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摘要：随着国家提倡节能减排政策的大力推进，建筑行业中新墙体材料的推广已经是大势所趋，而且在工程项目中的应用越来越广泛。本文在工程实例应用基础上对混凝土小型空心砌块砌体结构型式的特点、适用范围、计算模型方法上进行分析并提出在结构设计中应注意的一些问题，以供结构设计人员探讨。
关键词：混凝土小型空心砌块，多层砌体结构，结构设计
Abstract: with the state advocates the policy to promote energy conservation and emission reduction, construction industry of new wall materials promotion is the trend of The Times, and the application in the engineering project more and more widely. In this paper some engineering examples of concrete based on small hollow brick masonry structure and the characteristics of the type, scope, calculating model method are analyzed in the structural design of should pay attention some questions, for structure design personnel is discussed.
Keywords: concrete small hollow blocks, multi-story masonry structure, structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一． 引言
用混凝土小型空心砌块作为承重墙体的多层砌体结构具有自重轻、造价低、节约土地、保护资源、减少环境污染、降低工程总体造价及增加房屋使用面积等优点，其避开了传统砖混结构因墙体材料采用粘土砖所造成的墙体厚重、浪费土地资源、缩减使用面积等的不利因素，而且还可以减轻整栋主体结构的自重。因此，在很多城鎮也越来越多的被开发商所青睐。但是这种新型的墙体材料作为承重墙会导致结构抗震性能较差，墙体竖向承载力也相对较弱，新的《混凝土抗震设计规范》对其结构适用范围也做了较为明确的规定，也详细地提出相应加强措施。本文结合实际的工程范例，针对混凝土小型空心砌块的特点，和由其作为承重墙的砌体结构的受力特点，从结构分析等方面浅析自己的一些体会和理解，以期与同行们共同探讨。
二． 工程实例
某房地产公司开发的住宅小区，一期项目共11栋, 均为多层砌体结构。原设计的墙体结构采用多孔粘土砖，后房屋开发商从降低成本考虑，要求把墙体结构采用的多孔粘土砖改换成混凝土小型空心砌块，根据开发商提出的要求，我设计方对墙体材料进行了更改，承重墙体均改为混凝土小型空心砌块。现以其中7#楼作为代表范例。
7#楼结构共六层+越层，底层无杂物房，建筑总面积3505.81m2，建筑总长49.60 m，屋顶为全坡屋面。设计主体结构计算采用中国建筑科学研究院开发的PKPM软件系列中的QIK完成。
例图如下所示：
三． 结构选型及布置
在确定、调整计算模型时，为达到开发商的要求，我们结合混凝土小型砌块的特点在材料的选择和结构布局上做了一些调整：
1．因混凝土小型空心砌块材料属脆性，且开孔率较大，砌块之间的砂浆粘结面相对多孔粘土砖小，相应承载力降低，故建议开发商取消杂物房，避免因设置杂物房导致底层的纵向承重墙开门洞过多和因分割空间需要而大量取消纵向承重墙对抗震的不利因素。
2．结构布置时，结合建筑平面和使用功能，注意在满足建筑布局的前提下，承重墙体设置是自上而下由顶层直接传递到底层基础上。横向承重墙尽量少开洞口，纵向承重墙的门窗洞口尺寸不宜太大。对于较大开间和进深的房屋布局，如客厅和主卧尽量不要布置紧连在一起。这样布出的结构方案属于传力均匀的刚性方案，布置较为合理，有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，建筑体型也简单、对称，具有较好的整体刚度和稳定性，便于施工，技术指标经济合理。
3．整栋楼房的长向布置要特别注意，根据混凝土空心砌块砌体材料的特点，建筑物的长度要满足《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T 14-2004表5.7.1小砌块房屋伸缩缝的最大间距要求。在本工程中，因楼房总长49.60 m，超过规范要求，所以必须设置伸缩缝，伸缩缝的最大间距按照40m来选取，且在伸缩缝处要设置双横墙承重。
四． 设计过程中的几点心得体会
1． 混凝土小型空心砌块砌体结构的相关参数及计算要点（须要注意的几点）
⑴混凝土小型空心砌块砌体的自重及容重：
① 当砌块砌体墙厚为190mm时，墙体自重为2.66KN/m2，以上两值均不含墙体保温隔热层以及饰面面层厚度，砌体自重也不含灌孔重量。根据《国家建筑标准设计图集》07G120——工程做法（自重计算）中的附录材料自重表（续表4-1、4-2）可查寻到：混凝土小型空心砌块砌体（孔洞率44%）自重为14KN/m3。
② 而根据工程的实际情况，砌块墙体加上外饰面重量及砌块的灌孔重量（此处灌孔是考虑到建筑上保温隔热的功能要求及结构上需要增加墙体强度及提高竖向承载力时所提高的保险系数）的计算容重可考虑取值为19~21KN/m2。
⑵混凝土小型砌块的选用：对于砌块的选择，作为主受力承重墙应尽量选择双排孔的混凝土小型空心砌块，可增加砌块块体之间与砂浆的粘接面，这样既能增大墙体承压面的受力面积，提高墙体稳定性，又能较好地提高墙体的抗剪、抗拉强度。
⑶需要对混凝土小型空心砌块灌注芯柱时，在设置芯柱的位置可换用单排孔的砌块。
2． 应根据《砌体结构设计规范》第3.2.3条的规定对砌体的强度设计值乘以调整系数ra。
⑴所有小截面构件和水泥砂浆的调整系数均为对无筋砌体和配筋砌体中无筋砌体部份的砌体强度的调整。
⑵当施工质量控制等级为A级时，ra为1.05，C级时为0.89，配筋砌体不允许采用C级。
⑶如同时有上述多种情况时，应将各调整系数相应连乘。
3． 墙高H的计算取值
⑴楼层按楼层的高度计算取值。
⑵顶层为坡屋顶，层高算至山墙平均高度。
⑶底层外墙自首层，板顶至下端支点的距离，下端支点可取基础顶面，当埋置较深时，可取室外地坪下500mm，如有管沟时，则算至管沟底。
⑷底层内墙，当内墙两侧的厚度不小于100mm厚混凝土刚性地面时，则按楼层高度计算，如有管沟时，当地沟盖板上有混凝土隔热层时，仍可按楼层高度计算，否则应计算到管沟底。
4． 计算中需要注意的几点：
⑴无筋砌体（含网状配筋砌体）受压构件，当偏心受压时，偏心距e不应大于0.6y，当双偏压时，每个方向的偏心距ex不宜大于0.5x或0.5y，当不满足上述要求时，应采用配筋砌体构件。
⑵注意短墙、墙垛等砌体截面较小部位的承载力验算以及因局部预埋管线、孔洞引起的墙体截面削弱影响。在PKPM计算软件中，在结构楼面布置及芯柱布置的步骤中有涉及到芯柱的设置设计，在该项芯柱的设置中必须结合实际的工程情况及规范要求进行布置，因PKPM所计算出的墙体受压承载力的计算结果，是考虑芯柱对墙体承载力有一定的提高作用，故芯柱的布置要结合施工图最终结果来进行定位、定量，否则若只是为了计算而得出结果，而施工图的芯柱布置又随意的取消或增加，则会导致实际工程施工的墙体受压承载力与按理论计算的墙体受压承载力有较大的出入。
⑶注意房屋的阳台、雨篷、天沟等悬挑结构的抗倾覆要求。悬挑梁下支承面及较大跨度或承受荷载较大的梁端下支承面处砌体的局部受压承载力计算。
⑷房屋有单边走廊、阳台等悬挑结构时，应考虑其结房屋内力及变形的不利影响。
⑸跨度较大的钢筋混凝土楼盖梁板伸入墙体全厚并与梁垫（圈梁）整浇时，梁下墙体尚应按《砌体结构设计规范》第4.2.5条第4项的规定考虑梁上墙体产生的附加约束弯矩。
⑹多层砌体房屋的抗震计算，不考虑地震竖向分量的影响，水平地震作用及构件地震作用效应的计算，应按《建筑抗震设计规范》第7.2.1~7.2.6的规定进行。
⑺高宽比不大于规范限值且按规定设置构造柱式芯柱的多层砌体房屋，仅进行水平地震剪力作用下的构件承载力验算，略去地震倾覆力矩的影响。
⑻多层砌体住宅的纵向抗震承载力往往低于横向，进行墙体布置，确定墙肢截面尺寸和承载力验算时，应注意，若计算不通过，可在纵墙内增设构造柱和水平配筋带，以提高纵向受剪承载力。
⑼混凝土小型空心砌块墙的截面抗震受剪承载力，应按《建筑抗震设计规范》第7.2.6~7.2.11条的规定进行验算。
⑽对于多层砌体房屋横向水平地震剪力在各轴线各片横墙之间的分配，在属于现浇钢筋混凝土刚性楼盖的前提下，可按各片楼墙侧向刚度的比例分配。
五． 结束语
“节能减排”是未来建筑行业发展的主要指导思想，混凝土小型空心砌块在多层砌体结构的应用也会越来越广泛，作为结构工程师只有充分了解混凝土砌块的特性，并充分运用规范理论知识正确掌握计算机分析方法，才能跟上时代的步伐，设计出安全、经济的建筑结构。
参考文献
⑴ 国家行业标准：混凝土小型空砌块建筑技术规程 JGJ/T14-2004
⑵ 国家标准：砌体结构设计规范 GB5003-2001
⑶ 国家标准：建筑抗震设计规范 GB50011-2010
⑷ 国家标准设计图集：国家建筑标准设计图集07G120
——工程做法（自重计算）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：混凝土小型空心砌块，多层砌体结构，结构设计
Abstract: with the state advocates the policy to promote energy conservation and emission reduction, construction industry of new wall materials promotion is the trend of The Times, and the application in the engineering project more and more widely. In this paper some engineering examples of concrete based on small hollow brick masonry structure and the characteristics of the type, scope, calculating model method are analyzed in the structural design of should pay attention some questions, for structure design personnel is discussed.
Keywords: concrete small hollow blocks, multi-story masonry structure, structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
一． 引言
用混凝土小型空心砌块作为承重墙体的多层砌体结构具有自重轻、造价低、节约土地、保护资源、减少环境污染、降低工程总体造价及增加房屋使用面积等优点，其避开了传统砖混结构因墙体材料采用粘土砖所造成的墙体厚重、浪费土地资源、缩减使用面积等的不利因素，而且还可以减轻整栋主体结构的自重。因此，在很多城鎮也越来越多的被开发商所青睐。但是这种新型的墙体材料作为承重墙会导致结构抗震性能较差，墙体竖向承载力也相对较弱，新的《混凝土抗震设计规范》对其结构适用范围也做了较为明确的规定，也详细地提出相应加强措施。本文结合实际的工程范例，针对混凝土小型空心砌块的特点，和由其作为承重墙的砌体结构的受力特点，从结构分析等方面浅析自己的一些体会和理解，以期与同行们共同探讨。
二． 工程实例
某房地产公司开发的住宅小区，一期项目共11栋, 均为多层砌体结构。原设计的墙体结构采用多孔粘土砖，后房屋开发商从降低成本考虑，要求把墙体结构采用的多孔粘土砖改换成混凝土小型空心砌块，根据开发商提出的要求，我设计方对墙体材料进行了更改，承重墙体均改为混凝土小型空心砌块。现以其中7#楼作为代表范例。
7#楼结构共六层+越层，底层无杂物房，建筑总面积3505.81m2，建筑总长49.60 m，屋顶为全坡屋面。设计主体结构计算采用中国建筑科学研究院开发的PKPM软件系列中的QIK完成。
例图如下所示：
三． 结构选型及布置
在确定、调整计算模型时，为达到开发商的要求，我们结合混凝土小型砌块的特点在材料的选择和结构布局上做了一些调整：
1．因混凝土小型空心砌块材料属脆性，且开孔率较大，砌块之间的砂浆粘结面相对多孔粘土砖小，相应承载力降低，故建议开发商取消杂物房，避免因设置杂物房导致底层的纵向承重墙开门洞过多和因分割空间需要而大量取消纵向承重墙对抗震的不利因素。
2．结构布置时，结合建筑平面和使用功能，注意在满足建筑布局的前提下，承重墙体设置是自上而下由顶层直接传递到底层基础上。横向承重墙尽量少开洞口，纵向承重墙的门窗洞口尺寸不宜太大。对于较大开间和进深的房屋布局，如客厅和主卧尽量不要布置紧连在一起。这样布出的结构方案属于传力均匀的刚性方案，布置较为合理，有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，建筑体型也简单、对称，具有较好的整体刚度和稳定性，便于施工，技术指标经济合理。
3．整栋楼房的长向布置要特别注意，根据混凝土空心砌块砌体材料的特点，建筑物的长度要满足《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》JGJ/T 14-2004表5.7.1小砌块房屋伸缩缝的最大间距要求。在本工程中，因楼房总长49.60 m，超过规范要求，所以必须设置伸缩缝，伸缩缝的最大间距按照40m来选取，且在伸缩缝处要设置双横墙承重。
四． 设计过程中的几点心得体会
1． 混凝土小型空心砌块砌体结构的相关参数及计算要点（须要注意的几点）
⑴混凝土小型空心砌块砌体的自重及容重：
① 当砌块砌体墙厚为190mm时，墙体自重为2.66KN/m2，以上两值均不含墙体保温隔热层以及饰面面层厚度，砌体自重也不含灌孔重量。根据《国家建筑标准设计图集》07G120——工程做法（自重计算）中的附录材料自重表（续表4-1、4-2）可查寻到：混凝土小型空心砌块砌体（孔洞率44%）自重为14KN/m3。
② 而根据工程的实际情况，砌块墙体加上外饰面重量及砌块的灌孔重量（此处灌孔是考虑到建筑上保温隔热的功能要求及结构上需要增加墙体强度及提高竖向承载力时所提高的保险系数）的计算容重可考虑取值为19~21KN/m2。
⑵混凝土小型砌块的选用：对于砌块的选择，作为主受力承重墙应尽量选择双排孔的混凝土小型空心砌块，可增加砌块块体之间与砂浆的粘接面，这样既能增大墙体承压面的受力面积，提高墙体稳定性，又能较好地提高墙体的抗剪、抗拉强度。
⑶需要对混凝土小型空心砌块灌注芯柱时，在设置芯柱的位置可换用单排孔的砌块。
2． 应根据《砌体结构设计规范》第3.2.3条的规定对砌体的强度设计值乘以调整系数ra。
⑴所有小截面构件和水泥砂浆的调整系数均为对无筋砌体和配筋砌体中无筋砌体部份的砌体强度的调整。
⑵当施工质量控制等级为A级时，ra为1.05，C级时为0.89，配筋砌体不允许采用C级。
⑶如同时有上述多种情况时，应将各调整系数相应连乘。
3． 墙高H的计算取值
⑴楼层按楼层的高度计算取值。
⑵顶层为坡屋顶，层高算至山墙平均高度。
⑶底层外墙自首层，板顶至下端支点的距离，下端支点可取基础顶面，当埋置较深时，可取室外地坪下500mm，如有管沟时，则算至管沟底。
⑷底层内墙，当内墙两侧的厚度不小于100mm厚混凝土刚性地面时，则按楼层高度计算，如有管沟时，当地沟盖板上有混凝土隔热层时，仍可按楼层高度计算，否则应计算到管沟底。
4． 计算中需要注意的几点：
⑴无筋砌体（含网状配筋砌体）受压构件，当偏心受压时，偏心距e不应大于0.6y，当双偏压时，每个方向的偏心距ex不宜大于0.5x或0.5y，当不满足上述要求时，应采用配筋砌体构件。
⑵注意短墙、墙垛等砌体截面较小部位的承载力验算以及因局部预埋管线、孔洞引起的墙体截面削弱影响。在PKPM计算软件中，在结构楼面布置及芯柱布置的步骤中有涉及到芯柱的设置设计，在该项芯柱的设置中必须结合实际的工程情况及规范要求进行布置，因PKPM所计算出的墙体受压承载力的计算结果，是考虑芯柱对墙体承载力有一定的提高作用，故芯柱的布置要结合施工图最终结果来进行定位、定量，否则若只是为了计算而得出结果，而施工图的芯柱布置又随意的取消或增加，则会导致实际工程施工的墙体受压承载力与按理论计算的墙体受压承载力有较大的出入。
⑶注意房屋的阳台、雨篷、天沟等悬挑结构的抗倾覆要求。悬挑梁下支承面及较大跨度或承受荷载较大的梁端下支承面处砌体的局部受压承载力计算。
⑷房屋有单边走廊、阳台等悬挑结构时，应考虑其结房屋内力及变形的不利影响。
⑸跨度较大的钢筋混凝土楼盖梁板伸入墙体全厚并与梁垫（圈梁）整浇时，梁下墙体尚应按《砌体结构设计规范》第4.2.5条第4项的规定考虑梁上墙体产生的附加约束弯矩。
⑹多层砌体房屋的抗震计算，不考虑地震竖向分量的影响，水平地震作用及构件地震作用效应的计算，应按《建筑抗震设计规范》第7.2.1~7.2.6的规定进行。
⑺高宽比不大于规范限值且按规定设置构造柱式芯柱的多层砌体房屋，仅进行水平地震剪力作用下的构件承载力验算，略去地震倾覆力矩的影响。
⑻多层砌体住宅的纵向抗震承载力往往低于横向，进行墙体布置，确定墙肢截面尺寸和承载力验算时，应注意，若计算不通过，可在纵墙内增设构造柱和水平配筋带，以提高纵向受剪承载力。
⑼混凝土小型空心砌块墙的截面抗震受剪承载力，应按《建筑抗震设计规范》第7.2.6~7.2.11条的规定进行验算。
⑽对于多层砌体房屋横向水平地震剪力在各轴线各片横墙之间的分配，在属于现浇钢筋混凝土刚性楼盖的前提下，可按各片楼墙侧向刚度的比例分配。
五． 结束语
“节能减排”是未来建筑行业发展的主要指导思想，混凝土小型空心砌块在多层砌体结构的应用也会越来越广泛，作为结构工程师只有充分了解混凝土砌块的特性，并充分运用规范理论知识正确掌握计算机分析方法，才能跟上时代的步伐，设计出安全、经济的建筑结构。
参考文献
⑴ 国家行业标准：混凝土小型空砌块建筑技术规程 JGJ/T14-2004
⑵ 国家标准：砌体结构设计规范 GB5003-2001
⑶ 国家标准：建筑抗震设计规范 GB50011-2010
⑷ 国家标准设计图集：国家建筑标准设计图集07G120
——工程做法（自重计算）
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。