一種獨立式磚砌體抗震窯洞及其建造方法
【專利摘要】本發(fā)明具體公開了一種獨立式磚砌體抗震窯洞，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、覆土和防水保護層；及其建造方法：首先砌筑磚基礎(chǔ)，并在磚基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)圈梁；然后在基礎(chǔ)圈梁上豎直砌筑磚砌體墻體，并在磚砌體墻體的兩端和中間澆筑構(gòu)造柱；再在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；最后在拱形屋蓋的頂部覆土并夯筑，同時在覆土的上部澆筑防水保護層，即成。本發(fā)明利用粘性砂漿與生土磚的高粘結(jié)性能，以及構(gòu)造柱與圈梁構(gòu)成的框架將整個窯洞的墻體和拱形屋蓋約束起來，增強了窯洞的整體性和抗倒塌性能，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。
【專利說明】
一種獨立式磚砌體抗震窯洞及其建造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種獨立式磚砌體抗震窯洞及其建造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]窯洞這種獨特的建筑結(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)用于我國西北一些省份，但現(xiàn)有普通磚砌體獨立式窯洞結(jié)構(gòu)形式存在磚砌塊之間粘結(jié)力不強、窯洞整體性弱、易倒塌、抗震性能差的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種整體性和抗震性能較好的獨立式磚砌體抗震窯洞。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0006](一)一種獨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、屋蓋、構(gòu)造柱、覆土和防水保護層;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)圈梁的上部對應(yīng)于所述磚基礎(chǔ)的兩側(cè)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)置所述屋蓋，所述屋蓋的上部設(shè)置覆土，且覆土的上部設(shè)置防水保護層。
[0007](二)上述獨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:
[0008]步驟I，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；
[0009]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饒筑構(gòu)造柱；
[0010]步驟3，在所述磚砌體墻體的上部澆筑上圈梁，并在上圈梁上砌筑屋蓋；
[0011]步驟4，最后在所述屋蓋的頂部覆土并夯筑，并在覆土的上部澆筑混凝土，形成防水保護層，即成。
[0012]進一步地，步驟I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。
[0013]進一步地，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%。
[0014]進一步地，所述粘性纖維砂漿的制備按照以下步驟進行: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。
[0015]進一步地，所述水泥為硅酸鹽水泥;所述粉煤灰為I級粉煤灰，其質(zhì)量指標(biāo)包括:45μπι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。
[0016]進一步地，所述砂為粒徑為0.15?1.18mm的細砂和粒徑為1.18?2.36mm的細砂的混合砂;其中，粒徑為1.18?2.36mm的細砂的質(zhì)量為粒徑為0.15?1.18mm的細砂的2?4%。
[0017]進一步地，步驟3中，所述拱形屋蓋為磚拱屋蓋。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0019]本發(fā)明的獨立式磚砌體抗震窯洞利用高粘性砂漿增強磚砌塊之間的粘結(jié)性能，利用鋼筋混凝土構(gòu)造柱與圈梁構(gòu)成的框架將整個窯洞的磚砌體墻體和磚拱屋蓋約束起來，增強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】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0021]圖1為本發(fā)明的一種獨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、防水保護層。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。
[0023]實施例1
[0024]參考圖1，本發(fā)明提供一種獨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和防水保護層8;磚基礎(chǔ)I為平行設(shè)置的兩道磚基礎(chǔ)，磚基礎(chǔ)I的上部設(shè)置基礎(chǔ)圈梁2，基礎(chǔ)圈梁2的上部對應(yīng)于磚基礎(chǔ)I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)置防水保護層8;其中，磚基礎(chǔ)1、磚砌體墻體3和拱形屋蓋5由粘性纖維砂漿和磚砌塊砌筑而成，磚砌塊尺寸為240mm X 115mm X 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 X 240mm;拱形屋蓋為磚拱屋蓋，高度為2m，磚拱屋蓋的起拱位置處于所述上圈梁與所述磚砌體墻體的連接處;覆土的厚度為1.5m;防水保護層為混凝土防水保護層，高度為100mm。
[0025]本實施例的獨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9 m、高度6 m，窯洞的兩側(cè)磚砌體墻體3的厚度為2 4 O m m，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。
[0026]本實施例砌筑磚砌體墻體和磚基礎(chǔ)的粘性纖維砂漿的組份包含:水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳膠粉、羥丙基甲基纖維素和水;水泥、粉煤灰、砂和水的質(zhì)量百分比為1:0.2:4:1，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 %。
[0027]上述粘性纖維砂漿中:水泥為P.0.42.5R硅酸鹽水泥;粉煤灰為I級粉煤灰，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》評級，其質(zhì)量指標(biāo)包括:45μπι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的細砂，具體為粒徑為0.15?1.18_的細砂和粒徑為1.18?2.36mm的細砂的混合砂，其中，粒徑為1.18?2.36mm的細砂的質(zhì)量為粒徑為0.15?1.18mm的細砂的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。
[0028]實施例2
[0029]步驟I，采用粘性纖維砂漿和磚砌塊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；
[0030]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饒筑混凝土各饒筑一根構(gòu)造柱；
[0031]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；
[0032]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，形成防水保護層，即成。
[0033]其中，
[0034]步驟I中，粘性纖維砂漿的原料成分包含:水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳膠粉、羥丙基甲基纖維素和水。
[0035]其中，水泥、粉煤灰、砂和水的質(zhì)量百分比為1:0.2:4:1，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%。
[0036]水泥為P.0.42.5R娃酸鹽水泥;粉煤灰為I級粉煤灰，參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》評級，其質(zhì)量指標(biāo)包括:45μπι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的細砂，具體為粒徑為0.15?I.18mm的細砂和粒徑為I.18?2.36mm的細砂的混合砂，其中，粒徑為I.18?2.36mm的細砂的質(zhì)量為粒徑為0.15?1.18_的細砂的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。
[0037]粘性纖維砂漿的制備按照以下步驟進行: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。
[0038]實施例3
[0039]對實施例1或2中的粘性纖維砂漿進行力學(xué)性能試驗，具體如下:
[0040]采用70.7mm X 70.7_ X 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30天(前7天淋水養(yǎng)護)，進行立方體抗壓強度試驗。試驗結(jié)果表明:粘性纖維砂漿試塊抗壓強度平均值為21.7MPa。
[OO41 ] 采用40mm X 40mm X 4mm的模具在生土磚砌塊上制作拉伸試塊，按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護方法(養(yǎng)護室溫度是20±3度，濕度90%以上)養(yǎng)護30天，進行直接拉伸試驗。結(jié)果表明:采用粘性纖維砂楽砌筑的生土磚砌塊試件單軸抗拉強度平均值為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比試驗結(jié)果顯示，采用普通砂漿砌筑的生土磚砌塊試件單軸抗拉強度值不到0.1MPa，破壞面發(fā)生于生土磚與砂漿粘結(jié)面。
[0042]以上試驗表明，與普通砂漿相比，粘性纖維砂漿抗壓強度并未有很大提高，但與生土磚的粘結(jié)性能遠高于普通砂漿與生土磚的粘結(jié)性能。
[0043]根據(jù)以上實施例可知，本發(fā)明的獨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)成的框架將整個窯洞的磚砌體墻體和磚拱屋蓋約束起來，增強了窯洞的整體性和扛倒塌性能，提高了窯洞的抗震性能；同時，相比于傳統(tǒng)窯洞，本發(fā)明的獨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。
[0044]雖然，本說明書中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種獨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)置防水保護層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨立式磚砌體抗震窯洞，其特征在于，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。3.權(quán)利要求1所述的獨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I，采用粘性纖維砂漿和磚砌筑至少兩道平行的磚基礎(chǔ)，并在所述磚砌體基礎(chǔ)上澆筑基礎(chǔ)圈梁； 步驟2，采用粘性纖維砂漿和生土磚在所述基礎(chǔ)圈梁上對應(yīng)于所述磚砌體基礎(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饒筑構(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，形成防水保護層，即成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，步驟I中，所述粘性纖維砂漿的原料成分包含:水泥、粉煤灰、砂、可再分散乳膠粉、羥丙基甲基纖維素和水。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，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%。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，所述粘性纖維砂漿的制備按照以下步驟進行: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。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，所述水泥為硅酸鹽水泥;所述粉煤灰為I級粉煤灰，其質(zhì)量指標(biāo)包括:45μπι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。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，所述砂為粒徑為0.15?1.18mm的細砂和粒徑為1.18?2.36mm的細砂的混合砂；其中，粒徑為1.18?2.36mm的細砂的質(zhì)量為粒徑為0.15?1.18mm的細砂的2?4%。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的獨立式磚砌體抗震窯洞的建造方法，其特征在于，步驟3中，所述拱形屋蓋為磚拱屋蓋。
【文檔編號】C04B18/08GK106013229SQ201610473634
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】卜永紅, 仲繼清, 王天涯, 萬宏宇, 吳琴容, 石丹, 徐荀, 劉瑞元
【申請人】長安大學(xué)