浅析构造柱在多层住宅房屋设计中的使用
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摘 要：构造柱在多层住宅建筑设计中有非常重大的意义，由于它的使用很大程度提高了房屋的延性，构造柱应用问题一直是建筑工程业研究的重点。如何科学、有序，合理的对构造柱的应用和设置，对提高建筑物使用和维护公共住宅有着重大的作用。
关键词：构造柱；多层住宅房屋；应用
[ Abstract ] Structural column is very significant in multistory residential building design, because its use greatly improves the ductility of housing, so the structural column application problem has always been the research focus in the construction engineering industry. It is very important for improving the building use and maintaining public housing to apply and set the structural column scenically, orderly, reasonably.
[ Key words ] structural column; multistory residential housing ;application
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
随着我国城市建筑行业的日益发展，在砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱，代替了过去笨重的“壁柱”(或叫“躁”)，使结构本来要采用框架结构的，而采用了砌体结构。构造柱的设置视房屋层数，平面布局，使用功能和抗震烈度的不同而有所不同。一般来说构造柱应当设置在震害较重，连接构造比较薄弱以及容易产生应力集中的部位。在多层砌体房屋墙体的规定部位，按构造配筋，并按先砌墙后浇灌混凝土柱的施工顺序制成的混凝土柱，通常称为混凝土构造柱，简称构造柱。为提高多层建筑砌体结构的抗震性能,规范要求应在房屋的砌体内适宜部位设置钢筋混凝土柱并与圈梁连接,共同加强建筑物的稳定性。这种钢筋混凝土柱通常就被称为构造柱。构造柱,主要不是承担竖向荷载的，而是抗击剪力,抗震等横向荷载的。构造柱通常设置在楼梯间的休息平台处，纵横墙交接处，墙的转角处，墙长达到五米的中间部位要设构造柱。近年来为提高砌体结构的承载能力或稳定性而又不增大截面尺寸，墙中的构造柱已不仅仅设置在房屋墙体转角、边缘部位，而按需要设置在墙体的中间部位,圈梁必须设置成封闭状。从施工角度讲，构造柱要与圈梁地梁、基础梁整体浇筑。与砖墙体要在结构工程有水平拉接筋连接。如果构造柱在建筑物、构筑物中间位置，要与分布筋做连接。框架结构中构造柱设置的规范：a.当无混凝土墙(柱)分隔的直段长度,120(或100)厚墙超过 3.6m，180(或190)厚墙超过5m时，在该区间加混凝土构造柱分隔；b.120(或 100)厚墙，当墙高小于等于3米时,开洞宽度小于等于2.4m, 若不满足时应加构造柱或钢筋混凝土水平系梁；c.180(或 190)厚墙,当墙高小于等于4m,开洞宽度小于等于 3.5m,若不满足时应加构造柱或钢筋混凝土水平系梁。
2.多层住宅结构设计中的构造柱的设置
构造柱的设置原则应根据砌体结构体系，砌体类型结构或构件的受力或稳定要求，以及其他功能或构造要求，在墙体中的规定部位设置现浇混凝土构造柱，对于大开间荷载较大或层高较高以及层数大于等于8层的砌体结构房屋宜按下列要求设置构造柱：墙体的两端，较大洞口的两侧，房屋纵横墙交界处，构造柱的间距，当按组合墙考虑构造柱受力时，或考虑构造柱提高墙体的稳定性时，其间距不宜大于 4M，其他情况不宜大于墙高的1.5～2倍及6M，或按有关的规范执行，构造柱应与圈梁有可靠的连接；下列情况宜设构造柱：受力或稳定性不足的小墙垛，跨度较大的梁下墙体的厚度受限制时，于梁下设置，墙体的高厚比较大如自承重墙或风荷载较大时，可在墙的适当部位设置构造柱，以形成带壁柱的墙体满足高厚比和承载力的要求，此时构造柱的间距不宜大于 4M，构造柱沿高度横向支点的距离与此同时与构造柱截面宽度之比不宜大于30，构造柱的配筋应满足水平受力的要求。构造柱是保证墙体的稳定，和梁有关系。
为提高多层建筑砌体结构的抗震性能,规范要求应在房屋的砌体内适宜部位设置钢筋混凝土柱并与圈梁连接,共同加强建筑物的稳定性。这种钢筋混凝土柱通常就被称为构造柱。b.在多层砌体房屋,底层框架及内框架砖砌体中,它的作用一般为:加强纵墙间的连接,是由于构造柱与其相邻的纵横墙以及牙搓相连接并沿墙高每隔 500mm 设置2φ6 拉结筋, 钢筋每边伸入墙内大于 100mm。一般施工时先砌砖墙后浇筑混凝土柱,这样能增加横墙的结合, 可以提高砌体的抗剪承载能力 10%-30% ,提高的比例幅度虽然不高但能明显约束墙体开裂,限制出现裂缝。构造柱与圈梁的共同工作,可以把砖砌体分割包围,当砌体开裂时能迫使裂缝在所包围的范围之内,而不至于进一步扩展。砌体虽然出现裂缝,但能限制它的错位,使其维持承载能力并能抵消振动能量而不易较早倒塌。砌体结构作为垂直承载构件,地震时最怕出现四散错落倒地,从而使水平楼板和屋盖坠落,而构造柱则可以阻止或延缓倒塌时间、以减少损失。构造柱与圈梁连接又可以起到类似框架结构的作用,其作用效果非常明显。在砌体结构中其主要作用一是和圈梁一起作用形成整体性，增强砌体结构的抗震性能，二是减少、控制墙体的裂缝产生，另外还能增强砌体的强度。在框架结构中其作用是当填充墙长超过2倍层高或开了比较大的洞口，中间没有支撑，纵向刚度就弱了，就要设置构造柱加强，防止墙体开裂。
3.多层住宅结构设计中的构造柱应注意的问题
构造柱的主要作用就是应用于房屋的抗震方面，由于抗震构造柱嵌固在墙体内,通过拉结筋与墙体联结,提高了多层砖混结构房屋的抗震能力和整体刚度,但在施工中如不注意施工质量,不但起不到增强抗震能力的作用,相反还会影响建筑物的整体性和抗震能力,给安全使用留下隐患。下面就几种质量通病分析其产生原因,并提出有关的防治措施。
3.1 构造柱轴线位移及主筋错位。产生构造柱轴线位移或上部箍筋松动, 主筋错位的原因是:砌筑砖墙时,马牙槎退进尺寸控制不好;构造柱钢筋骨架倾斜, 砌筑砖墙时砖墙随构造柱钢筋架移动；构造柱截面尺寸留置过大,使钢筋骨架上部倾斜或有较大的自由度；构造柱模板安装不牢固,产生跑模或胀膜;在灌注构造柱混凝土时,没能调整好钢筋骨架的位置等。在砌筑砖墙时,要准确预留构造柱位置, 每层放线都要用经纬仪弹出轴线,并给出构造柱预留位置定位线,以便用吊线法检查构造预留位置是否正确。根据规范要求在砖墙砌筑中,马牙槎应从柱脚开始先退后进,以保证柱脚为大断面。在砌筑砖墙的过程中要注意保护钢筋骨架,避免碰撞和随意扳弯钢筋。马牙槎通常采用“退四皮砖进四皮砖”的方式砌筑,拉结筋应安装在进槎上面,并与构造柱主筋绑扎,以固定主筋位置。在灌注构造混凝土前, 应首先校正钢筋骨架位置,牢固安装模板,特别应注意加固投料口处的钢筋。构造柱轴线的位移应在混凝土灌注前纠正,可用剔除部分进槎的办法来纠正偏差。
3.2 构造柱烂根断柱。构造柱根部和施工缝夹有砂浆、砖碴等其它杂物,形成烂根断柱。构造柱烂根断柱可采取以下措施加以预防:在灌注构造柱混凝土时, 将构造混凝土灌注到楼板上标高位置,模板拆除后,安装楼板并砌筑砖墙。由于构造柱混凝土灌注到楼板上标高位置,避免了构造柱根部出现柱坑, 使因砌筑砖墙掉落在构造柱根部的砂浆,砖碴等其它杂物便于清理。
3.3 砖墙鼓肚和灰缝开裂。砖墙鼓胀和灰缝开裂主要发生在外墙,特别是外墙转角留槎处的接搓质量难以保证。由于砖墙砌筑后不久便灌注构造混凝土,此时砖墙强度较低,不能抵抗新灌注混凝土产生的侧向压力;构造柱外砖墙按规范要求砌出马牙槎,因组砌方法尚不统一,且组砌方法不尽合理,造成砖墙通缝,降低了砖墙的拉结能力；其次,不按规范规定设置拉结筋, 拉结筋位置不正确,伸入墙内长度不足或数量不够,使砖墙在灌注构造柱混凝土时产生鼓胀和灰缝开裂。
3.4 构造柱钢筋外露。由于构造柱钢筋骨架的整体刚度较差,钢筋绑扎不够牢固;砖墙砌筑和砌筑过程中,不注意钢筋骨架的保护,使钢筋骨架弯曲变形;灌注混凝土时,采用料斗集中下料或远距离侧向投灌混凝土,使钢筋位置偏离,产生露筋或保护层过小的现象。要提高钢筋绑扎这一工序的施工质量。为了提高构造柱钢筋骨架的刚度,钢筋绑扎应采用十字花扣、反十字花扣等方法。为避免施工机具和进行其它工序时的外力碰撞。在灌注混凝土时,要注意保护钢筋骨架和钢筋位置。
3.5 构造柱峰窝、孔洞。构造柱混凝土灌注时,由于拉结钢筋绑扎位置不正确;构造柱钢筋、圈梁钢筋和砖墙拉结筋交织在一起,钢筋密集、间距较小,给混凝土灌注带来困难；混凝土级配不合理,粗骨料粒径过大,使粗骨料卡在钢筋上；混凝土自由下落高度过大,产生离析现象;模板安装质量不好,跑浆漏浆；灌注、振捣混凝土没有分层,造成构造柱出现蜂窝、孔洞。
参考文献：
[1]李晓辉,杨德清.浅析多层砌体房屋中构造柱的设置和应用,2006(7).
[2]富小蔓,乔学东.多层房屋砖混结构设计中构造柱的设置与应用,2008.
[3]宋焕金,杨国勇.浅析多层砖混结构构造柱设置,2009.
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