地震區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱設(shè)置的探討

【摘 要】本文論述了磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱設(shè)置的重要性，分析了施工中構(gòu)造柱設(shè)置的常見問題，對地震區(qū)磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱設(shè)置的探討。

【關(guān)鍵詞】磚混結(jié)構(gòu)；抗震構(gòu)造柱；設(shè)置

地震災(zāi)害因其發(fā)生突然破壞慘重被認為是威脅人類生存和發(fā)展的最大自然災(zāi)害之一。全世界平均每年發(fā)生破壞性地震近千次，其中震級大道7級以上的大地震十多次。據(jù)統(tǒng)計，歷史上各種自然災(zāi)害曾毀滅了世界各地52個城市，其中因地震而毀滅的城市有27個。地震之外的其它各種災(zāi)害，如水災(zāi)、火災(zāi)、火山噴發(fā)、風災(zāi)、沙災(zāi)、旱災(zāi)等毀滅的城市為25座。因此，地震占災(zāi)害總數(shù)的52%。可見地震災(zāi)害確系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害（約占95%）。無數(shù)次的震害告訴我們，抗震設(shè)防是防御和減輕地震災(zāi)害最有效、最根本的措施。

我國是一個多地震國家。地震分布范圍廣，抗震設(shè)防的國土面積約占全國國土面積的79%，地震頻度高，強度大，20世紀以來已發(fā)生7級以上地震逾百次；地震震源淺，絕大多數(shù)地震都是淺緣地震，震源深度在30km以內(nèi)，因而人員傷亡慘重，經(jīng)濟損失巨大。另一方面，我國作為發(fā)展中國家，人口稠密，建筑物抗震能力低。因此，我國的地震災(zāi)害可謂全球之最。上個世紀，全球因地震而死亡的人數(shù)為110萬人，其中我國就占55萬人之多，為全球的一半。因此，粗略地說，我國的國土面積占全球的1/14，人口占1/4，地震占1/3，地震災(zāi)害占1/2。因此，建筑物的抗震設(shè)防問題是我國減輕自然災(zāi)害、保障國民經(jīng)濟建設(shè)和社會持續(xù)發(fā)展，特別是保障人民群眾生命安全的一個重要問題。

1.構(gòu)造柱設(shè)置的重要性

在地震設(shè)防地區(qū)，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了其脆性性質(zhì)，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差。而構(gòu)造柱作為多層磚混房屋提高抗震能力的一種有效手段已被普遍采用。在實際施工中，由于構(gòu)造柱的諸多抗震構(gòu)造給施工帶來一定的難度，再加上一些施工管理人員對構(gòu)造柱的重要作用認識不清，對構(gòu)造柱的設(shè)置要點缺乏了解，施工中存在多方面的問題，致使質(zhì)量通病頻頻發(fā)生，結(jié)構(gòu)的抗震性能受到削弱，必須引起重視。那么，何為構(gòu)造柱呢？建筑力學上說，在多層砌體房屋墻體的規(guī)定部位，按構(gòu)造配筋，并按先砌墻后澆灌混凝土柱的施工順序制成的混凝土柱，通常稱為混凝土構(gòu)造柱，簡稱構(gòu)造柱。構(gòu)造柱通常設(shè)置在樓梯間的休息平臺處，縱橫墻交接處，墻的轉(zhuǎn)角處，墻長達到五米的中間部位要設(shè)構(gòu)造柱。近年來為提高砌體結(jié)構(gòu)的承載能力或穩(wěn)定性而又不增大截面尺寸，墻中的構(gòu)造柱已不僅僅設(shè)置在房屋墻體轉(zhuǎn)角、邊緣部位，而按需要設(shè)置在墻體的中間部位，圈梁必須設(shè)置成封閉狀。從施工角度講，構(gòu)造柱要與圈梁地梁、基礎(chǔ)梁整體澆筑。與磚墻體要在結(jié)構(gòu)工程有水平拉接筋連接。如果構(gòu)造柱在建筑物、構(gòu)筑物中間位置，要與分布筋做連接。

由于磚砌體材料的脆性性質(zhì)，其抗拉、抗彎、抗剪強度很低，結(jié)構(gòu)的變形耗能能力較差，在國內(nèi)外歷次地震中，磚混結(jié)構(gòu)的破壞率相當高。為了解決這種結(jié)構(gòu)形式在工程中抗御地震等水平力的作用，防止房屋倒塌，在磚混房墻體中設(shè)置了構(gòu)造柱。構(gòu)造柱的重要作用主要有以下幾方面：

（1）構(gòu)造柱與混凝土圈梁形成一種“弱框架”對墻體起到了約束作用，墻體的四周處于雙向受力狀態(tài)，使墻體橫向變形減小，改善墻體受壓的穩(wěn)定性能，從而提高墻體的抗剪承載力（約12%～17%）。

（2）通過混凝土構(gòu)造柱與墻體的剛度差異、變形協(xié)調(diào)和內(nèi)力重分布，分擔了作用于墻體上的荷載，使混凝土構(gòu)造柱和圈梁形成的“框”約束墻體的裂縫發(fā)展和變形過大，使整個結(jié)構(gòu)的延性大大提高。

（3）加強房屋的整體性，提高房屋的耗能能力和抗倒塌能力，改善房屋的倒塌形態(tài)。

（4）由構(gòu)造柱在基礎(chǔ)中的錨固作用，減輕房屋發(fā)生水平滑移的可能性和滑移時的破壞程度。構(gòu)造柱的重要作用已得到模型試驗、工程實踐、理論計算等多方面的驗證，在工程應(yīng)用中必須加以重視。但在目前的施工中，由于對有關(guān)構(gòu)造柱的構(gòu)造要求不夠重視、操作不熟練，致使砌體的整體性受到削弱，達不到抗震目的，影響結(jié)構(gòu)的安全性。

2.施工中的常見問題

2.1 構(gòu)造柱鋼筋施工存在的問題

（1）由于磚砌體預(yù)留柱位時上下樓層位置沒有對中或柱筋放線偏差，往往會造成柱筋上下錯位，以致于不得不采取強行彎折措施以“復位”。結(jié)果造成構(gòu)造柱上下軸心不對齊，傳力不順暢，嚴重影響構(gòu)造柱作用的發(fā)揮。

（2）構(gòu)造柱中的縱向鋼筋的搭接長度應(yīng)滿足35倍鋼筋直徑的要求，在許多工程中，柱縱筋搭接長度不滿足上述要求，甚至出現(xiàn)1級鋼筋單端彎鉤或兩端都不彎鉤的現(xiàn)象。

（3）墻與構(gòu)造柱應(yīng)沿墻高每500mm設(shè)置2Φ6水平拉接筋連接，每邊伸出墻內(nèi)不應(yīng)少于1 000mm。但在有些施工中，由于拉結(jié)筋影響后砌墻體的砌筑，施工中拉接筋往往隨意彎曲，更有甚者將縱橫墻拐角拉結(jié)筋切斷，既不焊接也不綁扎，從而造成拉結(jié)筋錨固長度不足，拉結(jié)筋形同虛設(shè)，直接影響構(gòu)造柱與墻體的共同工作，使構(gòu)造柱的作用得不到發(fā)揮，留下嚴重的工程隱患。

（4）箍筋是構(gòu)造柱發(fā)揮其抑制裂縫出現(xiàn)、發(fā)展的主要受力筋，試驗表明對提高墻體的抗剪承載力而言，適當加密箍筋是一種有效措施。而在工程中，箍筋的施工卻比較困難，這就造成箍筋的施工存在許多問題。主要表現(xiàn)為：綁扎間距過大或大小間距參差不齊；箍筋綁扎歪斜、松散。

（5）對于地震區(qū)，規(guī)范規(guī)定：構(gòu)造柱在樓層處上下一定范圍內(nèi)應(yīng)加密（原理同框架柱），加密區(qū)范圍為：樓層上下各1/6層高或450mm，加密區(qū)間距不宜小于100mm，在縱筋搭接范圍內(nèi)的箍筋間距不應(yīng)大于200mm。在實際工程中，由于對箍筋的重要作用不了解，箍筋往往不能按上述要求加密，造成極大的工程隱患。

（6）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）規(guī)定：箍筋的彎鉤長度不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍，彎鉤的角度為135°。但在實際工程中，這一點往往不能滿足，彎鉤長度很小，彎鉤常為直鉤。

2.2 構(gòu)造柱混凝土施工中的問題

（1）構(gòu)造柱的截面尺寸較?。ㄒ话銥?40mm×240mm），混凝土澆筑高度一般都超過2.5m。對于這樣較小的截面尺寸，為了保證混凝土澆筑密實，規(guī)范規(guī)定：骨料粒徑不宜大于20mm，但一些施工人員對骨料選配不認真，往往由于骨料過大，造成混凝土不密實乃至出現(xiàn)狗洞的現(xiàn)象。

（2）規(guī)范要求構(gòu)造柱根部應(yīng)預(yù)留清理口，以便清除砌筑時的落地灰、碎磚塊等雜物。但在許多施工現(xiàn)場未預(yù)留清理孔、根部清理不干凈。結(jié)果是層層柱根隔層，整個構(gòu)造柱實質(zhì)上是一個多處截斷的鋼筋連柱體，且斷點又均在樓面上鋼筋搭接處，這樣構(gòu)造柱不但不能起到抗震的作用，反而破壞了墻體節(jié)點處的整體性。

（3）砌體施工時，擠揉出的砂漿掛在磚口上，往往不清理。由于每行磚都有砂漿擠出，相當于減少了構(gòu)造柱的有效截面尺寸。另外，由于砂漿的阻礙，澆筑混凝土時易出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞。

（4）對于前后澆筑的混凝土接槎處，規(guī)范規(guī)定須用水沖洗、濕潤，再鋪10mm～20mm厚水泥砂漿后方可繼續(xù)澆筑混凝土，而實際施工時這道工序往往被取消，致使新老混凝土結(jié)合不好，在受力以前就形成內(nèi)部損傷。

3.構(gòu)造柱施工技術(shù)要點

在構(gòu)造柱施工時，應(yīng)在充分認識構(gòu)造柱重要作用的基礎(chǔ)上，針對上述常見問題，分工序采取對策，嚴格按規(guī)范、規(guī)程的有關(guān)要求執(zhí)行。

（1）鋼筋施工：控制垂直度，準確下料，按規(guī)范放置。

（2）混凝土施工：嚴格控制骨料粒徑，清理構(gòu)造柱底部雜物。

（3）磚的砌筑：控制垂直度，不留直槎，保持磚表面清潔。加房屋的整體性，從而提高多層磚房的抗震性。

4.結(jié)語

我國是地震多發(fā)性國家，地層構(gòu)造復雜，地震經(jīng)常發(fā)生，大部分地區(qū)受地震災(zāi)害的影響。多層磚房是我國目前房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)類型之一，一般作為居住、辦公、學校、醫(yī)院等民用與公用建筑。自20世紀50年代以來，在我國許多城鎮(zhèn)中這類房屋修建數(shù)量最多，分布最廣，在今后相當長一段時間內(nèi)多層磚房仍將是民用建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。多層磚房最大的缺陷就是抗震性能較差，而地震特別是破壞性地震給人民生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟帶來的損失是十分驚人的。在多層磚房中設(shè)置構(gòu)造柱，可以有效地提高磚砌體的承載能力，改善結(jié)構(gòu)的延性，增加房屋的整體性，從而提高多層磚房的抗震性。廣大的建筑工程監(jiān)理和施工人員必須對多層磚房設(shè)置構(gòu)造柱的重要性予以足夠的重視，并在施工過程中，采取切實有效的管理和技術(shù)措施，確保多層磚房達到設(shè)計的抗震能力。

參考文獻：

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[2]高小旺，建筑抗震設(shè)計規(guī)范理解與應(yīng)用，2005年

作者簡介：

任瑜州（1990.5-），男，湖北荊州人，湖北工程學院新技術(shù)學院城市建設(shè)系土木工程專業(yè)學生。