住宅的結構形式-磚混結構與框架結構

2013年6月25日1210

很多朋友搞不清楚什么是磚混結構,什么是框架結構,這兩者之間有什么區別。網上有很多的文章是介紹框架結構和磚混結構的,但總是說的不夠清楚,又或者全是專業術語,看完后似懂非懂。
現在就用圖說磚混和框架。
    磚混結構,顧名思義,“磚”,指的是一種統一尺寸的建筑材料,也有其他尺寸的異型粘土磚、如空心磚等。“混”是指由鋼筋、水泥、砂石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料,包括樓板、過梁、樓梯、陽臺、排檐。這些配件與磚做的承重墻相結合,可以稱為磚混結構住宅。由于抗震的要求,磚混住宅一般在5層、6層以下。
    磚混結構是利用磚墻承受重量的。如下圖,樓面上的重量通過樓板傳到下面支撐的磚墻上,最后傳到基礎上。

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可是由于磚墻的結構相對于鋼筋混凝土為松散,在地震的時候房屋極易倒塌,或者日久年長,磚墻被壓出裂痕。因此磚混結構還需要設置圈梁和構造柱。
圈梁和構造柱是由混凝土內配鋼筋組成,起到的作用是箍住整個磚墻結構,加強整個房屋的整體性和剛度。
    圈梁設置在磚墻頂部,構造柱設置在磚墻交接處和較大的洞口兩側,和圈梁形成一個框架,箍住整個房屋,如下圖

02

框架結構住宅的承重結構是梁、板、柱,而磚混結構的住宅承重結構是樓板和墻體。框架結構是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,(樓體的重量是由梁和柱承擔的由各種輕質材料造的墻只起到保溫和隔絕噪音的作用不起到支撐樓體的作用,室內格局變動余地較大,只要不破壞柱子就不會對樓的結構造成影響),再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規模工業化施工,效率較高,工程質量較好。
       框架結構由梁柱構成,構件截面較小,因此框架結構的承載力和剛度都較低,它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,樓層越高,水平位移越慢,高層框架在縱橫兩個方向都承受很大的水平力,這時,現澆樓面也作為梁共同工作的,裝配整體式樓面的作用則不考慮,框架結構的墻體是填充墻,起圍護和分隔作用,框架結構的特點是能為建筑提供靈活的使用空間。
如果你要進行室內空間的改造,框架結構因為多數墻體不承重,所以改造起來比較簡單,敲掉墻體就可以了,而磚混結構中很多墻體是承重結構,不允許拆除的,磚混結構是指承重的主要構件是用磚(樓體的重量是由磚強來承擔的)如一幢房屋主要是用是磚墻和一些混凝土建造的這樣的房屋室內結構不能隨意變動否則樓有倒塌的危險。

       你只能在少數非承重墻體上做文章。區別承重墻和非承重墻的一個簡單方法是看墻體厚度,240mm厚度的墻體是承重的,120mm或者更薄的墻體是非承重的。

        在隔音效果上來說,磚混住宅的隔音效果是中等的,框架結構的隔音效果取決于隔斷材料的選擇,一些高級的隔斷材料的隔音效果要比磚混好,而普通的隔斷材料,如水泥空心板之類的,隔音效果是很差的。在牢固性上,理論上說框架結構能夠達到的牢固性要大于磚混結構,所以磚混結構在做建筑設計時,樓高不能超過6層,而框架結構可以做到幾十層。但在實際建設過程中,國家規定了建筑物要達到的抗震等級,無論是磚混還是框架,都要達到這個等級,而開發商即使用框架結構蓋房子,也不會為了提高建筑堅固程度而增加投資,只要滿足抗震等級就可以了。

 

別墅住宅建筑通常框架結構和磚混結構用得比較多,通俗點講磚混結構就是:主要承重構建是磚砌體,樓蓋為現澆鋼筋混凝土結構,圈梁構造柱加強結構整體性,起到了抗震作用。框架結構就是:先造一個架子 包括梁啊,柱啊什么的,然后在柱子之間砌墻、梁之間搭板,就像積木一樣 ,是最簡單的形式 不過這種形式一般,抗震性能和承載力都不好。下面具體分析下兩種結構的不同之處。
一:磚混結構與框架結構比較  
建筑結構概述  
所謂的建筑結構,一個建筑的骨骼,來承受各方面的壓力。就多層住宅來講,較常用建筑結構有磚混結構和框架結構。現在就這兩種受力體系做簡單講解及比較。  
(一)磚混結構  
1、磚混結構簡述:  
磚混結構的承重特點是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結構。  
該結構適合開間進深較小,房間面積小,多層或低層的建筑,對于承重墻體不能改動。  
2、磚混結構用料:  
磚混結構中的“磚”,是指一種統一尺寸的建筑材料,最常見的就是我們經常使用的紅磚;也包括其他尺寸的異型黏土磚、空心磚等;  
磚混結構中的“混”,是指由鋼筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料。  
3、磚混結構建筑特點:  
承重特點:磚混結構的住宅承重結構是樓板和墻體,   
層高特點:磚混結構在做建筑設計時,樓高不能超過6層。  
隔音特點:磚混住宅的隔音效果是中等的。  
隔音效果取決于隔斷材料的選擇,磚混結構一般用的紅磚雖然紅磚是一塊一塊砌在一起的,聲波在每一個連接處都要受到一次阻擋,使聲波一次次受到衰減,但是,畢竟是很老的建筑材料,比起一些新型的建筑材料,還要差很多。   
改造特點:磚混結構中很多墻體是承重結構,不允許拆除的,你只能在少數非承重墻體上做文章。區別承重墻和非承重墻的一個簡單方法是看墻體厚度,240mm厚度的墻體是承重的,120mm或者更薄的墻體是非承重的,改造起來很受局限。 
(二)框架結構  
1、框架結構簡述:  
框架結構是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構,即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現的水平荷載和豎向荷載,采用結構的房屋墻體不承重,僅起到圍護和分隔作用,一般用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶爛等輕質板等材料砌筑或裝配而成。
2、框架結構用料: 
鋼筋,混凝土,碎石,填充材料(如加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶爛等輕質板等); 
3、框架結構特點:
承重特點:框架結構住宅的承重結構是梁、板、柱;  
牢固特點:由于承重結構的關系,框架結構可以做到幾十層;  
改造特點:多數墻體不承重,所以改造起來比較簡單,敲掉墻體就可以了,改造十分靈活;  
隔音特點: 框架結構的隔音效果取決于隔斷材料的選擇,比如最常用的加氣混凝土砌塊,內部是由許多細孔組成,隔音保溫效果是所有建筑材料中最好的。現在已廣泛用作賓館客房、KTV包房的隔音墻體(輕質隔音墻體,輕質隔墻,輕質磚隔墻)。顯然,加氣砼砌塊比實心紅磚隔音好得多。事實也證明了這一點。
(三)框架結構與磚混結構各方面性能簡述 
綜上所述:我們用下表直觀的橫向比框架結構與磚混結構的部分差異:  

結構  

區別   

框架結構  

磚混結構  

本質區別  

承重構件不同  

承重構件  

承重構件主要是主要是框架柱子,框架梁承重  

承重構件主要是墻(雖有構造柱,有圈梁,但其作用是加強整體性,不是承重)  

傳力方式  

荷載作用在樓板上,樓板傳力給梁,由于梁擱在柱子上,所以力傳至柱子,柱子再傳給基礎,墻體只是起分隔和圍護作用  

樓板傳力給墻,墻以線荷載的形式傳給基礎。  

牢固性能  

牢固性很好,可以做到幾十層  

牢固性一般,一般不超過6層  

改造特點  

多數墻體不承重,所以改造起來比較簡單  

磚混結構中很多墻體是承重結構,不允許拆除的,你只能在少數非承重墻體上做文章。  

隔音效果  

取決于隔斷材料的選擇,最常用的加氣混凝土砌塊隔音效果很好  

紅磚隔音效果中等  

空間大小  

梁和柱的結構使得框架結構的空間可以做到 6米 以上  

因為磚的承重能力有限,做到 5米 就不錯了  

空間大小  

適合房間開間進深大,房間形狀自由的建筑,  

開間進深較小,房間面積小,  

工程造價  

工程造價較高  

工程造價較低,根據施工地點不同而造價差異不同,一般來說,比框架結構低300元/㎡左右  

環保特點  

大部分原料都是工業廢料,節能環保  

紅磚由粘土燒制而成,浪費耕地  

使用壽命  

框架結構的使用壽命和抗震強度要高于磚混結構。  

適用范圍  

適用范圍廣泛,高層,多層,甚至兩三層的別墅  

適合多層和低層的房屋  

空氣濕度  

混凝土調節空氣濕度性能較差  

紅磚調節空氣濕度性能較好  

有無外露棱角  

承重主體問框架柱子,框架梁承重,無外露棱角,裝修簡單  

(四)框架結構與磚混結構抗震性能專項比較 
1、地震簡述:
地震(earthquake)又稱地動、地振動,是地殼快速釋放能量過程中造成振動,期間會產生地震波的一種自然現象。  
震級是地震能量釋放的大小,是按一次地震本身強弱程度而定的等級。按震級大小可把地震劃分為以下幾類:
1、弱震震級小于3級。如果震源不是很淺,這種地震人們一般不易覺察。
2、有感地震震級等于或大于3級、小于或等于4.5級。這種地震人們能夠感覺到,但一般不會造成破壞。
3、中強震震級大于4.5級、小于6級。屬于可造成破壞的地震,但破壞輕重還與震源深度、震中距等多種因素有關。
4、強震震級等于或大于6級。其中震級大于等于8級的又稱為巨大地震。
烈度是指地震對建筑物的破壞程度。它不只取決于地震能量的大小,即震級的大小,同時,還與震源的深淺程度,建筑物與震中的距離以及建筑物所處的場地土條件有關。
地震波:由地震震源發出的在地球中傳播的彈性波。地震發生時,震源區的介質發生急速的破裂和運動,這種擾動構成一個波源。由于地球介質的連續性,這種波動就向地球內部及表層各處傳播開去,形成了連續介質中的彈性波。
介質
按傳播方式分為三種類型:縱波、橫波和面波。縱波是推進波,地殼中傳播速度為5.5~7千米/秒,最先到達震中,又稱P波,它使地面發生上下振動,破壞性較弱。橫波是剪切波:在地殼中的傳播速度為3.2~4.0千米/秒,第二個到達震中,又稱S波,它使地面發生前后、左右抖動,破壞性較強。面波又稱L波,是由縱波與橫波在地表相遇后激發產生的混合波。其波長大、振幅強,只能沿地表面傳播,是造成建筑物強烈破壞的主要因素。 
2、框架結構與磚混結構的抗震性能理論分析: 
框架結構抗震級別★★★★
特點:由鋼筋混凝土澆灌成的承重梁柱組成骨架,再用空心磚或預制的加氣混凝土、陶粒等輕質板材作隔墻分戶裝配而成。墻主要是起圍護和隔離的作用,由于墻體不承重,所以可由各種輕質材料制成,既能為建筑平面布置提供較大的使用空間,又具有良好的抗力性能。這種結構的住房有很好的抗震性。
磚混結構抗震級別★★
特點:磚混結構中的“磚”,是指一種統一尺寸的建筑材料,也包括其他尺寸的異型黏土磚、空心磚等。 “混”是指由鋼筋、水泥、沙石、水按一定比例配制的鋼筋混凝土配料,包括樓板、過梁、樓梯、陽臺。這些配件與磚做的承重墻相結合,所以稱為磚混結構。磚混結構住宅一般以多層 ( 24米 以下,住宅10層以下)住宅為主,其抗震性能比起上述三者相對弱一些。
3、框架結構與磚混結構的抗震性能:  
震害表現
通過對震后危房的鑒定和實地考察,汶川地震對我縣建筑物、構筑物的破壞主要表現在以下幾個方面:
1、磚混結構的多層房屋,一般在頂層破壞比較嚴重,多處內橫墻,縱墻呈斜裂縫開裂,個別建筑的大梁開裂。
2、框架結構的房屋多為填充墻開裂,不影響結構的安全。
3、剪力墻結構的高層建筑,一般在樓層的中部有少許裂逢,呈彎曲變形造成的破壞。
4、磚筒水塔,一般筒身下部、中部裂縫明顯。鋼筋混凝土柱支撐式水塔,一般在柱間連梁與柱交接處,裂縫嚴重,柱腳局部混凝土開裂。
    1976年唐山發生7.8級大地震,震中烈度為十一度,人員傷亡慘重。根據前往現場的結構工程師回憶,絕大部分房屋都已經倒塌,主要因為當時該地方普遍為磚混結構建筑,不過有兩類建筑沒有倒,一類是農村的土坯房,雖然屋頂掉渣,但房屋柔性較好,裂而不倒,另一類是設計超標的建筑,例如有一棟車間,因設計師擔心出問題而提高了配筋標準,沒有倒。由此可見,盡量減少采用磚混結構與提高設計標準可以緩解地震帶來的破壞。 
又如:在汶川地震中,汶川縣的多層主題破壞較嚴重,嚴重威脅到業主的生民安全,但是框架結構的房屋僅為內部填充墻裂開,并不影響房屋的整體安全性,也就是說,房屋的整體還完好無損的。
更過調查有以下結論: 
同比框架結構比磚混結構抗震性能好

從唐山大地震的情況來看磚混結構建筑損毀嚴重,主要由于磚混結構由磚或砌塊砌筑而成,材料呈脆性,其抗剪、抗來和抗彎強度較低,因此抗震性能較差,即便有圈梁、構造柱等加固措施,在強烈地震作用下,破壞率也會較高,而框架結構抗震性能明顯提升,隨著經濟水平的提升,近些年來大部分地震設防地區都強制要求四層以上建筑改為框架結構,同時高層建筑中剪力墻結構或框架剪力墻結構應用普遍,抗震性能較好。

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