構造柱是磚混結構建筑中重要的砼構件。為提高多層建筑砌體結構的抗震性能,規(guī)范要求應在房屋的砌體內適宜部位設置鋼筋混凝土柱并與圈梁連接,共同加強建筑物的穩(wěn)定性,這種鋼筋混凝土柱通常就被稱為構造柱。構造柱主要不是承擔豎向荷載的,而是用于抗擊剪力、抗震等橫向荷載的。
首先還是老生常談的,大家要熟悉一下我們的學習體系和路徑,深入理解規(guī)范體系,才談得上“按規(guī)范執(zhí)行”。
工程概念
建筑抗震設計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋 > 7.3 多層磚砌體房屋抗震構造措施
7.3.2 多層磚砌體房屋的構造柱應符合下列構造要求:
1 構造柱最小截面可采用180mm×240mm(墻厚190mm時為180mm×190mm),縱向鋼筋宜采用4Φ12,箍筋間距不宜大于250mm,且在柱上下端應適當加密;6、7度時超過六層、8度時超過五層和9度時,構造柱縱向鋼筋宜采用4Φ14,箍筋間距不應大于200mm;房屋四角的構造柱應適當加大截面及配筋。
2 構造柱與墻連接處應砌成馬牙槎,沿墻高每隔500mm設2Φ6水平鋼筋和Φ4分布短筋平面內點焊組成的拉結網(wǎng)片或Φ4點焊鋼筋網(wǎng)片,每邊伸入墻內不宜小于1m。6、7度時底部1/3樓層,8度時底部1/2樓層,9度時全部樓層,上述拉結鋼筋網(wǎng)片應沿墻體水平通長設置。
3 構造柱與圈梁連接處,構造柱的縱筋應在圈梁縱筋內側穿過,保證構造柱縱筋上下貫通。
4 構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。
5 房屋高度和層數(shù)接近本規(guī)范表7.1.2的限值時,縱、橫墻內構造柱間距尚應符合下列要求:
1)橫墻內的構造柱間距不宜大于層高的二倍;下部1/3樓層的構造柱間距適當減小;
2)當外縱墻開間大于3.9m時,應另設加強措施。內縱墻的構造柱間距不宜大于4.2m。
機理
條文說明:
7.3.1、7.3.2 鋼筋混凝土構造柱在多層磚砌體結構中的應用,根據(jù)歷次大地震的經(jīng)驗和大量試驗研究,得到了比較一致的結論,即:①構造柱能夠提高砌體的受剪承載力10%~30%左右,提高幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開洞情況有關;②構造柱主要是對砌體起約束作用,使之有較高的變形能力;③構造柱應當設置在震害較重、連接構造比較薄弱和易于應力集中的部位。
由于鋼筋混凝土構造柱的作用主要在于對墻體的約束,構造上截面不必很大,但需與各層縱橫墻的圈梁或現(xiàn)澆樓板連接,才能發(fā)揮約束作用。
多層磚房設置鋼筋混凝土構造柱抗震設計與施工規(guī)程 JGJ 13-82
條文說明:1.0.2
唐山地震震害分析和近幾年試驗表明,在多層磚房中,由構造柱和圈梁共同作用,可以增加建筑物的延性,提供建筑物的抗側力能力,防止或延緩建筑物在地震影響下發(fā)生突然倒塌,或減輕建筑物的損壞程度。因此,可以認為設置構造柱主要是一種防倒塌措施,而不是使設置了構造柱的磚房不出現(xiàn)任何損壞。這也是編制本規(guī)程的基本指導思想。
弱框架—砌體墻結構
規(guī)范
建筑抗震設計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋 > 7.3 多層磚砌體房屋抗震構造措施
7.3.1 各類多層磚砌體房屋,應按下列要求設置現(xiàn)澆鋼筋混凝土構造柱(以下簡稱構造柱):
1 構造柱設置部位,一般情況下應符合表7.3.1的要求。
2 外廊式和單面走廊式的多層房屋,應根據(jù)房屋增加一層的層數(shù),按表7.3.1的要求設置構造柱,且單面走廊兩側的縱墻均應按外墻處理。
3 橫墻較少的房屋,應根據(jù)房屋增加一層的層數(shù),按表7.3.1的要求設置構造柱。當橫墻較少的房屋為外廊式或單面走廊式時,應按本條2款要求設置構造柱;但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二層時,應按增加二層的層數(shù)對待。
4 各層橫墻很少的房屋,應按增加二層的層數(shù)設置構造柱。
5 采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚的砌體房屋,當砌體的抗剪強度僅達到普通黏土磚砌體的70%時,應根據(jù)增加一層的層數(shù)按本條1~4款要求設置構造柱;但6度不超過四層、7度不超過三層和8度不超過二層時,應按增加二層的層數(shù)對待。
建筑抗震設計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋 > 7.4 多層砌塊房屋抗震構造措施
7.4.3 小砌塊房屋中替代芯柱的鋼筋混凝土構造柱,應符合下列構造要求:(要求略低一些)
1 構造柱截面不宜小于190mm×190mm,縱向鋼筋宜采用4Φ12,箍筋間距不宜大于250mm,且在柱上下端應適當加密;6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時,構造柱縱向鋼筋宜采用4Φ14,箍筋間距不應大于200mm;外墻轉角的構造柱可適當加大截面及配筋。
2 構造柱與砌塊墻連接處應砌成馬牙槎,與構造柱相鄰的砌塊孔洞,6度時宜填實,7度時應填實,8、9度時應填實并插筋。構造柱與砌塊墻之間沿墻高每隔600mm設置Φ4點焊拉結鋼筋網(wǎng)片,并應沿墻體水平通長設置。6、7度時底部1/3樓層,8度時底部1/2樓層,9度全部樓層,上述拉結鋼筋網(wǎng)片沿墻高間距不大于400mm。
3 構造柱與圈梁連接處,構造柱的縱筋應在圈梁縱筋內側穿過,保證構造柱縱筋上下貫通。
4 構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。
建筑抗震設計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋 > 7.4 多層砌塊房屋抗震構造措施
7.4.2 多層小砌塊房屋的芯柱,應符合下列構造要求:
1 小砌塊房屋芯柱截面不宜小于120mm×120mm。
2 芯柱混凝土強度等級,不應低于Cb20。
3 芯柱的豎向插筋應貫通墻身且與圈梁連接;插筋不應小于1Φ12,6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時,插筋不應小于1Φ14。
4 芯柱應伸入室外地面下500mm或與埋深小于500mm的基礎圈梁相連。
5 為提高墻體抗震受剪承載力而設置的芯柱,宜在墻體內均勻布置,最大凈距不宜大于2.0m。
6 多層小砌塊房屋墻體交接處或芯柱與墻體連接處應設置拉結鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片可采用直徑4mm的鋼筋點焊而成,沿墻高間距不大于600mm,并應沿墻體水平通長設置。6、7度時底部1/3樓層,8度時底部1/2樓層,9度時全部樓層,上述拉結鋼筋網(wǎng)片沿墻高間距不大于400mm。
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7.3.3 多層磚砌體房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設置應符合下列要求:
1 裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木屋蓋的磚房,應按表7.3.3的要求設置圈梁;縱墻承重時,抗震橫墻上的圈梁間距應比表內要求適當加密。
2 現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與墻體有可靠連接的房屋,應允許不另設圈梁,但樓板沿抗震墻體周邊均應加強配筋并應與相應的構造柱鋼筋可靠連接。
建筑抗震設計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋 > 7.3 多層磚砌體房屋抗震構造措施
7.3.4 多層磚砌體房屋現(xiàn)澆混凝土圈梁的構造應符合下列要求:
1 圈梁應閉合,遇有洞口圈梁應上下搭接。圈梁宜與預制板設在同一標高處或緊靠板底;
2 圈梁在本規(guī)范第7.3.3條要求的間距內無橫墻時,應利用梁或板縫中配筋替代圈梁;
3 圈梁的截面高度不應小于120mm,配筋應符合表7.3.4的要求;按本規(guī)范第3.3.4條3款要求增設的基礎圈梁,截面高度不應小于180mm,配筋不應少于4Φ12。
總結
1、多層內框架砌體結構
綜合車間
生產(chǎn)車間
2、底層全框架砌體結構
臺中民宅
汶川5變4
3、構造柱、(芯柱)、圈梁、現(xiàn)澆樓板,共同構成弱框架——砌體結構體系;
4、砌體結構的構造柱和圈梁不應優(yōu)化;應在砌體墻交接處、門窗邊、集中力下(梁),均設置構造柱。應在砌體結構中增加延性構件,提高其延性能力;
5、鼓勵砌體結構使用隔振;
在砌體結構中,當前還采用“等安全度設計法”,沒有將“砌體連梁”削弱,也無從對“砌體墻肢”加以保護。砌體結構的破壞模式比較隨機,延性能力也難以預估。