住宅建筑構(gòu)造柱和墻拉縫設(shè)置的分析與設(shè)計(jì)

鄭俊光

(廣州市富御房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司,廣東 廣州 510000)

1 概述

為滿足使用功能及施工工藝的要求，建筑結(jié)構(gòu)中通常會(huì)設(shè)置構(gòu)造柱及構(gòu)造墻等非受力豎向構(gòu)件。通過(guò)在構(gòu)造柱、墻與主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置拉縫材料將兩者分離，從而避免構(gòu)造柱、墻剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的不利作用。為了更有效的對(duì)拉縫進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文分析了不同位置構(gòu)造柱、墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。

2 構(gòu)造柱、構(gòu)造墻及拉縫設(shè)置原則

住宅建筑中構(gòu)造柱、墻的設(shè)置一般分為外墻構(gòu)造墻、填充墻構(gòu)造柱及設(shè)備構(gòu)造墻等。具體位置詳見(jiàn)圖1。

1)外墻構(gòu)造墻。

采用鋁膜板施工的全混凝土外墻有防滲漏性強(qiáng)、減少施工工序、提高施工效率、完成面平整、墻面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但外墻全部設(shè)置成受力構(gòu)件也帶來(lái)了新的問(wèn)題。因局部短墻肢受力性能較差、結(jié)構(gòu)局部剛度突變等都會(huì)減弱結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。因此，通常會(huì)在對(duì)結(jié)構(gòu)不利的外墻處設(shè)置拉縫，使其變?yōu)榉鞘芰Φ臉?gòu)造墻。

2)填充墻構(gòu)造柱。

根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，填充墻長(zhǎng)度超過(guò)5 m或墻長(zhǎng)大于2倍層高時(shí)，墻體中部應(yīng)加設(shè)構(gòu)造柱。由于鋁模施工工藝的要求，填充墻中的構(gòu)造柱需與主體結(jié)構(gòu)同時(shí)施工。構(gòu)造柱提供的剛度對(duì)主體結(jié)構(gòu)也是不利的，需要設(shè)置拉縫處理。

3)設(shè)備構(gòu)造墻。

設(shè)備電箱開(kāi)洞一般較大且較為密集，對(duì)填充墻的破壞較大，后期容易引起墻面開(kāi)裂影響交付品質(zhì)。所以將電箱墻采用混凝土整澆，并在構(gòu)造墻上預(yù)留電箱洞口。電箱構(gòu)造墻的剛度相對(duì)于梁的剛度較大，所以需要設(shè)置拉縫將其與主體結(jié)構(gòu)分離。

4)建筑外立面造型構(gòu)造柱、墻。

由于建筑外立面造型的需要，在建筑外圍設(shè)置外凸的混凝土線條，同時(shí)為了不影響地下車庫(kù)的停車需求，該部分線條不允許下落至建筑首層。所以將該部分混凝土造型設(shè)置成非受力的構(gòu)造柱，并進(jìn)行拉縫處理。

3 結(jié)構(gòu)拉縫存在的問(wèn)題

拉縫的設(shè)置雖然解決了構(gòu)造柱、墻剛度對(duì)主體結(jié)構(gòu)的不利影響，但是卻對(duì)施工提出了更高的要求。

1)施工難度大。

為了使構(gòu)造柱、墻下層的混凝土澆搗密實(shí)，一般需要在下一層混凝土澆筑完成后且混凝土初凝之前將拉縫板壓入混凝土，而實(shí)際操作時(shí)較難把控施工時(shí)間。而且拉縫板上需開(kāi)洞，再將構(gòu)造柱、墻中的構(gòu)造鋼筋穿過(guò)洞口，該施工工藝對(duì)工人技術(shù)要求較高。

2)施工管控難度大。

拉縫的設(shè)置增加了施工的難度，現(xiàn)場(chǎng)反饋拉縫漏做、不做的現(xiàn)象較為普遍。且每層需要做拉縫的位置較多，施工管控難度較大。

由于拉縫施工難造成的漏施工、不施工，使原來(lái)的構(gòu)造柱、墻變成了受力構(gòu)件，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全造成隱患。因此，有必要進(jìn)一步研究構(gòu)造柱、墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)受力的影響。

4 構(gòu)造柱、墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)影響的受力分析

用于研究的住宅樓結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示，通過(guò)對(duì)比構(gòu)造柱、墻按荷載輸入及按受力構(gòu)件輸入兩種方式的計(jì)算結(jié)果，分析構(gòu)造柱、墻剛度對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。該住宅建筑共32層，樓高97 m，位于Ⅲ類場(chǎng)地，抗震設(shè)防烈度為7度0.1g，基本風(fēng)壓0.6 kN/m2，境類別為B類。將構(gòu)造柱、墻按實(shí)際截面尺寸建入計(jì)算模型中，以模擬不設(shè)置拉縫時(shí)構(gòu)造柱、墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。

4.1 構(gòu)造柱、墻對(duì)結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)的影響

表1列出了不同類型構(gòu)造柱、墻對(duì)結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)的影響。由結(jié)果可知：填充墻構(gòu)造柱對(duì)結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)沒(méi)有影響；外立面構(gòu)造柱對(duì)整體指標(biāo)的影響較小，考慮構(gòu)造柱剛度后周期減小約為1.4%，位移角減小約為3.2%；外墻構(gòu)造柱及設(shè)備構(gòu)造墻對(duì)整體指標(biāo)影響較大，周期減小約1.7%，位移角較小約10.6%。總體上，考慮構(gòu)造柱、墻剛度對(duì)主體結(jié)構(gòu)影響后，結(jié)構(gòu)的整體剛度增大，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的地震力也會(huì)增大。

表1 考慮構(gòu)造柱、墻模型的結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)

4.2 構(gòu)造柱、墻對(duì)結(jié)構(gòu)配筋的影響

1)填充墻構(gòu)造柱。

構(gòu)造柱剛度主要影響到柱底托梁的受力，底部樓層梁面筋及底筋均有較大增幅，梁面筋最大增加188%，梁底筋最大增加260%。隨著樓層的增加，構(gòu)造柱對(duì)托梁的影響逐漸減小，樓高1/5以上的托梁配筋與無(wú)構(gòu)造柱模型基本一致。

2)外立面構(gòu)造柱。

構(gòu)造柱主要影響周邊梁及相連墻的受力，底部墻及梁配筋約增加5%。隨著樓層的增加，構(gòu)造柱對(duì)周邊構(gòu)件的影響逐漸減小，樓高1/2以上處墻、梁配筋與無(wú)構(gòu)造柱模型基本一致。

3)外墻構(gòu)造墻、設(shè)備構(gòu)造墻。

由于構(gòu)造墻剛度較大，對(duì)周邊構(gòu)件受力的影響較大，具體影響情況與結(jié)構(gòu)布置相關(guān)。構(gòu)造墻位于剛度較大的框架中會(huì)進(jìn)一步增大該榀框架的剛度，框架兩側(cè)的剪力墻及較短的連梁均容易造成抗剪截面超限；構(gòu)造墻位于剛度較小的框架中，對(duì)構(gòu)造墻下及周邊相關(guān)梁配筋影響較大，梁縱筋最大增大約194%。隨著樓層的增加，構(gòu)造墻對(duì)周邊構(gòu)件的影響逐漸減小，個(gè)別位置周邊構(gòu)件配筋反而有減小的趨勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上分析可知，構(gòu)造柱、墻不設(shè)置拉縫會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)及構(gòu)件受力造成不同程度的影響。外立面構(gòu)造柱對(duì)結(jié)構(gòu)的影響較小，為了減小施工難度，可取消外立面構(gòu)造柱拉縫，設(shè)計(jì)中可將其作為荷載輸入。位于梁上的填充墻構(gòu)造柱、外墻構(gòu)造墻及設(shè)備構(gòu)造墻對(duì)結(jié)構(gòu)影響較大，如施工中遺漏將會(huì)造成結(jié)構(gòu)安全隱患，設(shè)計(jì)應(yīng)做好施工交底，嚴(yán)控拉縫施工質(zhì)量。