浅谈砖混结构多层房屋构造柱和圈梁的合理设置及住宅结构布局的思考
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浅谈砖混结构多层房屋构造柱和圈梁的合理设置及住宅结构布局的
思考
摘要:随着社会化经济的不断发展,建筑的质量越来越受到人们的关注。
本文就砖混结构多层房屋的构造柱进行分析,以及如何合理的设计圈梁,最后根据现有住宅结构的现状引发思考,以期能够得到改善。
关键词:砖混结构;多层房屋结构;结构柱;圈梁;设置
引言
一般来说砖混结构多层房屋构造柱和圈梁的设置按照设计规范要求进行设置。
构造柱设置在外墙四角、错层部位、横墙与外纵墙交接处,较大洞口两侧,大房间的内外墙交接处。
按地震烈度7度设防,七层以下的多层房屋内墙与外墙交接处,内墙局部较小墙垛处、楼梯间四角处均应设置构造柱;层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间外墙转角及内墙交接处应设置构造柱。
圈梁的设置,装配式钢筋混凝土楼屋盖或木楼屋盖的砖墙,横墙承重6-7度,在外墙及内纵墙屋盖及每层楼盖处,内横墙,屋盖处间距不应大于7m;楼盖处间距不应大于15m和与构造柱相对应部位,纵墙承重时每层均设置圈梁,且抗震横墙上的圈梁间距适当加密,现浇或装配式钢筋混凝土楼屋盖与墙体可靠连接的房屋可不另设圈梁,但楼板与相应构造柱用钢筋可靠连接。
圈梁应闭合设置,遇有洞口应上下搭接。
圈梁在要求的间距内无横墙时,利用梁或板缝中配筋替代圈梁。
对于构造柱和圈梁的设置及断面尺寸的大小等问题,直接影响多层砖混房屋的抗震安全性和经济合理性。
现就满足建筑结构安全要求,方便建筑施工,又具经济合理要求,谈谈自己的见解。
一、钢筋混凝土构造柱的设置
1、钢筋混凝土构造柱设置在外墙四角、错层部位、横墙与外纵墙交接处、较大洞口两侧、大房间外墙交接处。
钢筋混凝土构造柱的断面是根据所起的作用,即墙体在破碎后的拉结作用加以确定的,因此,累积断面不必过大,一般单个构造柱取断面240×180mm就可以,考虑方便施工,实心砖墙砌筑容易操作,构造柱断面取240×240mm为宜。
有些把构造柱断面取与墙厚同宽,如:240×370mm、370×370mm,一是从经济合理上考虑是一种浪费,同时也对北方地区外墙保温也不利,容易出现“冷
桥”现象。
对带有地下室的多层房屋,或特殊房屋局部墙厚为490mm者,就取490×490mm的断面做法是大可不必,可以按抗震规范要求构造柱贯穿地下室,达到基础满足构造柱埋深即可,相应调整断面及配筋。
在构造柱设置数量上尽可能按抗震设防烈度多在平面的“点”上考虑,多设一个小断面构造柱所起的作用要比把材料浪费在大断面的构造柱合理的多;现在房屋平面布置,以住宅楼为例,考虑功能及需求较多,布局比较复杂,多亮点、大开间、多功能,客卧起居,厨卫书房,半越全越,平面立体变化形式繁多,考虑通风、采光、开间大、转角多,立面造型样式规划需要,建筑外观愈来愈应适应城市发展需要,因此,在转角、交错的立面要求的前提下,平面上的“点”相应就比以往“一”字、“品”字、“L”形的“火柴盒”的建筑物多,建筑物的构造柱设置“点”相应增加,本身抗震性能相应提高,为此考虑“小”断面、多设“点”逾显其经济合理性。
2、根据带构造柱墙片往复加载试验发现,在墙片变形的最初阶段,构造柱只协助砖墙抗剪,当墙体出现贯通交叉裂缝后,构造柱的主要作用是约束裂开的三角形块体向外的错动,当墙体达到严重破碎阶段,墙体破碎变形很大时,构造柱才进入变弯状态,为此,构造柱竖向钢筋采用4Φ12,就可以满足各种情况的要求,但考虑到四角可能受到双向荷载的共同作用及扭转影响,因此,可适当加大断面及配筋,按规范要求7层以下、地震烈度7度设防的多层砖混房屋四角构造柱竖向配筋4Φ14,构造柱与圈梁相交的节点处,构造柱箍筋加密,加密范围在每层下端700mm,上端500mm或1/6层高。
加强圈梁与构造柱的节点连接,使凡有构造柱的部位均有圈梁通过,使得墙体构造柱和圈梁在箍结下形成框体,可大大提高墙体的抗裂、抗倒、抗剪能力。
加强构造柱与墙体的连接,墙体与构造柱混凝土连接采取墙体留置大马牙槎方法,在混凝土柱根部采取先退后进的方法,保证混凝土大面落于基层上,同时砖墙内采用甩筋压砌方法与大马牙槎配合,与构造柱混凝土结合,于节点处采用每半块砖压1Φ6钢筋与构造柱连接,竖向间距为500mm,同时保证“T” “L”“+”“-”节点的交叉连结压墙拉结筋压墙深度按规范每边不小于1m,且带有弯钩,遇墙垛可相应达到埋深。
为便于检查混凝土浇筑质量,应沿构造柱全高留有一定的混凝土外露面,若柱身外露有困难,可利用马牙槎作为混凝土外露面。
加强构造柱与现浇混凝土构件的连接,凡遇构造柱的预制构件,为充分发挥构造柱的作用,可改预制构件为现浇构件,对于现浇混凝土楼板由于其设置板下或板边圈梁,可与构造柱一同整浇,现浇板内钢筋锚于构造柱内,直接连结。
3、构造柱的设置,尽可能始于基础。
在基础施工时,构造柱应贯穿地下室,穿越建筑物抵抗水平力的薄弱区域,尤其是在出自然出自然地表区域不采用变截面处理方法,少截面变化。
这一原则对构造柱设置来说,是起到抵抗水平推力而形成剪力的有效办法,出现截面变化就增加了抵抗剪力的薄弱点。
多通高设置,构造柱全高贯通,提高了建筑物的整体性,同时也便于施工,无特殊要求构造柱不变位、不截断,如遇结构布置发生变化时,构造柱位置变化或增加构造柱,可考虑跨越一层搭接变化位置设置,由结构梁或圈梁等位置引出满足规范要求,应避免随墙体厚度变化而变化,做到设计考虑周全,设置合理,通高一致,避免半截柱、后栽柱。
二、钢筋混凝土圈梁的设置
1、混凝土圈梁断面高度一般采用120-180mm为宜,对于圈梁兼过梁者,可采用过梁洞口相应断面高度,通常采用小断面高度。
对于地基土耐力差或土质条件不好、不一致的须增设基础圈梁,可视基础形式而确定基础圈梁的断面、配筋来抵抗不均匀沉降。
凡层间内墙、外墙交接部位设置圈梁,应按平面布局、多拐角,按均等设置附加钢筋的方法,解决圈梁与构造柱连接方式,外墙转角构造柱设置位置是圈梁拐角重要部位,外墙转角圈梁钢筋是保证构造柱与圈梁、楼板墙体整体连结的重要组成部分,转角圈梁钢筋配置正确与否是形成整体的关键,按照圈梁形成闭合的设置原则,正确配置显得至关重要,如果配筋错误,形如虚设,起不到应有的作用,所以在设置钢筋时就应该选定节点。
标明规范要求做法,起到拐点的作用。
如果在跨越洞口,不能闭合时应有相应的措施,保证其构造搭接长度或采取其它处理办法。
在屋盖下设置圈梁时,考虑地震烈度较高时,易出现屋盖板下或圈梁下1-4皮砖墙范围内出现周围水平裂缝,为此,可在顶层砖墙顶端每隔一米左右设1Φ6-10竖向钢筋锚入圈梁内以减轻其破坏程度,增加其整体性。
圈梁拐角搭接长度,在未贯通的圈梁拐角接头大于1m,可从圈梁内甩出墙体拉筋Φ6-10,间距为200-300mm,以保证抗震时应力集中部位得到很好的连接。
2、对于抗震烈度7度设防的多层房屋,圈梁配筋的最小直径不小于4Φ12,一般抗震级别圈梁的纵筋采用4Φ8-10足可以满足抗震设防要求。
小钢筋直径满足规范要求设置,不必要设置大量配筋,圈梁层层设置,形成构造柱、圈梁墙体,现浇楼板框体,整体性连接可靠,共同参与抗震、抗剪,能大大地增强、提高房屋整体抗震能力,重点解决可能出现应力集中部位的整体刚度问题,强调节点配筋的正确,构造附加筋正确配置,以达到抗震效果。
从楼板与圈梁的位置上看,圈梁可分为板下圈梁、板边圈梁。
板下圈梁适合内墙预制板下施工,板边圈梁及板下板边高低圈梁更适合于现浇整体楼板施工,外墙圈梁兼过梁,板下板边均可设置,对提高外墙转角封闭框
架与构造柱、墙体连结效果最佳。
当建筑布局开间过大时,要求跨度大于4.8m的板与圈梁拉结。
板边圈梁设置与现浇楼板一同整浇,满足抗震要求。
三、新型住宅结构布局的结构形式的思考
阜新可利用资源,煤矿副产品煤矸石,可以废物利用。
烧制煤矸石实心砖、空心砖,按“墙改”要求,还能有相当一段时间可利用煤矸石实心砖,砖混多层结构一段时间内在区域内还存在,为满足日益增长的对住宅功能的需要,为克服砖混结构的局限性,对结构形式布局房屋的开间,跨度越来越大,还要考虑工程造价的经济合理性要求。
结构形式为砖混结构加钢筋混凝土内框架结构更适合个别特殊地域的经济发展,因此,砖混结构的构造柱、圈梁,整浇钢筋混凝土楼板与钢筋混凝土内框架结构,能够提高建筑布局的功能多方面要求,较全框架结构更具经济合理性,解决贫困地区工程造价,适应地域消费水平,以满足日益增长的现代化生活需求。
结束语
新时代的背景下,通过对房屋构造柱以及圈梁的合理设置,很大程度上提高了砖混结构住宅的稳定性以及抗震能力,尤其是在对贫困地区进行建造时,合理的设置布局不但可以带来良好的社会效益,也能降低建筑成本,获得很好的经济效益。
参考文献
[1]黄传刚,王磊,赵艳林. 砖混结构中钢筋混凝土构造柱、圈梁对抗震的作用[J]. 福建建筑,2009,07:47-49.
[2]林涛. 大震下防倒塌性能好的结构体系及结构布置研究[D].南昌大学,2011.。