CN111155677B - 一种带芯柱生土砖砌体结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带芯柱生土砖砌体结构及其施工方法，包括在生土砖上开孔构成的单孔生土砖和双孔生土砖，将双孔生土砖上下层间交错砌筑或将单孔生土砖与双孔生土砖间隔上下层间交错砌筑于基础梁上，在砌筑墙体生土砖开孔中上下贯穿芯柱构成带芯柱生土砖砌体结构；在砌筑墙体基础梁中预埋的地梁锚固钢筋和通过钢筋套筒转换接头连接的竖向钢筋，在砌筑墙体间隔地梁锚固钢筋一定高度处通过钢筋套筒转换接头连接上部钢筋；地梁锚固钢筋和上部钢筋弯折，并分别与地梁纵筋和圈梁纵筋绑扎，浇筑混凝土与砌筑墙体生土砖连成一体。该结构能够增强墙体的整体性与稳定性，提升墙体的抗剪承载能力，大幅提高房屋的承载能力与抗震能力。

Description

一种带芯柱生土砖砌体结构及其施工方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，是一种在生土砖砌体中设置芯柱来提高生土砖砌体受力性能的方法。

背景技术

土坯建筑具有就地取材、成本低廉、保温性能良好、绿色环保等众多优势，符合现阶段生态环保、可持续发展理念，具有良好的发展前景，近些年土坯建筑再次受到国内外学者的广泛关注。

传统的土坯建筑在建房过程中主要根据当地工匠的建房经验进行建造，土坯砖采用掺加麦秸秆的草泥制作而成，自身强度较低，耐久性能差，砌筑灰浆多采用草泥浆，两者之间粘结效果不理想，协同工作能力较差，且大多数生土砖砌体房屋基本没有抗震构造措施，并存在砌筑水平差的问题。根据历次地震灾害调查结果显示，在遭受地震后，土坯建筑破坏严重，经常表现为墙体开裂、墙体整体式倒塌或者溃散式破坏，说明房屋的整体性较差，抗震性能较差。

近几年课题组根据传统生土砖砌体建筑存在的问题研制出一种新型机制生土砖，具有强度高、耐久性能好及能够同砌筑灰浆进行良好协同工作的优点，并在陕西榆林进行了生土砌体示范房屋建设，示范建筑中设置钢筋混凝土构造柱与圈梁，极大的提高了房屋的整体性与抗震性能，但是构造柱的设置一定程度上影响了生土示范房屋的美观性，以及预留构造柱位置时需要砌筑马牙槎，增加了施工难度，延长了施工工期。

现有技术存在的主要问题：

1)传统生土砖强度低，新型生土砖强度高，但是开孔依然是一大难题，且砌体砖砌筑过程中必须要求砖块孔洞相通，极大地增加了生土砖开孔的设计与制作难度。

2)传统生土建筑缺乏构造措施，新型生土建筑设置圈梁构造柱，但是构造柱的设置在施工过程中太过于繁琐，需进行预留马牙槎、模板制作、模板支护、绑扎钢筋、混凝土浇筑、混凝土养护、模板拆卸等一系列步骤，且混凝土柱暴露在外，影响生土建筑适用性与美观性，同时构造柱与生土墙体之间不能很好地协同工作。

3)生土墙体中生土砖开孔直径较小，芯柱中的钢筋的设置与混凝土的浇筑具有较大难度。

因此，提供一种带芯柱生土砖砌体结构及其施工方法，成为目前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对前期工作及生土砌体整体性差的特点，本发明目的在于提供一种带芯柱生土砖砌体结构及其施工方法，使用钢筋混凝土灌注开孔生土砖的方法，能够增强墙体的整体性与稳定性，提升墙体的抗剪承载能力，大幅提高房屋的承载能力与抗震能力。既能保证房屋美观要求，又能极大地提升房屋的整体性，大幅度降低地震灾害，对于生土建筑的传承、生态节能材料的推进具有重要的意义。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种带芯柱生土砖砌体结构，包括在生土砖上开孔构成的单孔生土砖和双孔生土砖，将双孔生土砖上下层间交错砌筑或将单孔生土砖与双孔生土砖间隔上下层间交错砌筑于基础梁上，在砌筑墙体生土砖开孔中上下贯穿芯柱构成带芯柱生土砖砌体结构；

芯柱包括在砌筑墙体基础梁中预埋的地梁锚固钢筋和通过钢筋套筒转换接头连接的竖向钢筋，在砌筑墙体间隔地梁锚固钢筋一定高度处通过钢筋套筒转换接头连接上部钢筋；地梁锚固钢筋和上部钢筋弯折，并分别与地梁纵筋和圈梁纵筋绑扎，浇筑混凝土与砌筑墙体生土砖连成一体。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述地梁锚固钢筋顶部应超出基础梁顶面50mm。

优选的，间隔1000mm进行设置钢筋套筒转换接头，并一次浇筑混凝土。

优选的，所述单孔生土砖与双孔生土砖冲压成型，开孔直径不小于55mm。

优选的，竖向钢筋之间使用水平拉结筋进行拉结，水平拉结筋间距1000mm，竖向钢筋与水平拉结筋交点处焊接连接。

优选的，一字形12墙全部采用双孔生土砖砌筑，砖对孔灰缝不通缝。

优选的，一字形24墙与T形24墙丁砖采用双孔生土砖、顺砖采用单孔生土砖砌筑，砖对孔灰缝不通缝。

优选的，L形24墙丁砖采用双孔生土砖、顺砖采用单孔生土砖砌筑，角部全部采用双孔生土砖砌筑，生土砖墙体对孔不通缝。

相应地，本发明公开了上述带芯柱生土砖砌体结构的砌筑方法，包括如下步骤：

1)基础梁砌筑，在定位处预埋地梁锚固钢筋与基础梁顶面地梁纵筋连接，地梁纵筋与芯柱竖筋节点绑扎；预埋钢筋顶部超出基础梁顶面50mm；

2)基础梁养护后用双孔生土砖、单孔生土砖进行上部结构砌筑，至预埋钢筋位置处，将单孔生土砖沿长度方向切成两半，形成砌筑生土砖构件与补砌生土砖构件；先砌筑生土砖构件至1000mm高度后，在基础梁预埋地梁锚固钢筋上锚固钢筋套筒并插入竖向钢筋连接，钢筋超出砌筑面50mm；

3)补砌生土砖构件，控制墙体水平灰缝和墙体竖向灰缝厚度，填充密实；

4)灌注芯柱细石混凝土，振捣灌注密实；

5)将相邻两根竖向钢筋之间使用水平拉结筋拉结，水平拉结筋间距1000mm，拉结交点部位焊接；

6)水平拉结筋焊接完成后，继续砌筑上部砌体；

7)在竖向钢筋顶端再次砌筑生土砖构件至砌筑高度再次达到1000mm时，在竖向钢筋顶部拧上墙体中部钢筋套筒，插入上部钢筋，与墙体中部钢筋套筒连接，保证钢筋顶部距砌筑墙顶面50mm；

8)重复步骤3)-7)，直至砌筑到墙顶圈梁位置，对上部钢筋弯折处理；

9)墙顶圈梁钢筋笼的绑扎，将墙体上部钢筋与圈梁纵筋绑扎连接，最后浇筑混凝土连接成一体。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

1)本发明采用一种新型冲压成型的单孔生土砖与双孔生土砖，开孔直径达55mm，克服了传统生土砖强度低的弱点，突破了新型生土砖开孔难的问题，同时保证了在不同厚度墙体的砌筑过程中保证生土砖对孔不通缝。

2)传统生土建筑构造措施缺乏，房屋整体性差，安全性较低；新型生土建筑设置钢筋混凝土构造柱，施工工作繁琐，且混凝土构造柱与砌体墙之间存在缝隙，不能很好地协同工作，同时生土墙体原生态的质感会遭受到严重的影响，美观性与适用性上有很大的影响。本发明采用设置钢筋混凝土芯柱的方法，不仅极大地简化了施工步骤，增强了钢筋混凝土芯柱与生土砖墙体的协同工作能力，增加了墙体的整体性，而且保证了墙体立面的纯粹的原生态品质。

3)本发明采用间隔1000mm进行设置钢筋套筒转换接头，对生土砖进行切割，预留后砌生土砖，易于钢筋连接，保证钢筋的连续性，且不影响生土墙体立面效果；混凝土灌注时采用振动器振捣钢筋的方法，同时每间隔1000mm进行一次浇筑，混凝土应采用细石混凝土，保证混凝土密实。

本发明采用设置钢筋混凝土芯柱的方法，极大地改善了传统生土砌体建筑的整体性差、抗震性能差的问题，简化了现代生土砌体结构设置构造柱的施工方法，同时最大程度的保留了生土砌体原生态的质感。本发明可广泛应用于生土资源丰富地区的建筑领域。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为双孔生土砖结构示意图；

图2为单孔生土砖结构示意图；

图3为钢筋混凝土芯柱内部构造；

图4为套筒位置处生土砖结构示意图；

图5为墙体中部构造连接结构示意图；

图6为墙体与地梁连接处构造；

图7为墙体与圈梁连接处构造；

图8为芯柱间水平拉结结构示意图；

图9为一字形12墙结构示意图；

图10为一字形24墙结构示意图；

图11为T形24墙结构示意图；

图12为L形24墙结构示意图。

图中：1为双孔生土砖，2为双孔生土砖孔洞，3为单孔生土砖，4为单孔生土砖孔洞，5为基础梁，6为地梁纵筋，7为地梁锚固钢筋，8为地梁纵筋与芯柱竖筋节点，9为砌筑生土砖构件，10为补砌生土砖构件，11为锚固钢筋套筒，12为竖向钢筋，13为墙体水平灰缝，14为墙体竖向灰缝，15为芯柱细石混凝土，16为水平拉结筋，17为拉结部位，18为墙体中部钢筋套筒，19为上部钢筋，20为墙顶圈梁，21为圈梁纵筋，22为扎丝。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明砌筑生土砖包括生土砖、钢筋、套筒、细石混凝土和砂浆。在一个实施例中，生土砖具体尺寸如下：240*115*90，如图1、图2所示，分为双孔生土砖1和单孔生土砖3，双孔生土砖孔洞2和单孔生土砖孔洞4洞口直径为55mm；芯柱钢筋选用直径12mm的HRB335螺纹钢筋；水平拉结钢筋选用直径6mm的HPB300光圆钢筋；套筒内径12mm，厚度2.4mm，长度50mm；混凝土自拌，水泥选用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥，沙子选用中砂，石子选用细石，直径不应大于8mm。

如图3、图5、图6、图7、图8所示，本发明的带芯柱生土砖砌体结构，包括在生土砖上开孔构成的单孔生土砖3和双孔生土砖1，将双孔生土砖上下层间交错砌筑或将单孔生土砖与双孔生土砖间隔上下层间交错砌筑于基础梁5上，在砌筑墙体生土砖开孔中上下贯穿芯柱构成带芯柱生土砖砌体结构。

芯柱包括在砌筑墙体基础梁中预埋的地梁锚固钢筋7和通过钢筋套筒转换接头连接的竖向钢筋12，在砌筑墙体间隔地梁锚固钢筋7一定高度处通过钢筋套筒转换接头连接上部钢筋19；地梁锚固钢筋7和上部钢筋19弯折，并分别与地梁纵筋6和圈梁纵筋21绑扎，浇筑混凝土与砌筑墙体生土砖连成一体。

生土砖砌体砌筑过程中，芯柱位置应保证通孔，单孔生土砖与双孔生土砖冲压成型，开孔直径不小于55mm，且应该便于灌浆，考虑到这些因素，本发明提供了带芯柱生土砖砌体结构及其施工方法，该发明可以同时保证施工速度与施工质量。

为克服灌孔难、钢筋不易插入孔洞、钢筋之间连接，以及钢筋与基础之间的连接等问题，将在设置钢筋混凝土芯柱部位采用下列步骤进行：

1)见图5、图6所示，首先进行基础梁5的浇筑(砌筑)，沿地梁长度方向对钢筋混凝土芯柱进行定位标记，在定位处预埋地梁锚固钢筋7，与基础梁5顶面地梁纵筋6连接，地梁纵筋与芯柱竖筋节点8连接部位采用绑扎处理；预埋钢筋顶部应超出基础梁5顶面50mm；

2)基础梁5养护完成后用双孔生土砖1、单孔生土砖3进行上部结构砌筑，砌筑至预埋钢筋位置处，单孔生土砖3做如图6所示处理，将单孔生土砖3沿长度方向切成两半，形成砌筑生土砖构件9与补砌生土砖构件10，如图4所示。首先砌筑生土砖构件9，然后继续向上砌筑至1000mm高度后，在基础梁5预埋地梁锚固钢筋7上拧上锚固钢筋套筒11，然后插入竖向钢筋12，与锚固钢筋套筒11连接，保证连接位置紧固，同时保证钢筋超出砌筑面50mm；

3)然后补砌生土砖构件10，控制墙体水平灰缝13厚度在10mm，墙体竖向灰缝14厚度在10mm，灰缝应保证填充密实；

4)灌注芯柱细石混凝土15，振捣，保证混凝土灌注密实，见图8所示；

5)灌注完成后，将两根竖向钢筋12之间使用水平拉结筋16进行拉结，水平拉结筋间距1000mm，拉结部位17采用焊接处理。

6)水平拉结筋焊接完成后，继续砌筑上部砌体；

7)在竖向钢筋12顶端位置处，再次砌筑生土砖构件9，直至砌筑高度再次达到1000mm时，在竖向钢筋12顶部拧上墙体中部钢筋套筒18，继续插入上部钢筋19，与墙体中部钢筋套筒18连接，保证连接位置紧固，同时保证钢筋顶部距砌筑墙顶面50mm；

8)重复步骤3)-7)，直至砌筑到墙顶圈梁20位置，如图7所示，对上部钢筋19做如图弯折处理；

9)进行墙顶圈梁20钢筋笼的绑扎，将墙体上部钢筋19与圈梁纵筋21采用扎丝22绑扎连接，最后浇筑混凝土连接成一体。

以上图1-图8中，考虑到砌筑生土砖时要求对孔，本发明针对常用砌体墙构造，为了保证砌筑过程中生土砖对孔但不通缝，设计出以下几种墙体的砌筑方法，如图9所示。

带芯柱生土砖砌体如图9、图10、图11和图12所示，一字形12墙全部采用双孔生土砖砌筑，保证砖对孔灰缝不通缝；一字形24墙与T形24墙丁砖采用双孔生土砖，顺砖采用单孔生土砖，保证砖对孔灰缝不通缝；L形24墙丁砖采用双孔生土砖，顺砖采用单孔生土砖，角部全部采用双孔生土砖，保证生土砖墙体对孔不通缝。

本发明的工作原理为：

在现代生土砖砌体中设置钢筋混凝土芯柱，不仅从立面上保留了生土墙体的美感，而且克服了生土墙体受力性能差的特点，同时现浇的钢筋混凝土芯柱同生土砖之间相互渗透，加强了两者之间的粘结性能，提高了两者的协同工作能力，提高了墙体的整体性、稳定性，起到构造柱的作用，有效的提升了墙体抗压、抗剪承载能力，以及抗震能力，保证了结构的稳定性。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，包括在生土砖上开通孔构成的单孔生土砖和双孔生土砖，单孔生土砖与双孔生土砖冲压成型，开孔直径不小于55mm；将双孔生土砖上下层间交错砌筑或将单孔生土砖与双孔生土砖间隔上下层间交错砌筑于基础梁上，在砌筑墙体生土砖开孔中上下贯穿芯柱构成带芯柱生土砖砌体结构；

芯柱包括在砌筑墙体基础梁中预埋的地梁锚固钢筋和通过钢筋套筒转换接头连接的竖向钢筋，竖向钢筋之间使用水平拉结筋进行拉结；在砌筑墙体间隔地梁锚固钢筋一定高度处通过钢筋套筒转换接头连接上部钢筋；地梁锚固钢筋和上部钢筋弯折，并分别与地梁纵筋和圈梁纵筋绑扎，浇筑混凝土与砌筑墙体生土砖连成一体；

在设置芯柱部位采用单孔生土砖沿长度方向切成两半，形成砌筑生土砖构件与补砌生土砖构件。

2.根据权利要求1所述的一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，所述地梁锚固钢筋顶部应超出基础梁顶面50mm。

3.根据权利要求1所述的一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，间隔1000mm进行设置钢筋套筒转换接头，并一次浇筑混凝土。

4.根据权利要求1所述的一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，水平拉结筋间距1000mm，竖向钢筋与水平拉结筋交点处焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，一字形12墙全部采用双孔生土砖砌筑，砖对孔灰缝不通缝。

6.根据权利要求1所述的一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，一字形24墙与T形24墙丁砖采用双孔生土砖、顺砖采用单孔生土砖砌筑，砖对孔灰缝不通缝。

7.根据权利要求1所述的一种带芯柱生土砖砌体结构，其特征在于，L形24墙丁砖采用双孔生土砖、顺砖采用单孔生土砖砌筑，角部全部采用双孔生土砖砌筑，生土砖墙体对孔不通缝。

8.一种权利要求1-7任一项所述的带芯柱生土砖砌体结构的砌筑方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)基础梁砌筑，在定位处预埋地梁锚固钢筋与基础梁顶面地梁纵筋连接，地梁纵筋与芯柱竖筋节点绑扎；预埋钢筋顶部超出基础梁顶面50mm；

2)基础梁养护后用双孔生土砖、单孔生土砖进行上部结构砌筑，至预埋钢筋位置处，将单孔生土砖沿长度方向切成两半，形成砌筑生土砖构件与补砌生土砖构件；先砌筑生土砖构件至1000mm高度后，在基础梁预埋地梁锚固钢筋上连接钢筋套筒并插入竖向钢筋连接，钢筋超出砌筑面50mm；

3)补砌生土砖构件，控制墙体水平灰缝和墙体竖向灰缝厚度，填充密实；

4)灌注芯柱细石混凝土，振捣灌注密实；

5)将相邻两根竖向钢筋之间使用水平拉结筋拉结，水平拉结筋间距1000mm，拉结交点部位焊接；

6)水平拉结筋焊接完成后，继续砌筑上部砌体；

7)在竖向钢筋顶端再次砌筑生土砖构件至砌筑高度再次达到1000mm时，在竖向钢筋顶部拧上墙体中部钢筋套筒，插入上部钢筋，与墙体中部钢筋套筒连接，保证钢筋顶部距砌筑墙顶面50mm；

8)重复步骤3)-7)，直至砌筑到墙顶圈梁位置，对上部钢筋弯折处理；

9)墙顶圈梁钢筋笼的绑扎，将墙体上部钢筋与圈梁纵筋绑扎连接，最后浇筑混凝土连接成一体。

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