本實(shí)用新型涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞。
背景技術(shù)：
窯洞這種獨(dú)特的建筑結(jié)構(gòu)形式不僅體現(xiàn)了各地不同的地域特色和文化傳統(tǒng)，而且冬暖夏涼、健康舒適，有效減少了室內(nèi)保溫、制冷方面的能源消耗與碳排放，是生態(tài)建筑。目前，磚砌體窯洞仍廣泛應(yīng)用于我國(guó)西北一些省份，但現(xiàn)有普通磚砌體獨(dú)立式窯洞結(jié)構(gòu)形式存在磚之間粘結(jié)力不強(qiáng)、窯洞整體性弱、易倒塌、抗震性能差的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種整體性和抗震性能較好的獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
(一)一種獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞，其特征在于，包括磚基礎(chǔ)、基礎(chǔ)圈梁、磚砌體墻體、上圈梁、拱形屋蓋、構(gòu)造柱、覆土和防水保護(hù)層；所述磚基礎(chǔ)為平行設(shè)置的至少兩道磚基礎(chǔ)，所述磚基礎(chǔ)的上部設(shè)置所述基礎(chǔ)圈梁，所述基礎(chǔ)圈梁的上部對(duì)應(yīng)于所述磚基礎(chǔ)處分別豎直設(shè)置所述磚砌體墻體，所述磚砌體墻體的上端設(shè)置所述上圈梁，所述磚砌體墻體的兩端和中間分別豎直設(shè)置所述構(gòu)造柱，所述構(gòu)造柱的下端分別與所述基礎(chǔ)圈梁連接，所述構(gòu)造柱的上端分別與所述上圈梁連接，所述上圈梁的上部設(shè)置所述拱形屋蓋，所述拱形屋蓋的上部設(shè)置覆土，且覆土的上部設(shè)置防水保護(hù)層。
進(jìn)一步地，所述磚砌體墻體的中間豎直設(shè)置至少一根所述構(gòu)造柱。
進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)圈梁為鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁。
進(jìn)一步地，所述上圈梁為鋼筋混凝土上圈梁。
進(jìn)一步地，所述構(gòu)造柱為鋼筋混凝土構(gòu)造柱。
進(jìn)一步地，所述拱形屋蓋為磚拱屋蓋。
進(jìn)一步地，所述防水保護(hù)層為混凝土防水保護(hù)層。
(二)上述獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1，采用粘性纖維砂漿和磚砌筑至少兩道平行的磚基礎(chǔ)，并在所述磚基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)圈梁；
步驟2，采用粘性纖維砂漿和磚在所述基礎(chǔ)圈梁上對(duì)應(yīng)于所述磚基礎(chǔ)處分別豎直砌筑磚砌體墻體，并在所述磚砌體墻體的兩端和中間澆筑構(gòu)造柱；
步驟3，在所述磚砌體墻體的上部澆筑上圈梁，并在上圈梁上砌筑拱形屋蓋；
步驟4，最后在所述拱形屋蓋的頂部覆土并夯筑，并在覆土的上部澆筑混凝土，形成防水保護(hù)層，即成。
進(jìn)一步地，步驟1中，所述粘性纖維砂漿包括以下原料組分：水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳膠粉、羥丙基甲基纖維素和水；所述水泥、粉煤灰、砂和水的質(zhì)量百分比為1∶(0.15～0.2)∶(4～4.43)∶(0.9～1.1)，所述可再分散乳膠粉為所述水泥、粉煤灰、砂總質(zhì)量的1.5～1.7％，所述羥丙基甲基纖維素為所述水泥、粉煤灰、砂總質(zhì)量的0.16～0.2％。
進(jìn)一步地，所述粘性纖維砂漿的制備按照以下步驟進(jìn)行：首先稱取水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳膠粉、羥丙基甲基纖維素和水；然后將水泥、粉煤灰和砂干拌均勻后，加入80％的水繼續(xù)攪拌均勻；再加入羥丙基甲基纖維素，攪拌均勻，繼續(xù)加入剩余20％的水，攪拌均勻；最后加入可再分散乳膠粉，攪拌至少3分鐘，即得。
進(jìn)一步地，所述水泥為硅酸鹽水泥；所述粉煤灰為I級(jí)粉煤灰，其質(zhì)量指標(biāo)包括：45μm方孔篩篩余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％；所述砂為粒徑不大于2.36mm的細(xì)砂；所述可再分散乳膠粉為丙烯酸酯、醋酸乙烯與乙烯酯的共聚物。
進(jìn)一步地，所述砂為粒徑為0.15～1.18mm的細(xì)砂和粒徑為1.18～2.36mm的細(xì)砂的混合砂；其中，粒徑為1.18～2.36mm的細(xì)砂的質(zhì)量為粒徑為0.15～1.18mm的細(xì)砂的2～4％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：
本實(shí)用新型的獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞利用高粘性砂漿增強(qiáng)磚之間的粘結(jié)性能，利用鋼筋混凝土構(gòu)造柱與圈梁構(gòu)成的框架將整個(gè)窯洞的磚砌體墻體和磚拱屋蓋約束起來，增強(qiáng)了窯洞的整體性和抗倒塌性能，提高了窯洞的抗震性能，同時(shí)相比傳統(tǒng)窯洞無需夯筑大型抗側(cè)力夯土窯傍，大大降低了窯洞建造的工程量。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型的一種獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中：1、磚基礎(chǔ)；2、基礎(chǔ)圈梁；3、磚砌體墻體；4、上圈梁；5、拱形屋蓋；6、構(gòu)造柱；7、覆土；8、防水保護(hù)層。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，而不應(yīng)視為限制本實(shí)用新型的范圍。
實(shí)施例1
參考圖1，本實(shí)用新型提供一種獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞，包括磚基礎(chǔ)1、基礎(chǔ)圈梁2、磚砌體墻體3、上圈梁4、拱形屋蓋5、構(gòu)造柱6、覆土7和防水保護(hù)層8；
磚基礎(chǔ)1為平行設(shè)置的兩道磚基礎(chǔ)，磚基礎(chǔ)1的上部設(shè)置基礎(chǔ)圈梁2，基礎(chǔ)圈梁2的上部對(duì)應(yīng)于磚基礎(chǔ)1的兩側(cè)分別豎直設(shè)置磚砌體墻體3，磚砌體墻體3的上端設(shè)置上圈梁4，磚砌體墻體3的兩端和中間分別豎直設(shè)置構(gòu)造柱6，構(gòu)造柱6的下端分別與基礎(chǔ)圈梁2連接，構(gòu)造柱6的上端分別與上圈梁4連接，上圈梁4的上部設(shè)置拱形屋蓋5，拱形屋蓋5的上部設(shè)置覆土7，且覆土7的上部設(shè)置防水保護(hù)層8；其中，磚基礎(chǔ)1和磚砌體墻體3由粘性纖維砂漿和磚砌筑而成，磚尺寸為240mm×115mm×53mm；基礎(chǔ)圈梁2和上圈梁4均為鋼筋混凝土圈梁，構(gòu)造柱6為鋼筋混凝土構(gòu)造柱，基礎(chǔ)圈梁2、上圈梁4和構(gòu)造柱6的尺寸均為240mm×240mm；屋蓋為磚拱屋蓋，高度為2m；覆土的厚度為1.5m；防水保護(hù)層為混凝土防水保護(hù)層，高度為100mm。
本實(shí)施例的獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞為雙孔窯洞，其中，窯洞單孔的寬度為4.5m、深度9m、高度6m，窯洞的兩側(cè)磚砌體墻體3的厚度為240mm，中間的磚砌體墻體3的厚度為370mm；每面磚砌體墻體3的兩端均設(shè)置有混凝土構(gòu)造柱，每面磚砌體墻體3的中間也設(shè)置有混凝土構(gòu)造柱。
實(shí)施例2
實(shí)施例1的獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，包括以下步驟：
步驟1，采用粘性纖維砂漿和生土磚平行砌筑三道磚基礎(chǔ)，并在所述磚基礎(chǔ)上澆筑鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁；
步驟2，采用粘性纖維砂漿和生土磚在所述基礎(chǔ)圈梁上對(duì)應(yīng)于所述磚基礎(chǔ)處分別豎直砌筑磚砌體墻體，并在所述磚砌體墻體的兩端和中間澆筑混凝土各澆筑一根構(gòu)造柱；
步驟3，在所述磚砌體墻體的上部澆筑上圈梁，并在上圈梁上砌筑磚拱屋蓋；
步驟4，最后在所述窯洞磚拱屋蓋的頂部覆土并夯筑，并在覆土的上部澆筑混凝土，形成防水保護(hù)層，即成。
其中，步驟1中，粘性纖維砂漿的制備按照以下步驟進(jìn)行：首先稱取水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳膠粉、羥丙基甲基纖維素和水，所述水泥、粉煤灰、砂和水的質(zhì)量百分比為1∶0.2∶4∶1，所述可再分散乳膠粉為所述水泥、粉煤灰、砂總質(zhì)量的1.6％，所述羥丙基甲基纖維素為所述水泥、粉煤灰、砂總質(zhì)量的0.16％；然后將水泥、粉煤灰和砂干拌均勻后，加入80％的水繼續(xù)攪拌均勻；再加入羥丙基甲基纖維素，攪拌均勻，繼續(xù)加入剩余20％的水，攪拌均勻；最后加入可再分散乳膠粉，攪拌至少3分鐘，即得。
其中，水泥為P.0.42.5R硅酸鹽水泥；粉煤灰為I級(jí)粉煤灰，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》評(píng)級(jí)，其質(zhì)量指標(biāo)包括：45μm方孔篩篩余不大于12％，需水量比不大于95％，三氧化硫含量不大于3％；砂為粒徑不大于2.36mm的細(xì)砂，具體為粒徑為0.15～1.18mm的細(xì)砂和粒徑為1.18～2.36mm的細(xì)砂的混合砂，其中，粒徑為1.18～2.36mm的細(xì)砂的質(zhì)量為粒徑為0.15～1.18mm的細(xì)砂的3％；可再分散乳膠粉為丙烯酸酯、醋酸乙烯與乙烯酯的共聚物。
實(shí)施例3
對(duì)實(shí)施例1或2中的粘性纖維砂漿進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，具體如下：
采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的標(biāo)準(zhǔn)試模制作粘性纖維砂漿的立方體試塊，自然狀態(tài)(室溫)下養(yǎng)護(hù)30天(前7天淋水養(yǎng)護(hù))，進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：粘性纖維砂漿試塊抗壓強(qiáng)度平均值為21.7MPa。
采用40mm×40mm×4mm的模具在生土磚上制作拉伸試塊，按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法(養(yǎng)護(hù)室溫度是20±3度，濕度90％以上)養(yǎng)護(hù)30天，進(jìn)行直接拉伸試驗(yàn)。結(jié)果表明：采用粘性纖維砂漿砌筑的生土磚試件單軸抗拉強(qiáng)度平均值為0.77MPa，破壞面發(fā)生于生土磚面層，而非砂漿面層；而普通砂漿的同類型對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用普通砂漿砌筑的生土磚試件單軸抗拉強(qiáng)度值不到0.1MPa，破壞面發(fā)生于生土磚與砂漿粘結(jié)面。
以上試驗(yàn)表明，與普通砂漿相比，粘性纖維砂漿抗壓強(qiáng)度并未有很大提高，但與生土磚的粘結(jié)性能遠(yuǎn)高于普通砂漿與生土磚的粘結(jié)性能。
根據(jù)以上實(shí)施例可知，本實(shí)用新型的獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞利用粘性纖維砂漿與生土磚之間的高粘結(jié)性能，以及鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱構(gòu)成的框架將整個(gè)窯洞的磚砌體墻體和磚拱屋蓋約束起來，增強(qiáng)了窯洞的整體性和抗倒塌性能，提高了窯洞的抗震性能，同時(shí)，相比于傳統(tǒng)窯洞，本實(shí)用新型的獨(dú)立式磚砌體抗震窯洞無需夯筑大型抗側(cè)力夯土窯傍，大大降低了窯洞建造的工程量。
雖然，本說明書中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本實(shí)用新型作了詳盡的描述，但在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實(shí)用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。