一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法

摘要

本发明公开一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，包括以下步骤：砌筑基础并在所述基础顶部设置地圈梁，在藏羌片毛石墙体的关键部位设置竖向钢筋骨架系统，在墙体内设置若干拉结筋系统；在墙体内设置有若干水平钢筋骨架系统；达到楼层高度后，铺设楼板；重复上述步骤，即可进行多层房屋建设。本发明提高了藏羌石木结构墙体抗震性能和整体性，解决了传统圈梁、构造柱等抗震措施需要支模、振捣等复杂的施工工序在藏羌石墙中无法实施的问题，合理利用了当地石材资源，控制了建造成本，保留了藏羌石木结构房屋原生态建筑风貌。

权利要求

1.一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.砌筑基础并在所述基础顶部设置地圈梁（2）；

b.设置竖向钢筋骨架系统，砌筑墙体（1）；先绑扎箍筋与竖向钢筋构成钢筋笼，即竖向钢筋骨架系统处的墙体由钢筋、水泥砂浆、片石组砌而成，设置竖向钢筋骨架系统处的墙体（1）和其部位墙体（1）同时施工，其他部位继续沿用黄泥与片石砌筑，以保留藏羌石木结构的传统建筑风貌；

c.在所述墙体（1）内设置若干拉结筋系统；墙体砌筑至一定高度，水平铺设拉结纵筋（5），为了增强水平方向的整体性，绑扎短钢筋（6）与拉结纵筋（5）形成网片状的拉结筋；

d.在所述墙体（1）内设置若干水平钢筋骨架系统；墙体砌筑至楼板下方时，铺设一层钢筋网片后继续砌墙至楼板下方200mm时，再铺设一层钢筋网片，与周围水泥砂浆与片石砌筑而成的墙体（1）构成水平钢筋骨架系统, 所述水平钢筋骨架系统由两层钢筋网片组成，任意一层所述钢筋网片包括沿墙厚等间隔分布的若干水平主筋（7）以及在所述水平主筋（7）上绑扎的若干所述短钢筋（6）, 所述水平钢筋骨架系统在每层楼面、屋面下部的所述墙体（1）顶部通长设置，所述水平主筋（7）宜连续设在同一水平面上，并形成封闭状, 所述的竖向钢筋骨架系统从所述水平钢筋骨架系统内部穿过形成整体；

e.所述墙体（1）砌筑达到楼层高度后，铺设楼板（8）；

f.重复步骤b‑e，即可进行多层房屋建设。

2.根据权利要求1所述的提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，其特征在于：步骤b中所述的竖向钢筋骨架系统包括若干竖向主筋（3）及绑扎在所述竖向主筋（3）上的若干箍筋（4），所述竖向主筋（3）底部锚固在所述地圈梁（2）内,顶部锚入水平钢筋骨架系统内部，以形成整体。

3.根据权利要求2所述的提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，其特征在于：所述竖向钢筋骨架系统设置位置：①在外墙四角、隔开间横墙与外墙交接处、楼梯间四角等承载力薄弱处设置；②大于1.5m的门窗洞口两侧、跨度超过5m的一字墙中设置，且所述竖向钢筋骨架系统根据所述墙体1顶部截面中心位置设置，为了防止竖向主筋（3）和箍筋（4）钢筋锈蚀并提高粘接能力，竖向钢筋骨架系统处及周围200mm墙体（1）内采用强度不低于M7.5的水泥砂浆与石块砌筑。

4.根据权利要求1所述的提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，其特征在于：所述拉结筋系统设置在L形、十字形、T形和跨度超过5m的一字形所述墙体（1）内，每道拉结筋系统包括不少于3根直径为6mm的HPB300钢筋，为了增强水平方向的整体性，在拉结纵筋（5）上绑扎短钢筋（6），短钢筋（6）直径为6mm，间距为300～400mm，且拉结纵筋（5）每边伸入墙体

1内的长度不小于1000mm。

5.根据权利要求2所述的提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，其特征在于：所述竖向主筋（3）、箍筋（4）、拉结纵筋（5）、短钢筋（6）和水平主筋（7）隐藏在所述墙体（1）内，且周围200mm所述墙体（1）均采用水泥砂浆与片石砌筑。

说明书

一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及结构工程的设计和施工领域，特别是提出一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法。

背景技术

[0002] 在藏羌民族居住地，藏羌人民克服居住地交通不发达、经济相对落后等恶劣条件，在长期的生活、生产实践中，就地取材，充分利用山区丰富的石材、黄泥和木材等天然资源，建造了大量石墙承重为主，局部采用木柱与木梁承重的石木结构房屋。传统藏羌石墙体以当地山区的石块与黄泥砌筑，建筑材料因地制宜、生态环保，符合绿色发展理念。藏羌石木结构房屋具有浓厚的藏羌历史文化气息和极高的传统建筑艺术价值，是我国宝贵的建筑文
化遗产。

[0003] 藏羌石木结构房屋由当地工匠结合房主要求依据经验建造而成，采用石材作为砌块、用黄泥作黏合剂砌筑成墙，内搭木梁(或局部采用木柱)与石墙共同承重。藏羌房屋墙体较厚，外墙采用收分技术，即内墙垂直，外墙向内倾斜，截面呈梯形。墙体每砌筑到一定高度时，就设柱架梁，梁上架檩子、铺设劈柴木(或粗树枝)、再铺细树枝和沙石泥浆，最后铺细质粘土。

[0004] 藏羌石木结构房屋适应当地昼夜温差大的气候环境，夏季遮阳隔热、冬季保温保暖。但也存在结构整体性差、抗震性能不好的缺陷。另外，工匠大都反映砌体结构设计规范中规定的钢筋混凝土圈梁构造柱等抗震措施，由于施工工序复杂，对片石毛石墙施工难度
大，当地很少采用。由于缺乏有效切实可行的抗震措施，藏羌石木结构房屋存在较大的安全隐患，因此亟待出现一种既能保留藏羌独具特色的建筑风貌、施工方法简单可操作，又能提高房屋抗震性能的构造方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的是在保留藏羌石木结构房屋建筑风貌的基础上，提供一种施工简单易操作且提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，以解决上述现有技术存在的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，包括以下步骤：

[0007] a.砌筑基础并在所述基础顶部设置地圈梁；

[0008] b.设置竖向钢筋骨架系统，砌筑所述墙体；

[0009] c.在所述墙体内设置若干拉结筋系统；

[0010] d.在所述墙体内设置若干水平钢筋骨架系统；

[0011] e.所述墙体砌筑达到楼层高度后，铺设楼板；

[0012] f.重复步骤b‑e，即可进行多层房屋建设。

[0013] 优选的，步骤b中所述的竖向钢筋骨架系统包括若干竖向主筋及绑扎在所述竖向主筋上的若干箍筋，所述竖向主筋底部锚固在所述地圈梁内。

[0014] 优选的，所述竖向钢筋骨架系统设置位置：①在外墙四角、隔开间横墙与外墙交接处、楼梯间四角等承载力薄弱处设置；②大于1.5m的门窗洞口两侧、跨度超过5m的一字墙中设置，且所述竖向钢筋骨架系统根据所述墙体1顶部截面中心位置设置。

[0015] 优选的，步骤c中所述的拉结筋系统穿过所述竖向钢筋骨架系统，所述拉结筋系统包括若干拉结纵筋以及在所述拉结纵筋上绑扎的若干短钢筋。

[0016] 优选的，所述拉结筋系统设置在L形、十字形、T形和跨度超过5m的一字形所述墙体内。

[0017] 优选的，根据步骤d所述的水平钢筋骨架系统由两层钢筋网片组成，任意一层所述钢筋网片包括沿墙厚等间隔分布的若干水平主筋以及在所述水平主筋上绑扎的若干所述
短钢筋。

[0018] 优选的，所述水平钢筋骨架系统在每层楼面、屋面下部的所述墙体顶部通长设置，所述水平主筋宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状。

[0019] 优选的，根据步骤d所述的竖向钢筋骨架系统从所述水平钢筋骨架系统内部穿过形成整体。

[0020] 优选的，所述竖向主筋、箍筋、拉结纵筋、短钢筋、水平主筋隐藏在所述墙体内，且周围200mm所述墙体均采用水泥砂浆与片石砌筑。

[0021] 本发明公开了以下技术效果：本发明提高藏羌石木结构墙体整体性能及抗震性，通过在原有藏羌石墙中增设竖向钢筋骨架系统，有效提高藏羌石木结构墙体延性和变形能
力；为了提高整体性而起拉结作用，在墙体内设置若干拉结筋系统；为了减轻地基不均匀沉降对房屋的破坏，抵抗地震力的影响，在原有藏羌石墙中增设水平钢筋骨架系统。本发明提高了藏羌石木结构墙体抗震性能和整体性，解决了传统圈梁、构造柱等抗震措施需要支模、振捣等复杂的施工工序在藏羌石墙中无法实施的问题，合理利用了当地石材资源，控制了
建造成本，保留了藏羌石木结构房屋原生态建筑风貌。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

[0023] 图1为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中一字墙整体示意图；

[0024] 图2为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中L字墙整体示意图；

[0025] 图3为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中T字墙整体示意图；

[0026] 图4为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中十字墙整体示意图；

[0027] 图5为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中竖向钢筋骨架系统示意图；

[0028] 图6为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中水平钢筋骨架系统钢筋网片示意图；

[0029] 图7为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中一字形墙竖向钢筋骨架系统与拉结筋系统示意图；

[0030] 图8为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中L字形墙竖向钢筋骨架系统与拉结筋系统示意图；

[0031] 图9为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中T字墙竖向钢筋骨架系统与拉结筋系统示意图；

[0032] 图10为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中十字墙竖向钢筋骨架系统与拉结筋系统的示意图；

[0033] 图11为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中一字墙竖向钢筋骨架锚固示意图；

[0034] 图12为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中L字形墙竖向钢筋骨架系统锚固示意图；

[0035] 图13为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中T字墙竖向钢筋骨架系统锚固示意图；

[0036] 图14为本发明提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中十字墙竖向钢筋骨架系统锚固示意图；

[0037] 其中：1‑墙体；2‑地圈梁；3‑竖向主筋；4‑箍筋；5‑拉结纵筋；6‑短钢筋；7‑水平主筋；8‑楼板。

具体实施方式

[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0039] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0040] 参照图1‑14，本发明提供一种提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法，包括以下步骤：

[0041] a.砌筑基础并设置地圈梁2，根据使用要求开挖基坑，清除表层浮土和积水，并确认深度、宽度等满足要求后铺砌基础。为防止基础不均匀沉降，在基础顶部设置地圈梁2；

[0042] b.绑扎竖向钢筋骨架系统并砌筑墙体1，墙体1通常由石材和黄泥砂浆组砌而成，石材通常选取片石，而黄泥砂浆则由黄泥拌制而成；设置竖向钢筋骨架系统处的墙体1可以和其部位墙体1同时施工。施工时先绑扎竖向钢筋骨架系统，再砌筑墙体1，墙体1的石块和钢筋相互搭接，搭接距离不小于200mm，以形成整体；

[0043] c.在L形、十字形、T形转角处和跨度超过5m的一字型墙体1处沿墙高每500mm高设置一道拉结筋系统,为保证可靠拉结，拉结筋系统每边伸入墙体1内不小于1000mm；

[0044] d.为了增加房屋的整体刚度，抵抗地震力的影响，在墙体1内设置若干水平钢筋骨架系统，具体为每层楼面、屋面顶部通长设置；

[0045] e.达到建筑层高后，铺设楼板8；

[0046] f.当需要建造多层房屋时，重复步骤b‑e，即可进行多层房屋建设。

[0047] 进一步优化方案，步骤b中的竖向钢筋骨架系统包括若干竖向主筋3与绑扎在竖向主筋3上的箍筋4，竖向主筋3与箍筋4形成边长不宜小于300mm的截面；竖向主筋3底部锚固
在地圈梁2中，顶部锚入水平钢筋骨架系统内部，锚固长度为15d(d为钢筋直径)，以形成整体；竖向主筋3为直径不小于12mm的8根强度等级不低于HRB400钢筋，箍筋4为直径不小于
6mm的强度等级不低于HPB300钢筋，箍筋4间距为200～250mm；为了防止竖向主筋3和箍筋4
钢筋锈蚀并提高粘接能力，竖向钢筋骨架系统处及周围200mm墙体1内采用强度不低于M7.5
的水泥砂浆与石块砌筑。

[0048] 进一步优化方案，竖向钢筋骨架系统设置位置：①在外墙四角、隔开间横墙与外墙交接处、楼梯间四角等承载力薄弱处设置；②大于1.5m的门窗洞口两侧、跨度超过5m的一字墙中设置，且竖向钢筋骨架系统根据墙体1顶部截面中心位置设置。

[0049] 进一步优化方案，为了加强T字形、L字形等薄弱部位墙体的整体性，根据步骤c的每道拉结筋系统包括不少于3根直径为6mm的HPB300钢筋，为了增强水平方向的整体性，在
拉结纵筋5上绑扎短钢筋6，短钢筋6直径为6mm，间距为300～400mm，且拉结纵筋5每边伸入墙体1内的长度不小于1000mm。

[0050] 当拉结筋系统设置在一字墙处时，3根拉结纵筋5分别平行穿设在位于同一直线的竖向钢筋骨架系统内，在拉结纵筋5上绑扎短钢筋6。

[0051] 当拉结筋系统设置在L形墙体处时，第一根拉结纵筋5沿竖向钢筋骨架系统外侧固接，第二根拉结纵筋5穿过竖向钢筋骨架系统中间，第三根拉结纵筋5沿水平方向墙体1设置在竖向钢筋骨架系统最外端。为了增强水平方向的整体性，在拉结纵筋5上绑扎短钢筋6。

[0052] 当拉结筋系统设置在T形墙体1处时，纵向的墙体1上的三根拉结纵筋5分别平行穿设在位于同一直线的竖向钢筋骨架系统内，横向的墙体1内的拉结纵筋5延伸至竖向钢筋骨
架系统内，在拉结纵筋5上绑扎短钢筋6。

[0053] 当拉结筋系统设置在十字墙处时，设置在纵墙和横墙上的拉结纵筋5分别穿过竖向钢筋骨架系统，在拉结纵筋5上绑扎短钢筋6。

[0054] 进一步优化方案，每道水平钢筋骨架系统由间距150mm～200mm的两层钢筋网片组成，每层钢筋网片由水平主筋7及绑扎在水平主筋7上的横向短钢筋6组成；水平主筋7沿墙
厚等间隔分布在墙体1内，且需连续地设在同一水平面上，并形成封闭状；墙体1砌筑至楼板
8下方350～400mm时放置第一道水平钢筋网片，继续砌筑墙体1；墙体1砌筑至楼板8下方
200mm时，同样的方法放置第二道水平钢筋网片；水平主筋7为3根直径为10mm的HRB400钢
筋，短钢筋6直径为6mm，间距为300～400mm；每根水平主筋7根据墙体1截面中心位置均匀设置，两层钢筋网片间距为150～200mm。

[0055] 进一步优化方案，根据步骤d的竖向钢筋骨架系统穿过水平钢筋骨架系统形成整体。

[0056] 进一步优化方案，传统藏羌石墙为黄泥与石块砌筑而成，为了防止钢筋在黄泥中锈蚀，同时提高粘接能力，竖向主筋3、箍筋4、拉结纵筋5、短钢筋6和水平主筋7周围均采用强度不低于M7.5水泥砂浆砌筑，由于藏羌墙体1较厚，钢筋设置在墙体1内部，为保证钢筋周围至少各有2mm厚的砂浆层，砂浆厚度不应少于16mm。

[0057] 本实施例中对两面石墙进行低周往复加载试验，对比研究如下：

[0058] 本发明为研究所提出的提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造方法中是否具有可操作性、是否具有抗震性能等具体作用，设计并请当地工匠制作了两面石墙，由当地工匠现场施工证实此构造方法的可操作性能。并对两面石墙进行低周往复加载试验，将两面墙
分别命名为W‑1和W‑2，详见表1。

[0059] 表1

[0060]

[0061]

[0062] 实验结果：对比分析W‑1和W‑2的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化情况、耗能性能等，发现有抗震构造措施的墙体1弹性阶段、裂缝及发展阶段历时更长，且极限承载力、抗侧刚度、耗能性能均有提升，其中极限承载力提升了225％，初始刚度提升了22％，耗能性能提升了183％。证明了本发明的提高藏羌石木结构墙体抗震性能的构造对石墙抗震性能提高的有效性。

[0063] 本发明提高了藏羌石木结构墙体抗震性能和整体性，解决了传统圈梁、构造柱等抗震措施需要支模、振捣等复杂的施工工序在藏羌石墙中无法实施的问题，合理利用了当
地石材资源，控制了建造成本，保留了藏羌石木结构房屋原生态建筑风貌；并且能够很好地适应不同墙体1位置的施工要求，可以根据不同墙体位置放置钢筋，适用于各种部位墙体1
施工；还能增强石墙体水平及竖向的连接，增强结构的整体性；所有钢筋隐藏在墙体1内部，墙体1基本保留当地黄泥与石块砌筑的方法，生态环保。

[0064] 经计算增加构造措施的房屋花费增加52.78～65.98元/平米(采用综合单价，含人工费、加工费等)，控制了建造成本，经济可行。该措施有助于四川省藏羌地区新建石木结构房屋的抗震应用。

[0065] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0066] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出
的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。