一种混凝土砌块柱的结构体系
技术领域
本发明涉及一种建筑承重结构体系，特别是一种混凝土砌块柱的结构体系。
背景技术
我国全面禁止使用粘土砖的时限就要到了，为了不用粘土砖和建筑节能，目前出现了百花齐放的各种墙体。例如：
1、稻草板外墙，采用壁厚2mm、60×60mm的薄壁轻钢方钢管做承重柱，间距0.6m，其抗弯承载力仅为0.138t-m/根。而若该地基本风压为0.5KN/m2，则3m高，2.4m窗口边的薄壁轻钢方钢柱承受的弯矩值约为0.49t-m/根，其抗弯承载力仅是所承受弯矩值的28％，即薄壁轻钢方钢柱不满足设计的抗弯承载力。间距0.6m的薄壁轻钢方钢柱承受的弯矩值约为0.29t-m/根。仅是承受弯矩值的48％，也不满足设计的抗弯承载力。
薄壁轻钢方钢柱极易腐蚀，特别是在根部焊缝处腐蚀更快，在一般民居中不可能在薄壁轻钢方钢管上涂刷高防腐蚀涂层，涂刷一般防腐漆时，增加耐腐蚀年限很有限，钢柱的腐蚀加速了危险的发生。
这种稻草板外墙存在安全隐患。
2、还有用壁厚3mm、100×100mm的薄壁轻钢方钢管做承重柱，间距4m，用苯板与水泥纤维板复合后安装在薄壁轻钢方钢管两侧的外墙。这种规格的薄壁轻钢方钢柱抗弯承载力为0.58t-m/根。而若该地基本风压为0.5KN/m2，则4mi间距、3m高的薄壁轻钢方钢柱承受的弯矩值约为1.288t-m/根。这种薄壁轻钢方钢柱的抗弯承载力仅是承受弯矩值的45％，也不满足设计的抗弯承载力要求。
同样也存在腐蚀的问题。
普通民宅不可能在薄壁轻钢柱上涂刷涂层很厚的防火漆，薄壁轻钢柱的防火性能不好，
3、还有所谓格构式的轻型墙体，格构式的轻型墙体刚度差，也不满足结构设计受弯承载力的要求的。
所谓格构式的轻型墙体是在苯板中间，按一定间距设置直径为80～100mm的水平及垂直的混凝土杆件——小圆柱及拉梁，混凝土小圆柱或拉梁内有1根钢筋。由于受力的混凝土小圆柱或拉梁位于受弯构件墙体的中性轴部位，对抗弯几乎不起作用。这种墙体刚度太差，若没有了苯板，这些格构式的小圆柱或拉梁是不能挺立的。
因此，所谓格构式的轻型墙体是不能满足结构设计受弯承载力的要求的。
上述现象说明：当前新农村建设中，农房建设存在安全隐患。
若用现浇混凝土框架结构虽然安全，但需支模板、绑钢筋、浇注混凝土，造价高。因框架结构造价高，城市的一般民用建筑多层砌体结构建筑都不愿意采用现浇混凝土框架结构，那么农村的小型建筑采用框架结构更凸显造价高，施工不便的问题。
上述现象还说明：目前没有一种造价较低，施工方便，满足安全要求，可以替代粘土砖，适合单层建筑承重的结构体系，特别是这种结构体系应方便安装植物秸秆、轻质砌块，高分子保温材料作为填充的外墙，发挥保温材料的节能保温作用，适应建筑节能以及利用废物的要求。
此外，在二、三层的低层建筑中不用粘土砖时，也需要提供一种造价较低、施工方便、安全的外墙承重结构体系，同样这种结构体系应方便安装植物秸秆、轻质砌块，高分子保温材料作为填充的外墙，发挥保温材料的节能保温作用，适应建筑节能以及利用废物的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种承重结构体系，特别是一种混凝土砌块柱的结构体系，为单层和低层建筑提供一种造价较低，施工方便，安全的结构体系，这是本发明要解决的目的。
本发明的第一种混凝土砌块柱的结构体系是：本发明包括混凝土砌块柱、混凝土梁；所述混凝土砌块柱为L形柱、T形柱或矩形柱，所述混凝土砌块柱的长短边比例不大于4；在混凝土砌块柱的顶端有混凝土梁，混凝土梁沿建筑周圈的混凝土砌块柱设置，混凝土梁与混凝土砌块柱连接；混凝土砌块柱与混凝土梁沿建筑外墙构成一种混凝土砌块柱的框架结构体系。
本发明的第二种混凝土砌块柱的结构体系是：本发明包括混凝土砌块柱、混凝土梁、屋架；所述混凝土砌块柱为L形柱、T形柱或矩形柱，所述混凝土砌块柱的长短边比例不大于4；所述屋架为木屋架或钢屋架或钢木屋架；在混凝土砌块柱的顶端有混凝土梁，混凝土梁沿建筑周圈的混凝土砌块柱设置，混凝土梁与混凝土砌块柱连接；屋架安装在混凝土梁上，屋架与混凝土砌块柱构成一种混凝土砌块柱的排架结构体系。
本发明与现有框架结构或排架结构结构体系的不同点在于：现有框架结构体系为混凝土框架或钢框架结构体系，现有排架结构体系为钢排架或混凝土排架结构体系；现有排架结构或框架结构体系的柱都不是混凝土砌块柱，都是用现浇混凝土柱(以前也有预制混凝土柱)或钢柱，没有用混凝土砌块柱形成的排架结构体系或框架结构体系。目前虽然有用混凝土砌块内设钢筋，灌注混凝土，但不是用作柱，而是作为配筋砌体墙，即作为混凝土承重砌块墙。
本发明混凝土梁将混凝土砌块柱顶端连接，沿建筑外墙形成混凝土砌块柱的框架结构体系。
本发明的屋架安装在混凝土梁上，屋架荷载通过混凝土梁传给混凝土砌块柱，在垂直于外墙方向，屋架与混凝土砌块柱构成一种混凝土砌块柱的排架结构体系。
混凝土砌块柱的施工方法主要是砌筑，不须支模板，虽然有钢筋但数量很少，砌块柱内孔洞浇注的混凝土量也少。因此，混凝土砌块柱的造价比现浇混凝土柱的造价低得多，大约是现浇混凝土柱造价40～50％。但本发明可以满足单层和低层建筑结构的安全要求。
本发明的技术效果：本发明的混凝土砌块柱的结构体系，既可满足不用粘土砖时外墙受力的安全需要，又施工方便，造价低，满足防火安全，耐久性好，可与各种填充墙体配合，组成满足不同节能保温要求、满足不同抗震抗风要求的外墙，具有广泛的应用价值，特别对新农村建设具有重要意义。
附图说明
图1是单层房屋水平剖面图，承重柱为混凝土砌块柱，墙身是一种轻型外保温复合墙体填充在混凝土砌块柱与上部梁之间，填充墙体较薄，内侧不与混凝土砌块柱齐；
图2是单层房屋水平剖面图，承重柱为混凝土砌块柱，墙身是一种轻型外保温复合墙体填充在混凝土砌块柱与上部梁之间，填充墙体较厚，内侧与混凝土砌块柱齐；
图3是单层房屋水平剖面图，承重柱为混凝土砌块柱，墙身可为复合墙体或植物秸秆、轻质砌块填充在混凝土砌块柱与上部梁之间，填充墙内外侧与混凝土砌块柱齐；
图4是L形混凝土砌块柱1-1水平剖面图；
图5是T形混凝土砌块柱1-2水平剖面图；
图6是矩形混凝土砌块柱1-3水平剖面图；
图4～图6表示了混凝土砌块柱内钢筋设置的一般形式；
图7是混凝土砌块柱的排架结构体系计算简图，图中g1、g2是风荷载及水平地震作用组合值，P是屋架传给排架顶端的集中荷载；
图8是混凝土砌块柱1与混凝土梁2及屋架3相互关系图，表示了混凝土砌块孔洞内灌注混凝土，柱内钢筋伸入梁中与梁连为一体的构造，并表示了墙体外保温构造。
图1～图3剖面图表示了三种不同轻型填充墙与混凝土砌块柱的关系，填充墙的形式及材料种类的确定，可根据当地气温对建筑节能的要求等因素确定。
具体实施方式
具体实施方式一：见图1～图8，本实施方式的一种混凝土砌块柱的结构体系由混凝土柱1、混凝土梁2组成；所述混凝土柱1为混凝土砌块柱1，所述混凝土砌块柱1为L形柱1-1、T形柱1-2或矩形柱1-3，所述混凝土砌块柱的长短边比例不大于4；在混凝土砌块柱1的顶端有混凝土梁2，混凝土梁2沿建筑周圈的混凝土砌块柱1设置，混凝土梁2与混凝土砌块柱1连接；混凝土砌块柱1与混凝土梁2沿建筑外墙构成一种混凝土砌块柱的框架结构体系。
具体实施方式二：见图1～图8，本实施方式的一种混凝土砌块柱的结构体系由混凝土柱1、混凝土梁2、屋架3组成；所述混凝土柱1为混凝土砌块柱1，所述混凝土砌块柱1为L形柱1-1、T形柱1-2或矩形柱1-3，所述混凝土砌块柱1的长短边比例不大于4；所述屋架3为木屋架或钢屋架或钢木屋架；在混凝土砌块柱1的顶端有混凝土梁2，混凝土梁2沿建筑周圈的混凝土砌块柱1设置，混凝土梁2与混凝土砌块柱1连接；屋架3安装在混凝土梁2上，屋架3与混凝土砌块柱1构成一种混凝土砌块柱的排架结构体系。
混凝土砌块柱是一种配筋的砌体柱，通常L形混凝土砌块柱安装在建筑的转角部位，T形或矩形混凝土砌块柱安装在建筑的中间部位。
传统单层直至多层砌体结构不必进行风荷载计算，因为墙体刚度大，必然满足要求。但是单层建筑采用排架结构体系时，应该按风荷载及水平地震作用组合，对混凝土砌块柱组成的排架结构进行受力计算，可既保证建筑的安全，又经济合理。
混凝土砌块柱砌筑安装方便，在基础圈梁上预埋钢筋，与混凝土砌块孔洞内安装的柱内受力钢筋连接，混凝土砌块设有钢筋的孔洞应浇灌混凝土，没有设置钢筋的孔洞是否浇筑混凝土应根据受力状况确定。
混凝土砌块柱的结构体系与轻质保温材料或填充砌块墙组成的墙体结合，既满足建筑主体结构的柱作为压弯构件的安全要求，还满足耐火极限不小于3个小时的要求，设计使用基准期可不小于50年，确保新农村建设中房屋的安全。
沿建筑外墙采用混凝土砌块柱的框架结构体系时，单层建筑的屋面一般采用屋架承重，屋架与外墙的混凝土砌块柱形成排架结构体系；单层和低层建筑也可在室内设柱，室内柱可为混凝土砌块柱或为普通混凝土柱，外墙混凝土砌块柱与室内柱通过混凝土梁板连接，形成垂直于建筑的框架结构体系；或低层建筑室内可为砌体承重墙，与外墙的混凝土砌块柱形成外框内砌结构体系。