于巖斌,續(xù)云麒
(1.晉城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,山西 晉城 048000;2.省建晉城分公司,山西 晉城 048000)
為提高多層建筑砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能,規(guī)范要求應(yīng)在房屋的砌體內(nèi)適宜部位設(shè)置鋼筋混凝土柱并與圈梁連接,共同加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性。這種鋼筋混凝土柱通常就被稱為構(gòu)造柱。構(gòu)造柱主要不是承擔(dān)豎向荷載的,而是抗擊剪力、抗震等橫向荷載的。構(gòu)造柱通常設(shè)置在樓梯間的休息平臺(tái)處、縱橫墻交接處、墻的轉(zhuǎn)角處,墻長(zhǎng)達(dá)到5 m的中間部位要設(shè)構(gòu)造柱。
(1)根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)體系、砌體類型結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力或穩(wěn)定要求,以及其他功能或構(gòu)造要求,在墻體中的規(guī)定部位設(shè)置現(xiàn)澆混凝土構(gòu)造柱。
(2)對(duì)于大開(kāi)間荷載較大或?qū)痈咻^高以及層數(shù)大于或等于8層的砌體結(jié)構(gòu)房屋宜按下列要求設(shè)置構(gòu)造柱:①墻體的兩端;②較大洞口的兩側(cè);③房屋縱橫墻交界處;④構(gòu)造柱的間距,當(dāng)按組合墻考慮構(gòu)造柱受力時(shí),或考慮構(gòu)造柱提高墻體的穩(wěn)定性時(shí),其間距不宜大于4 m,其他情況不宜大于墻高的1.5~2倍及6 m,或按有關(guān)的規(guī)范執(zhí)行;⑤構(gòu)造柱應(yīng)與圈梁有可靠的連接。
(3)下列情況宜設(shè)構(gòu)造柱:①受力或穩(wěn)定性不足的小墻垛;②跨度較大的梁下墻體的厚度受限制時(shí),于梁下設(shè)置;③墻體的高厚比較大如自承重墻或風(fēng)荷載較大時(shí),可在墻的適當(dāng)部位設(shè)置構(gòu)造柱,以形成帶壁柱的墻體滿足高厚比和承載力的要求,此時(shí)構(gòu)造柱的間距不宜大于4 m,構(gòu)造柱沿高度橫向支點(diǎn)的距離與此同時(shí)與構(gòu)造柱截面寬度之比不宜大于30,構(gòu)造柱的配筋應(yīng)滿足水平受力的要求。
(1)構(gòu)造柱的截面寬度宜為墻厚,且不應(yīng)小于180 mm,沿墻長(zhǎng)方向的尺寸視砌體類別和所在房屋墻體中的部位,一般不小于240 mm,邊柱、角柱的截面尺寸宜適當(dāng)加大。
(2)構(gòu)造柱與墻體連接應(yīng)砌成馬牙槎,并應(yīng)沿墻每隔500 mm設(shè)2φ6拉結(jié)筋,每邊伸入墻體內(nèi)不宜小于l 000 mm。
(3)構(gòu)造柱的縱向鋼筋,對(duì)中柱不宜少于4φ12,對(duì)邊柱、角柱不宜少于4φ14。構(gòu)造柱的縱向鋼筋直徑也不宜大于16 mm;構(gòu)造柱的箍筋,一般部位宜采用φ6@200,樓層上下500 mm范圍內(nèi)宜采用φ6@100。構(gòu)造柱與圈梁連接處,構(gòu)造柱的縱向鋼筋應(yīng)穿過(guò)圈,保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通,構(gòu)造柱縱筋應(yīng)在基礎(chǔ)梁或深入室外地坪以下500 mm的墻體混凝土中錨固,并應(yīng)符合受拉鋼筋的錨固要求。
(4)構(gòu)造柱的施工程序應(yīng)為先砌墻后澆筑混凝土構(gòu)造柱。
構(gòu)造柱的截面尺寸一般為240×240 mm,混凝土澆筑高度一般都超過(guò)2.6 m。對(duì)于這樣較小的斷面尺寸,為保證混凝土澆筑順暢密實(shí)不出現(xiàn)卡殼、斷條情況,規(guī)范提出骨料粒徑不宜大于20 mm,但許多施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)骨料選配很不認(rèn)真,往往由于骨料過(guò)大而出現(xiàn)不密實(shí)和斷條情況。
規(guī)范要求構(gòu)造柱混凝土的坍落度控制在50~70 mm,以利于混凝土通過(guò)振搗充分流入馬牙槎洞內(nèi),從而有效地與砌體結(jié)合。但實(shí)際施工中因混凝土坍落度過(guò)小、流動(dòng)性不好、加之振搗不良,造成混凝土內(nèi)部出現(xiàn)孔洞,表面出現(xiàn)蜂窩、麻面,特別是根部易出現(xiàn)爛根情況。
規(guī)范要求構(gòu)造柱根部應(yīng)預(yù)留清掃口,以便清除砌筑時(shí)的落地灰、碎磚塊等雜物。但很多施工現(xiàn)場(chǎng)不留清掃口或清理不凈,結(jié)果是層層柱根隔層,整個(gè)構(gòu)造柱實(shí)質(zhì)是一個(gè)多處斷條的鋼筋連體柱,且斷點(diǎn)又均在樓面上鋼筋搭接處,這樣柱子不但無(wú)法起抗震作用,反而破壞了墻體節(jié)點(diǎn)處的整體性。
規(guī)范規(guī)定新老混凝土接槎處須用水沖洗、潤(rùn)濕,再鋪1~2 cm厚水泥砂漿后方可繼續(xù)澆筑混凝土,而實(shí)際施工時(shí)這道工序往往被取消,致使新老混凝土界面結(jié)合不良,形成暗縫內(nèi)傷。
留設(shè)馬牙槎的主要目的是加強(qiáng)混凝土構(gòu)造柱與磚砌體的有效結(jié)合,形成整體,增強(qiáng)抗震效果,同時(shí)還可以通過(guò)露出砌體的混凝土面來(lái)檢查混凝土的澆筑質(zhì)量。在這方面的問(wèn)題有:先進(jìn)后退(應(yīng)該是先退后進(jìn)),槎口高度、深度不一,遇內(nèi)外墻丁字砌體節(jié)點(diǎn)時(shí),內(nèi)墻只留直槎,個(gè)別工程干脆取消馬牙槎。
砌體施工時(shí),擠揉出的砂漿掛在磚口上,往往不清理。由于每行磚或大或小都有砂漿擠出,相當(dāng)于減小了構(gòu)造柱的有效斷面尺寸。另外,由于砂漿的阻礙,澆筑混凝土?xí)r易出現(xiàn)表面蜂窩、孔洞,甚至柱筋外露。
出現(xiàn)這種問(wèn)題的主要原因是因?yàn)槭┕と藛T對(duì)構(gòu)造柱的抗震作用認(rèn)識(shí)不足,未能嚴(yán)格按施工規(guī)范施工。出現(xiàn)主筋搭接長(zhǎng)度小于規(guī)范規(guī)定時(shí)應(yīng)采取焊接補(bǔ)強(qiáng);箍筋間距大小不勻和嚴(yán)重歪斜時(shí),在砌筑時(shí)要隨時(shí)調(diào)整,支模前徹底調(diào)整。
構(gòu)造柱各層施工縫接茬不良,造成施工縫處斷根和混凝土斷條等問(wèn)題。
(1)要控制混凝土的砂率,確保砂漿在混凝土中的數(shù)量和質(zhì)量,使其能充分填充骨料間的孔隙。其次,選用粒徑0.5~2 cm的碎石,含泥量要小于2%,配比成細(xì)石混凝土,以防止混凝土澆筑時(shí)在拉結(jié)筋處卡住,還要控制水灰比和混凝土的坍落度,以保證混凝土施工中所需要的流動(dòng)性、和易性。
(2)在施工工藝中也要嚴(yán)格控制,在支模前要檢查好模板,木模要刨光而且接縫要嚴(yán)密,鋼模板的邊肋要直,并將內(nèi)表面清理干凈,涂好隔離劑。支模要牢固,以滿足在澆筑混凝土?xí)r的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求,防止跑模、漏漿。
(3)構(gòu)造拄振搗操作要設(shè)專人負(fù)責(zé)。澆筑混凝土前,要將施工縫處雜物從模板清掃口沖洗干凈,并充分澆水濕透但無(wú)積水,避免出現(xiàn)孔洞和露筋?;炷翝仓叨纫? m控制,減小混凝土的落差,采用插入式振搗器進(jìn)行振搗,以40 cm高為一個(gè)振搗層,振至模板開(kāi)始出漿、混凝土表面不再有大量氣泡排出和出現(xiàn)砂漿為度。待混凝土施工縫處稍收水后,再重振一次,以避免施工縫處混凝土干縮。另外,圈梁和構(gòu)造柱的混凝土接頭處,在同一層內(nèi)混凝土應(yīng)一次澆筑完成。
(4)多層磚房各構(gòu)件間的抗震構(gòu)造連接是多層磚房抗震的關(guān)鍵??拐饦?gòu)造連接的部位較多,重要部位的連接措施有以下幾項(xiàng):①構(gòu)造柱與樓、屋蓋連接當(dāng)為裝配式樓、屋蓋時(shí),構(gòu)造柱應(yīng)與每層圈梁連接(多層磚房宜每層設(shè)圈梁);當(dāng)為現(xiàn)澆樓、屋蓋時(shí),在樓、屋蓋處設(shè)240×120 mm拉梁(配4φ10縱筋)與構(gòu)造柱連接。②構(gòu)造柱與磚墻連接構(gòu)造柱與磚墻連接處應(yīng)砌成馬牙槎,并沿墻高每隔500 mm設(shè)2φ6拉結(jié)鋼筋,每邊伸入墻內(nèi)不小于1 m。③墻與墻的連接7℃時(shí)層高超過(guò)3.6 m或長(zhǎng)度大于7.2 m的大房間,以及8°和9°時(shí),外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處,當(dāng)未設(shè)構(gòu)造柱時(shí),應(yīng)沿墻高每隔500 mm設(shè)2φ6拉結(jié)鋼筋,每邊伸入墻內(nèi)不小于1 m。④屋頂間的連接突出屋面的樓梯間等,構(gòu)造柱應(yīng)從下一層伸到屋頂間頂部,并與頂部圈梁連接。屋頂間的構(gòu)造柱與磚墻以及磚墻與磚墻的連接,可按上述抗震措施采取。⑤后砌體的連接后砌的非承重砌體隔墻,應(yīng)沿墻高每隔500 mm設(shè)2φ6拉結(jié)鋼筋與承重墻連接,每邊伸入墻內(nèi)不小于0.5 m。8°和9°時(shí),長(zhǎng)度大于5.1 m的后砌墻頂,應(yīng)與樓、屋面板或梁連接。⑥欄板的連接磚砌欄板應(yīng)配水平鋼筋,且壓頂臥梁應(yīng)與砼立柱相連,壓頂臥梁宜錨入房屋的主體構(gòu)造柱。⑦構(gòu)造柱底端連接構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)基礎(chǔ)(承重構(gòu)造柱除外),但應(yīng)伸入室外地面下500 mm,或錨入室外地面下不小于300 mm的地圈梁。
由此可見(jiàn)構(gòu)造柱的重要性,它不僅在多層砌體中而且在高層混凝土房屋中起著不可替代的作用。構(gòu)造柱與圈梁共同作用使脆性材料的磚砌體結(jié)構(gòu)獲得可觀的抗變形能力。