構造柱是一個耳熟能詳?shù)墓こ绦g語。本來沒啥可說的,但近日關于部分地區(qū)取消構造柱馬牙槎的話題還挺熱門,所以我也來湊個熱鬧。拋磚引玉,不吝指正!
一、構造柱的由來:
據(jù)老前輩講,在唐山地震之前,是沒有構造柱的概念的。在74版《抗規(guī)》中也沒有關于構造柱的描述和要求。但有一位很有心的結構師,在設計唐山的一棟多層磚混結構時,總感覺這么高的樓,豎向一根鋼筋也沒有,總覺得缺點什么,于是執(zhí)意設了9根構造柱。就是這9根構造柱,使得該建筑經受住了唐山大地震的考驗。盡管裂縫很嚴重,但沒有坍塌,可見這9根構造柱的強大作用。
78版《抗規(guī)》在總結唐山震害經驗的基礎上,正式提出構造柱的設置要求,但只是作為結構“超高”以后的加強措施。比如8度區(qū),超過13米(大約四層)以后才設置構造柱,見下圖(摘自78版《抗規(guī)》 ):
后經89版、01版、10版、16版《抗規(guī)》修訂,才形成現(xiàn)在的構造柱構造措施。
構造柱可以分為三類:承重墻構造柱、非承重墻構造柱、懸臂墻(圍墻、女兒墻)構造柱。下面為了敘述的指向性更明確,將這三類構造柱分別叫做磚混結構構造柱、填充墻構造柱和懸臂構造柱。
二、磚混結構構造柱
磚混結構的構造柱是磚墻的“邊緣構件”,其作用主要在墻的平面內。先砌墻并留馬牙槎 、后澆混凝土,使得構造柱與磚墻咬合粘結成整體,與圈梁一起形成磚墻的約束邊框,提高磚墻的抗剪承載力,延緩地震作用下裂縫的出現(xiàn),并在產生裂縫后控制裂縫的發(fā)展,增加磚墻的延性,做到裂而不倒。在地震作用過程中,構造柱側面與磚墻的咬合力至關重要,這也就是留馬牙槎的必要性所在。
另外,支承樓面大梁的磚墻一般要采用構造柱組合墻,馬牙槎就是形成組合墻并保證大梁端部壓力向下逐漸擴散的關鍵措施。正是這個擴散作用,使得梁端壓力傳到基底時已成為線荷載,所以只設置墻下條基即可,構造柱不需要單獨設置基礎。
三、填充墻構造柱
填充墻構造柱是墻的平面外支承,類似于幕墻的豎向龍骨。其作用是保證墻的平面外穩(wěn)定,避免墻在風荷載或地震作用下出平面外倒塌。如果把墻看做豎放的樓板的話,則構造柱就是豎放的梁,上下樓層梁或板是構造柱的支座。
可見,填充墻構造柱與磚混結構構造柱的作用和受力完全不同。
填充墻承受的水平荷載要傳給構造柱,則二者的連接強度至關重要。相對于填充墻與框架柱的連接,構造柱畢竟是先砌墻后澆混凝土,所以無論留不留馬牙槎,連接強度均優(yōu)于框架柱。如此推論的話,構造柱確實沒必要留馬牙槎。但是,砌墻總是要錯豎縫的,留馬牙槎完全可以隨錯縫一并完成,何樂而不為呢?畢竟,填充墻與框架柱相連的那端,僅靠水平拉結筋的銷鍵作用和豎縫的砂漿粘結,而且宜弱不宜強,所以填充墻的另一端就要與構造柱連得強一些為好。
四、懸臂構造柱
懸臂構造柱的關鍵是柱根的錨固。對于圍墻來說,還要注意基礎的傾覆。懸臂構造柱應留馬牙槎。
五、總結:
1. 磚混結構構造柱和懸臂墻構造柱應留馬牙槎。
2. 填充墻構造柱宜留馬牙槎。
3. 填充墻構造柱與磚混結構構造柱的作用和受力完全不同,所以前者沒必要套用后者的有關規(guī)定。