％，体积质量一般为4 kn／m3。而发达国家的砖抗压强度一般均达到30～60mpa，甚至可达到100mpa，承重空心砖的孔洞率可达到40％～60％，体积质量一般为1．3kn／m3，最轻的可达到0．6 kn／m3。根据国外的经验和我国的条件，只要在配料、成型、烧结工艺上进行改进，可显著提高砖的强度和质量。如中美合资大连太平洋砖厂生产的百岩砖强度可达20100mpa。这种材料强度高、耐久性和耐磨性好，并且有独特的色彩，可作为清水墙和装饰材料。根据我国对粘土砖的限制政策，可因地制宜，就地取材，在粘土较多的地区发展高强度粘土砖、高空隙率的保温砖和外墙装饰材料等。而在少粘土的地区大力发展高强砼砌块，承重装饰砌块和利用废材料制成的砌块等。在发展高强块材的同时，也需研制高强度等级的砌筑砂浆。目前最高等级的砂浆强度为m15。要与高强度的块材相匹配时需开发大于m15的高强度砂浆。我国的《砼小型空心砌块浆和灌孔砼》行业标准中砂浆的强度等级为m5～m30，灌孔砼的强度等级为c20～c40，这是砼砌块配套材料方面的重要进展，对推动高强材料结构的发展起着重要的作用。据预测，干拌砂浆和商品砂浆具有很好的市场前景。干拌砂浆把所有配料在干燥状态下混合装包供应，现场按要求加水搅拌即可。天津舒布洛克水泥砌块公司已供应这种干拌砂浆，价格比普通砂浆约高0.2％左右。商品砂浆的优点同商品砼一样，这类砂浆一旦取代传统砂浆，将是一个巨大的变化。
4．2 积极开发研究节能环保的新型材料
1988年第一次国际材料研究会议上首次提出“绿色建材”的概念，1992年联大巴西里约热内卢以“环境和发展”为主题的各国首脑会议通过了“21世纪议程”宣言，确认了“可持续发展”的战略方针，其目标是依据环境再生，协调共生，持续自然的原则，尽量减少自然资源的消耗，尽可能对废弃物再利用和净化，保护生态环境，以确保人类社会的可持续发展。近年来，发达国家在实施《绿色建材》计划上取得了较大的进展，我国以1992年联合国环境与发展首脑会议为契机，遵循江泽民同志的“经济的发展，必须与人口、环境、资源统筹考虑，决不能走浪费资源和先污染后治理的老路，更不能吃祖宗饭，断子孙路”的指示精神，迅速行动起来，积极研制“绿色建材”产品，并取得了一定的效果。我国现已加大力度限制高能耗、高资源消耗、高污染、低效益的产品的生产。如对粘土砖（按1996年生产6000亿块粘土砖就毁掉10万多亩农田、耗能6000万吨标准煤）国家早就出台了限制政策。近年来力度更大，一些地区如上海、北京等在建筑上不准采用粘土实心砖，其实这也就间接促进了其它新型建材的发展。如蒸压灰砂废渣制品、利用页岩生产多孔砖、废渣轻型砼墙板、grc板、蒸压纤维水泥板、复合墙板和砌块就是近几年发展起来的几种新型建材制品。
4．3 进一步加强配筋砌体和预应力砌体的研究
我国虽已初步建立了配筋砌体结构体系，但需研制和定制生产砌块建筑施工用的机具，如铺砂浆器、小直径振捣棒、小型灌孔砼浇注泵、小型钢筋焊机、灌孔砼检测仪等。这些机具对保证配筋砌块结构的质量至关重要。这种砌体的原理同预应力砼，能明显改善砌体的受力性能和抗震性能。国外在预应力砌体和配筋砌体方面的水平很高。我国直到最近才有少数专家对其研究。
4．4 加强砌体结构理论的研究
进一步研究砌体结构的破坏机理和受力性能，通过数学和力学模式，建立完善而精确的砌体结构理论，是全世界各国都关心的课题。我国在这方面有较好的基础，但目前跟发达国家相比还有较大的差距，因此应继续加强这方面的工作，加强对砌体结构的试验技术和数据处理的研究对促进砌体结构发展有着深远的意义。
参考文献
【1】施楚贤．砌体结构理论与设计【m】．北京：中国建筑工业出版社，1992年
【2】丁大均．砌体结构教学刍议【j1】．建筑结构，1999年
关键词：水工压力隧洞; 衬砌; 围岩; 裂缝宽度; 限裂设计
中图分类号：TV698.2+31 文献标识码：A 文章编号：
引言：
衬砌为水工建筑物引水隧洞的重要组成部分，其安全性一直倍受关注。工程实践表明，对高压隧洞，仅需围岩稳定可靠，衬砌结构一般并不具有强度要求，仅有限制裂缝开展宽度的要求。围岩作为承载水压力的主体，在设计中应充分利用围岩的自承能力，并加强对围岩的固结灌浆。挪威准则( 上抬准则) 和最小地应力准则( 水力劈裂准则) 已成为国际公认的水工隧洞利用和发挥围岩承载作用的理论基础。
由于水工高压引水隧洞的环境条件和工作机理复杂，所以至今对钢筋混凝土衬砌结构裂缝的研究尚不完善。即使是普通钢筋混凝土构件，目前较为成熟的研究也仅限于构件正截面的裂缝宽度计算 。鉴此，本文基于钢筋混凝土结构裂缝计算理论的研究现状，分析了衬砌结构的裂缝计算公式，并探讨了水工隧洞衬砌试验研究现状，以此为探寻更合理的限裂设计方案提供参考。
钢筋混凝土结构裂缝计算研究现状
影响裂缝开展的因素很多，难以建立一个精确概括各因素的计算方法，目前通用的裂缝宽度公式大体可分为两类: 基于裂缝开展机理推导理论公式，再用试验资料确定公式中的计算系数，称为半理论半经验公式；对大量实测资料，采用回归分析方法分析不同参数对裂缝开展宽度的影响程度，再基于数理统计建立由主要参数组成的经验公式。大多数国家包括我国现行规范均采用前一类方法，而美国主要选择后一类。
基于半经验、半理论的计算公式，根据假设的裂缝开展机理不同又可分为粘结滑移理论、无粘结滑移理论和综合理论。
1.无粘结滑移理论。建立于20 世纪60 年代，由Br oms 等人提出，认为裂缝开裂后混凝土截面在局部范围内不再保持为平面，钢筋与混凝土间的粘结力并不破坏，相对滑移可忽略不计。构件表面裂缝宽度主要由钢筋周围的混凝土回缩形成，其决定性因素为混凝土保护层厚度。采用此理论的有英国BS5400 等规范。
2. 数理统计方法。由Ger gely-Lut z 于1968年提出，通过分析6 份报告中的受弯构件裂缝试验数据来确定各影响因素的重要性。虽发现很难获得适合于所有数据的公式，但也得出受拉混凝土有效截面面积、钢筋数量、混凝土保护层厚度和钢筋应力等因素为影响混凝土裂缝宽度的主要因素，其中钢筋应力为最主要的因素。
3.粘结滑移理论。为最早的裂缝计算理论，由Saligar R 于1936 年提出 ， 后经充实、完善逐渐成型。该理论基于轴心受拉构件的试验结果，认为裂缝的开展是由钢筋与混凝土间不再保持变形协调出现相对滑移而产生，故裂缝宽度为裂缝间距内钢筋与混凝土的变形差。我国的《水工钢筋混凝土结构设计规范》即建立在此理论上。
4. 综合理论。由Ferr y-Borg es 提出，后经进一步补充和发展而成。该理论为粘结滑移与无滑移理论的综合，既考虑了混凝土保护层厚度对裂缝宽度的影响，又考虑了钢筋与混凝土间可能出现的滑移， 较为合理。采用此理论的国家较多，如《欧洲混凝土结构模式规范》、日本土木学会混凝土标准规范 、我国的《水工混凝土结构设计规范》等均以此理论为基础。
上述四种理论和方法在一定程度上描述了裂缝的物理现象，但因其前提条件不同，对裂缝产生的机理及影响裂缝宽度的主要因素等问题认识不同，使计算结果差异较大。近年来，按一般裂缝计算理论结合数理统计方法研究裂缝公式成为国际上的趋势。如美国的ACI318 新规范、我国的港口混凝土结构设计规范及公路、铁路桥涵钢筋混凝土设计规范均采用了此方法。
基于衬砌结构的裂缝计算公式
水工压力隧洞为地下结构，受水压力和周围岩体结构的影响，衬砌结构裂缝产生和发展的规律与一般工民建结构差异较大，因此计算方法也不同于一般混凝土结构。裂缝宽度计算方法大致有两类: ①根据两裂缝间结构应变获得裂缝开度；②通过计算开裂面两端位移进而获得裂缝宽度。在这两种思路下又形成了多个裂缝计算公式。
1. 山谢夫计算公式。提出衬砌开裂后裂缝宽度应为常值, 荷载增长过程中原裂缝并不扩张，而将在衬砌中产生新裂缝 。
2.Br oms 和Lut z 计算公式。基于受拉钢筋混凝土构件开裂特性的最大裂缝开度估算公式，曾应用于我国广蓄电站高压引水岔管设计，将钢筋应力、间距及保护层厚度作为影响衬砌裂缝的因子，并通过对钢筋应力的求解体现裂缝间水压力及围岩对裂缝的影响。但缺乏对裂缝间距与裂缝宽度关系的体现 。
4. 刘秀珍计算公式。以弹性地基曲梁结构为基础提出衬砌结构开裂后断面内力公式，计算结果较为精确，求解思路符合有限元法，考虑了钢筋应力对裂缝扩展的影响、围岩的径向及切向抗力。计算中遵循了衬砌与围岩的变形协调原则，在裂缝发生变化后因衬砌与围岩的径向变形的改变，围岩的弹性抗力也随之改变，故该公式需在围岩不开裂情况下才适用。
5.Schleiss A J 计算公式。基于透水衬砌特点计算，能较直观地反映钢筋应力对裂缝宽度的影响，也可反映混凝土与钢筋间粘结滑移等因素的影响。但该公式存在不足: ①衬砌与围岩间的切向力对裂缝的影响考虑； ②仅能假设而不能求出裂缝间距， 荷载与围岩对裂缝宽度的影响也反映不足。
6. 潘家铮计算公式。公式较多地考虑了围岩与水压力两个主要因素对衬砌裂缝的影响，如衬砌与围岩间接触面的摩擦力、裂缝间水压力对裂缝的影响等。同时将衬砌混凝土视为塑性而非弹性材料，增强了计算结果的准确性。但该公式忽略了钢筋对裂缝的影响，并假定剪应力沿接触面为均匀分布及新裂缝需出现在两裂缝之间，与实况不完全吻合。
7. 荣耀计算公式。基于弹性地基梁理论提出了衬砌结构的控制微分方程，并根据圣维南原理求出衬砌在荷载作用下产生的裂缝间距，进而给出相同或不同裂缝间距下的裂缝宽度解析解。该公式适用于衬砌周围为致密岩体的情况，但因计算中需假定围岩的弹性范围，围岩与衬砌间的剪应力也需均匀分布，这些假定均与衬砌的实况不同。同时衬砌开裂后内水外渗现象对衬砌内裂缝的影响也反映不足，故计算结果与实际仍有差距。
水工隧洞衬砌限裂试验研究
目前，国内所做的有压隧洞模型试验研究大部分仍集中于承载力，对裂缝研究不多，如柘溪水电站引水隧洞钢筋混凝土衬砌仿真模型试验、穿黄隧道内外衬联合受力结构模型试验等，验证衬砌结构按计算配筋在设计荷载下的安全性及能承担的极限荷载，加载方式多为钢毂或气囊。因未采用真实水压力加载，故渗流体积力、内水外渗后对衬砌与围岩结构的具体影响无法得知，裂缝宽度也与实况差异较大。而采用真实水压力加载的多为现场压水试验，验证设计水压下隧洞施工处岩体是否发生水力劈裂和高压渗水，试验量测内容有限。
结束语：
水工高压引水隧洞的环境条件与工作机理复杂, 影响裂缝宽度的因素也很多, 难以建立一个精确概括各种因素的计算方法。目前基于各种理论推导了多个裂缝宽度计算公式, 但均有不足, 不能完全满足衬砌结构设计的实际需求, 因此仍需进一步改进和完善。
关键词:墙体，温度裂缝 ， 预防措施
Abstract: through the analysis of the brick house wall temperature crack this general technical problems and analyzing the main reasons, and puts forward the specific temperature crack control of the preventive measures.
Keywords: wall body, temperature crack, the preventive measures
中图分类号：P412.11文献标识码：A 文章编号：
砖混结构墙体裂缝是住宅工程的通病,根据裂缝形成的原因不同,住宅墙体裂缝可以分为沉降裂缝、温度裂缝等多种。以下就温度裂缝的技术问题进行简单的阐述。
1、温度裂缝产生的特点
温度裂缝一般在住宅建成后1-2年出现,受外部环境的影响,裂缝逐渐扩大,一般要经过3年左右的时间才基本稳定。温度裂缝主要表现为八字型裂缝和水平线性有规则裂缝。八字型裂缝一般出现在顶层纵墙的两端,严重时发展到房屋的1/3长度内,有时在横墙上也可能发生。当外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角线方向展开。水平裂缝一般出现在平顶屋檐下或顶层圈梁底面标高处,沿外墙顶部断续分布,两端较中间严重。在转角处,纵横墙水平裂缝相交形成包角裂缝。另外,外窗洞口上皮砖标高处也较易出现水平裂缝。温度裂缝的分布特点为:两端重,中间轻;南朝向重,北朝向轻;两侧重,东侧轻;外窗洞口大者重,外窗洞口小者轻;屋面保温者重,外窗洞口小者轻;屋面保温长者重,建筑长度短者轻;裂缝从顶层向下延伸,严重时向下延伸多个楼层,多条斜向裂缝呈近乎平行方向延伸。
2、温度裂缝产生的原因
2.1 施工质量差引起的墙体裂缝。按规范要求,砌块水平灰缝的砂浆饱满度不得低于90%,竖向灰缝饱满度不得低于80%。然而,在实际施工中,由于对砌块灰缝铺设的饱满度不够重视,往往会出现瞎缝、透明缝,这就使得砌筑的砌体抗拉、抗剪强度大大降低,在砌体干缩和温差作用下在墙体中引起温度应力,使得墙体开裂。
2.2 屋面温差引起的墙体开裂。在夏季,屋面与墙体之间存在较大的温差。当温度高的混凝土屋面膨胀时,温度低的墙体会约束屋面变形,在屋面与墙面的接触面上引起水平剪应力,使墙体产生斜裂缝或八字形裂缝。
2.3 钢筋混凝土圈梁与砖墙伸缩量不同引起的裂缝。当材料随时间发生收缩变形和自然界温度发生变化时,由于钢筋混凝土和墙体砌体材料收缩系数和线膨胀系数的不同,会在房屋的墙体及楼盖结构中引起因约束变形而产生的附加应力,当这种附加应力过大时会在墙体上产生局部竖向裂缝。
2.4 温度变化不均匀使砌体产生不均匀收缩引起的裂缝。由于室内外温差过大,引起钢筋混凝土楼盖和墙体温度变形的差异也可能使外纵墙在门窗洞口附近或楼梯间等墙体薄弱部位发生竖向贯通裂缝。这种裂缝有时会使楼盖的相应部位发生断裂,形成内外贯通的周围裂缝。
3、裂缝的危害和防裂的迫切性
砌体属于脆性材料，裂缝的存在降低了墙体的质量，如整体性、耐久性和抗震性能，同时墙体的裂缝给居住者在感观上和心理上造成不良影响。特别是随着我国墙改、住房商品化的进展，人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高，对建筑物墙体裂缝的控制的要求更为严格。由于建筑物的质量低劣，如墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。因此加强砌体结构，特别是新材料砌体结构的抗裂措施，已成为工程量、国家行政主管部门，以及房屋开发商共同关注的课题。因为这涉及到新型墙体材料的顺利推广问题。
4、温度裂缝预防措施
3.1 在施工中严把质量关,严格控制砌筑砂浆的配合比及砌筑工艺,确保砌体砂浆的饱满度,控制各抹灰层间隔时间和厚度。在保证砌体的砌筑质量前提下,确保砌体的抗剪强度,减少温差裂缝的产生。
3.2 优先选用保温隔热性能好的保温材料,同时增加保温层厚度,满足热工规范的要求,以减小屋面与顶层墙体的温差,达到有效控制温度应力的目的。同时,在施工中应合理安排屋面保温层施工。由于屋面结构层施工完毕至保温层施工,中间有一段时间间隔,因此屋面施工应尽量避开高温季节。
3.3 应合理布置屋面圈梁及顶层墙体的构造柱,屋面板应设置伸缩缝,使温度变形应在一定范围内得到有效调节、释放,减小屋面与墙面的接触面之间水平剪应力。
4、结论。虽然在住宅墙体温度裂缝产生的原因较多,但是通过严格执行规范,从材料、设计、施工各方面层层把关,采取有效的控制措施,温差裂缝是可以防止的。
参考文献
肖亚明，砌体结构裂缝与控制问题研究综述，第三届全国工程学术会议论文集，1994
苑振芳，砌体结构的局部配筋对裂缝控制和伸缩缝间距影响的讨论，《工程建议标准化》1996.2期
配置灰缝钢筋砌体的裂缝控制，第10届国际砌体会议论文集，1994.P719
关键词:有限元;导流洞;衬砌稳定性;荷载组合
中图分类号:TV641文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)12-0100-02
随着我国水利水电建设事业的发展,水工隧洞将日趋增多,规模也在不断加大。近年来,水工隧洞在设计理论、施工方法和建筑结构方面有了新的发展,但由于隧洞属地下结构,影响其工作状态的因素很多且复杂多变,一些作用力的计算及设计理论都还存在一些不尽符合实际的假定,均有待在总结实践经验的基础上进一步完善和提高。
某水电站属于一等大 (Ⅰ)型工程。导流洞布置在右岸,由进口明渠段、进口控制段、洞身段及出口明渠段组成。洞身断面为城门洞形,断面尺寸为15.0m×18.0m(宽×高)。导流洞堵头施工期洪水标准采用全年20年一遇,相应洪峰流量8680m3/s,坝前最高水位337.52m,封堵门底坎以上最大水头75.52m。由于导流洞洞身过水断面较大,外水水头较高,以边值法计算,结构衬砌配筋量较大,为减少工程造价,便于现场施工,特对衬砌结构进行有限元计算与分析,以确定结构应力应变实际情况,为结构配筋优化提供依据。
一、有限元模型建立
本次有限元分析采用国际上广泛运用的有限元通用分析软件――ANSYS。该软件含有多种分析能力,包括简单的线性静态分析和复杂的非线性动态分析,本研究中主要采用ANSYS软件的结构静力分析,用于求解不考虑惯性对结构影响的问题,且对混凝土和围岩均采用线弹性分析。
为降低边界约束对导流洞的影响,采用增大计算范围的方法:在导流洞横剖面图的基础上,以洞室底板为基点向下延伸3倍以上的洞高,以洞室左右衬砌外壁为基点分别向左右延伸3倍以上的洞宽,以对应剖面上部山体实际形状为上边界。导流洞上部山体为自由边界,左右两侧受法向约束,模型底部受固定约束。建立模型如图1所示,模型中以衬砌底板中央为原点,以衬砌横剖面内水平方向为X向,向右为正,以铅直方向为Y轴方向,向上为正。断面计算范围:
-70mmQXQ70m,-62mQYQ95m。
导流洞衬砌段为C25混凝土,材料编号为1;导流洞周围山体及洞内被开挖岩体,材料编号为2;在衬砌与围岩之间的一层厚5cm的围岩节理裂隙,材料编号为3;材料分区具体如图1所示,各材料物理力学参数见表1:
表1 导流洞洞身岩体及衬砌物理力学指标表
材料名称 容重(kN/m3) 弹形模量(GPa) 泊松比
衬砌C25混凝土 25.0 28.0 0.167
洞身副片岩 27.5 11.0 0.21~0.26
5厘米的节理薄层 27.0 * 按表下要求取值 0.21
*注:在围岩和衬砌之间布置了一层节理单元,厚度取5cm,当荷载以内水压力为主时 (运行期工况),节理单元弹模取混凝土衬砌弹模的1/10,当荷载以外水压力为主时,为避免围岩限制衬砌向内变形,节理单元弹模取E=0.1MPa。
二、分析方法及荷载
该水电站导流洞主要荷载包括岩体自重、洞内外水压力以及顶拱处的灌浆压力0.3MPa。洞外水压力从底板过水面算起高约58m,内水压力取决于洞口水位,高约21.5m。其中考虑岩体已沉积多年,固结变形已完成。计算过程按照以下步骤:
1.模拟初始应力场:计算出模型在只受重力情况下的应力分布情况,并得到模型初始自重应力场,将此时的净变形量清零。
2.毛洞开挖与隧洞衬砌:采用整体开挖方式,将衬砌及衬砌内部岩体一起开挖,然后将衬砌激活,并导入模型初始自重应力场,获得岩体开挖后衬砌的卸荷变形量及总应力场。
3.根据不同工况的荷载组合不同,在衬砌上施加相应荷载,计算衬砌最终变形量,检验其安全性。
三、计算结果分析
本次研究分别针对度汛运行工况、封堵工况和施工工况进行模拟。其中,度汛工况包括山岩压力、内水压力、山体的外水压力,封堵工况包括山岩压力、山体的外水压力,施工工况包括山岩压力、灌浆压力(顶拱)、山体的外水压力。在自重应力作用下,最终衬砌上各工况的荷载施加如图2所示:
按照上述方法及荷载,各工况下衬砌内关键点处的位移见表2:
在应力方面,三种工况下,主要的压应力集中点是边墙与底板连接转折处,约在-8.6～-14.9MPa范围内;底板中央及顶拱内部局部出现拉应力,大多小于2MPa,仅极小范围最大值达到2.29MPa。
四、结论与建议
通过ANSYS有限元软件对导流洞断面进行建模和计算分析,得出三种不同工况下洞内衬砌的变形量及应力分布,主要结论与建议如下:
1.经过有限元分析,在各工况下该导流洞衬砌整体处于安全状态。
2.衬砌混凝土变形总体较小,仅在施工工况边墙的最大变形值接近5mm,建议在边墙处设置结构配筋。
3.衬砌混凝土的压应力在允许范围内;仅底板中央及顶拱局部出现较大拉应力,建议采取适当措施。
参考文献
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