構造柱
構造柱”是“混凝土構造柱”Structural concrete column )簡稱混凝土柱,是按照先砌墻后澆混凝土柱的構造配筋和施工順序,在砌體建筑墻體的指定位置制作的混凝土柱,在建筑圖紙中用符號GZ表示。
構造柱主要布置在外墻的四個角上、橫向墻與外部縱向墻連接處的交錯位置、較大的洞口兩側,大房間的內外墻交接處等。其設置規范要求主要參考相關國家標準,如《砌體結構設計規范》GB50003-2011和《建筑抗震設計規范》GB50011-2010。
構造柱的約束可以使破碎的墻體碎片不易散落,減少墻體開裂,支撐樓板不突然倒塌,從而提高建筑物的整體性和抗震能力。因此,構造柱對提高砌體房屋的抗震能力具有重要作用。因此,構造柱的強度等級及其與墻體的連接是鋼筋砌體工程施工質量驗收國家標準中的主要控制項目之一。
性能功能 編輯本段
設置“構造柱”可以提高砌體結構的抗剪能力和延性,在一定程度上限制墻體裂縫的發生和發展,吸收地震產生的振動能量,起到卸荷作用;增強砌體結構的整體性、穩定性,從而提高抗震能力。在工程設計中,為了加強砌體結構的抗震性能,設計和施工是最常見的、有效的方法是設置“構造柱”構造柱一般設置在內外墻交接處、縱橫墻交接處,并與每層圈梁可靠連接。
國內外的地震研究表明,地震能量在建筑結構的轉角處最大,因此在地震中轉角處墻體的破壞也是最嚴重的。增設豎向鋼筋可以有效提高磚房的抗側力。如果豎向鋼筋與圈梁的水平鋼筋連接,比單純在拐角處加豎向鋼筋更有效。無構造柱的墻體一旦開裂,其荷載不再明顯增加,其開裂荷載非常接近破壞荷載,延性系數接近1,為脆性。構造柱裝入墻體后,一般墻體抵抗外力的強度最多可以增加 20%延性系數可以提高到2.5 ~ 3,墻體具有較大的非彈性變形能力,墻體開裂后仍能承受豎向壓力和一定的水平地震作用。從而使多層砌體建筑在遭遇大地震時仍能保持一定的整體性,不會突然倒塌。但是構造柱作為一種防倒塌,并不能保證建筑不會被破壞。
設計規范 編輯本段
相關規程
構造柱的設計應遵循國家標準中華人民共和國中國(簡稱“國標”中的有關規定,包括《砌體結構設計規范》GB50003-2011、《建筑抗震設計規范》GB 50011-2010年,以及建筑工程行業相關施工標準,如《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》JGJ/T 14-2011、《高層建筑混凝土結構技術規程[附條文說明]》JGJ 3-2010等。
設計原則
《砌體結構設計規范》GB50003-2011結構柱對設置、詳細說明了設計和相關計算。
6.第二章一般構造要求規定,山墻處的壁柱或構造柱應建至山墻頂部,屋面構件應與山墻可靠拉結。
6.第三章框架填充墻規定中提到,填充墻端部應設置構造柱,柱距不大于20倍墻厚且不大于4000 mm,柱寬不小于100 mm。此外,當填充墻長度超過5米或墻長超過兩倍高度時,應在墻中間增設構造柱。
6.5.第二章,防止或減少墻體開裂的主要措施,規定女兒墻應設置構造柱,構造柱間距不應大于4m構造柱應延伸至女兒墻頂部,并與現澆鋼筋混凝土蓋梁一起澆筑。
7.3.第十二章規定,在墻梁的構造條文中提到,承重墻梁的支座應設置落地翼墻,不能設置翼墻時,應設置落地翼墻、地道混凝土構造柱。當墻梁壁靠近支架1時/3在跨距內開孔時,軸承應放置在地面上并朝上、穿過混凝土構造柱,并應與每層圈梁連接。
《砌體結構設計規范》GB50003-2011中10.第1章和《建筑抗震設計規范》GB50011-2010中的3.第9節規定構造柱的混凝土強度等級不應低于C20。
10.第四章帶抗震墻砌體房屋抗震構件規程規定了設置構造柱的具體情況:當墻體長度超過4米時,在洞口兩側,墻體中應增設鋼筋混凝土構造柱;轉換層墻體應在底層框架柱處、抗震墻邊框柱、在砌體抗震墻的構造柱或芯柱的相應位置設置構造柱或芯柱。
《建筑抗震設計規范》GB50011-2010的7.第4章規定了小砌塊房屋中鋼筋混凝土構造柱代替芯柱的構造要求。7.第5部分定義了底部框架-帶抗震墻的砌體房屋上部墻體設置構造柱的要求。9.第3章規定了單層磚柱廠房構造柱的設置要求。10.第1章規定了單層空置房屋構造柱的設置要求。
計算參考
《砌體結構設計規范》GB50003-2011年有構造柱計算的國家標準。其中,6.1.第2章給出了帶壁柱墻和帶構造柱墻的高厚比驗算公式,8.第2章給出了磚砌體與鋼筋混凝土構造柱組合墻體中構造柱的設置原則及相關計算公式,10.2章節、10.第3章規定了相關承載力的計算方法。
《建筑抗震設計規范》GB50011-2010中7.第二章規定了構造柱的相關計算要點。
構造柱常見的截面尺寸為壁厚為正方形或一邊與壁厚略呈矩形,另一邊略呈矩形,截面的長邊不大于 240mm,通常布置4根直徑為10或12mm的鋼筋。
設置規范 編輯本段
構造柱需要以砌體結構體系為基礎、砌體類型、應設置結構或構件的受力或穩定要求,設置時應注意布置位置和連接構造,并應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011和《砌體結構設計規范》GB50003的有關規定-2011年相關法規。
構造柱通常布置在這些位置:外墻與內墻的交接處,縱橫墻與兩端墻的交接處;較大洞口的兩側、應力穩定性不足的小墻和主女兒墻的側沖壓屋頂;樓梯間的四角;在框架結構中,當跨度較大的梁下墻體厚度有限時,設置在梁下;當墻體的高度和厚度比較大時,應設置在適當的位置,以滿足高厚比的要求此時,構造柱的間距不應大于4m。
《砌體結構設計規范》GB50003-2011中10.2.《建筑抗震設計規范》GB 50011中的第4章和第7章.3章節規定:
構造柱的設置位置應符合要求“磚砌體房屋構造柱的設置要求”表格的規定;
對于外廊和單側連廊住宅,應按住宅增加層數,并按表的要求設置構造柱,單側連廊兩側的縱墻按外墻處理;
對于橫墻較少的房屋,應根據建筑增加層數,并按表的要求設置構造柱。當橫墻較少的房屋為外廊或單側走廊時,應按本條第2款的要求設置構造柱;但是6度不超過四層、當7度不超過三樓,8度不超過二樓時,應視為增加二樓層數;
每層橫墻較少的房屋,應根據二層層數的增加設置構造柱;
用蒸壓灰沙普通磚和蒸壓粉煤灰普通磚砌筑的房屋,當砌體的抗剪強度僅達到普通粘土磚砌體的70時%時(普通砂漿砌筑),應在每增加一層的基礎上按本條第1 ~ 4款的要求設置構造柱;但是6度不超過四層、當7度不超過三樓,8度不超過二樓時,應視為增加二樓層數;
對于錯層的多層住宅,應在錯層處設置墻體,并在與其他墻體的交接處設置構造柱;錯層的錯層位置應設置現澆鋼筋混凝土圈梁;當房屋層數不少于四層時,底層1/4層錯層墻中間的構造柱間距不應大于2m。多層磚砌體房屋中的構造柱、限制普通磚墻和磚砌體房屋的構造柱、屋面構造柱的設置應符合《砌體結構設計規范》GB50003的規定-2011中10.2章節的規定。樓梯間和坡屋頂房屋的構造柱設置要求應符合GB 50011中《建筑抗震設計規范》的7.3章節的規定。
施工原則 編輯本段
鋼筋混凝土構造柱和底部框架-抗震墻房屋砌體抗震墻施工時,應先砌墻,后澆構造柱和框架梁柱。
常見問題
構造柱常見的質量問題有:箍筋、系桿的設置可以 I don我不符合規格;樓層間構造柱軸線錯位;混凝土接搓不好;結構柱有暴露的鋼筋束和凹坑;跑漿”空洞和“斷層”等。
技術措施
確保構造柱質量的施工措施包括:
確保混凝土原材料的質量,并根據質量標準驗收來料。其粗骨料粒徑不應大于2 cm。嚴格控制混凝土的配合比,控制水和外加劑的用量。嚴格執行攪拌工藝要求,充分攪拌均勻混凝土。設專人負責構造柱的振搗工作,確保混凝土振搗均勻密實。避免過早拆模,及時養護,防止混凝土柱失水過快、性能松散,強度降低。
預留構造柱和搓馬牙的位置。鋪設時,確保柱腳為大截面。并嚴格控制構造柱旁墻體的垂直度。定位放線時,在建筑物外構造柱軸線位置設置軸線控制樁,以此樁為控制點,用經緯儀控制各層軸線,防止構造柱軸向位移。鋼筋骨架應隨柱段施工面分段綁扎,綁扎點應避免錯位和滑移。
柱段施工高度小于或等于2m,澆筑每層混凝土時,構造柱混凝土上表面應高出樓板表面35cm。每根柱底部預留清掃口,澆水前將模板內雜物清理干凈。夏季施工還應注意澆水養護,以保證構造柱的混凝土強度。
驗收規范
《砌體結構工程施工質量驗收規范》GB50203-2011年規定構造柱強度等級應符合設計要求,每根構造柱預留拉結筋豎向位移不應超過2處。構造柱一般尺寸的允許偏差和檢驗方法應符合表的規定,且每檢驗批不得少于5個。
相關研究 編輯本段
2023年,唐、周勇等人共同發表的論文《QC 活動提高構造柱驗收合格率研究》采用了實地調查、通過原因分析和對比試驗,對施工現場構造柱的施工質量進行了調查,找出了影響構造柱混凝土施工質量的主要原因,并制定了對策。通過重新設計進料口形式和混凝土澆筑方法,顯著提高了構造柱混凝土的整體質量。
2023年楊和聯合發表論文《構造柱鋁模板分段澆筑施工技術研究》,提出采用鋁模板構造柱分段澆筑施工技術是合理的、結構可靠性高,經濟效益顯著。馬勝志、王蒙等人發表的論文《構造柱柱頭輔助澆筑工具研制及應用》介紹了一種新型的柱頂輔助澆注工具,以改進填充墻砌體結構構造柱施工中的柱頂澆注工藝,節省勞動力、節省材料,操作方便。
2019年,曹熊峰、姚榮、吳海燕、姚桂樹共同申請了預制構造柱施工方法專利。施工方法采用部分預制、部分現澆的方法大大節省了構造柱施工的模板用量,節約了工期。
附件列表
詞條內容僅供參考,如果您需要解決具體問題
(尤其在法律、醫學等領域),建議您咨詢相關領域專業人士。