強臺風作用下砌體結構墻體的處理

本文通過對墻體在風荷載和豎向荷載共同作用下的承載力分析，導出砌體結構滿足安全性要求的墻體布置關系，并計算出在砌體強度、風荷載及墻體高厚比變化條件下，實心墻體和空斗墻體房屋開間、高度及進深間的比值，并提出加強墻體連接的構造要求和措施。

一、概述

砌體結構因其建筑材料來源廣泛、施工簡單方便、造價低廉等特點，在我國村鎮房屋建筑中得到極為廣泛的應用，沿海地區也是如此；但砌體結構也有許多缺陷：砌體結構的承載能力較低、整體性較差、抵抗水平荷載的能力較弱，因而在沿海強臺風影響地區的砌體結構因過大的風壓力而招致嚴重破壞或倒塌。如2021年8月8日強臺風“云娜”在浙江省臺州市境內登陸，造成11326間民房倒塌，其中砌體結構、磚木結構房屋倒塌超過6000間。2021年8月10日超強臺風“桑美”登陸浙江省溫州市蒼南縣，造成16200多間民房倒塌。

在砌體結構中，縱橫墻體是最重要的受力構件之一，它將結構上的垂直和水平荷載傳至基礎，因此墻體承載能力的高低決定了砌體房屋安全程度的大小。由于墻體的承載能力與很多因素有關系，如墻體的高厚比，砌體的抗壓、抗剪、抗彎強度，墻體的布置及荷載類型等。

在實際工程中，由于部分業主盲目追求大開間、高層高等對結構安全有不利影響的墻體布置形式（以保證房屋居住的舒適性），而此種墻體布置形式極易造成墻體在水平荷載的作用下產生倒塌；為了既保證房屋居住的舒適性又保證結構的安全，有必要通過分析墻體受力條件和墻體承載能力間的關系，確定合理的墻體布置方式。

二、墻體的荷載分布和破壞類型

下面以浙江沿海地區最為普遍的兩層砌體結構為例，依據國家有關規范，對墻體進行受力分析和承載能力的驗算。

當砌體結構處于強臺風作用下時，結構周邊墻體受垂直和水平荷載的共同作用，墻體在這樣的受力條件下，可能出現3種破壞類型：a）墻體在豎向壓力和水平推力的共同作用下，產生偏心受壓破壞；b）墻體在水平推力的作用下，沿墻體中部產生齒狀受彎破壞；c）墻體在豎向壓力和水平推力的共同作用下，產生剪切破壞。

三、墻體承載力與墻體布置的關系

一般的村鎮房屋建筑工程中，墻體厚度為240毫米，樓板多采用預制空心樓板，根據《建筑結構荷載規范》的有關規定，樓面的設計荷載可取為5.8kN；屋面的設計荷載可取為5.7kN.實心墻體（兩面粉刷）容重的設計值取6.8kN/平方米；空斗墻（兩面粉刷）容重的設計值取為4.4kN/平方米。

砌體強度的有關參數未按新規范（GB50003-2021）取用的原因是：a）村鎮房屋建筑中砂漿強度等級普遍較低且離散性較大，很難達到新規范（GB50003-2021）中最低的強度等級M2.5；b）目前村鎮房屋建筑中普遍采用燒結普通粘土磚，由于墻體材料的功能逐漸由承重轉為圍護，造成燒結普通粘土磚的強度等級普遍較低；c）目前村鎮房屋建筑多由鄉間工匠進行施工，他們未受過專業培訓且無較多的相關知識，施工中的隨意性較大，容易造成墻體的施工質量大幅度的波動，影響了墻體的承載力。

通過計算可知，在強臺風影響地區，村鎮房屋建筑中不宜采用空斗墻體作為承重墻體。對于承重墻體為實心墻體的房屋，砂漿強度等級宜在M2.5及以上，此時墻體的高厚比可在18左右（墻高約4.2～4.5米），墻體的開間尺寸在4.8～5.1米，這樣的墻體結構布置關系能滿足一般村鎮房屋建筑的要求。