03.22 構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

構造柱是磚混結構建築中重要的砼構件。為提高多層建築砌體結構的抗震性能,規範要求應在房屋的砌體內適宜部位設置鋼筋混凝土柱並與圈樑連接,共同加強建築物的穩定性,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,而是用於抗擊剪力、抗震等橫向荷載的。

今天邱老師就結合抗震知識和規範,給大家彙總一下這一塊的要點!

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,深入理解規範體系,才談得上“按規範執行”。

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

工程概念

建築抗震設計規範 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 構造柱最小截面可採用180mm×240mm(牆厚190mm時為180mm×190mm),縱向鋼筋宜採用4Φ12,箍筋間距不宜大於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,構造柱縱向鋼筋宜採用4Φ14,箍筋間距不應大於200mm;房屋四角的構造柱應適當加大截面及配筋。

2 構造柱與牆連接處應砌成馬牙槎,沿牆高每隔500mm設2Φ6水平鋼筋和Φ4分佈短筋平面內點焊組成的拉結網片或Φ4點焊鋼筋網片,每邊伸入牆內不宜小於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,上述拉結鋼筋網片應沿牆體水平通長設置。

3 構造柱與圈樑連接處,構造柱的縱筋應在圈樑縱筋內側穿過,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,或與埋深小於500mm的基礎圈樑相連。

5 房屋高度和層數接近本規範表7.1.2的限值時,縱、橫牆內構造柱間距尚應符合下列要求:

1)橫牆內的構造柱間距不宜大於層高的二倍;下部1/3樓層的構造柱間距適當減小;

2)當外縱牆開間大於3.9m時,應另設加強措施。內縱牆的構造柱間距不宜大於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,根據歷次大地震的經驗和大量試驗研究,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,提高幅度與牆體高寬比、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於應力集中的部位。

由於鋼筋混凝土構造柱的作用主要在於對牆體的約束,構造上截面不必很大,但需與各層縱橫牆的圈樑或現澆樓板連接,才能發揮約束作用。

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,由構造柱和圈樑共同作用,可以增加建築物的延性,提供建築物的抗側力能力,防止或延緩建築物在地震影響下發生突然倒塌,或減輕建築物的損壞程度。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任何損壞。這也是編制本規程的基本指導思想。

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

弱框架—砌體牆結構

規範

建築抗震設計規範 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。

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

2 外廊式和單面走廊式的多層房屋,應根據房屋增加一層的層數,按表7.3.1的要求設置構造柱,且單面走廊兩側的縱牆均應按外牆處理。

3 橫牆較少的房屋,應根據房屋增加一層的層數,按表7.3.1的要求設置構造柱。當橫牆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對待。

4 各層橫牆很少的房屋,應按增加二層的層數設置構造柱。

5 採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,應根據增加一層的層數按本條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對待。

建築抗震設計規範 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 構造柱截面不宜小於190mm×190mm,縱向鋼筋宜採用4Φ12,箍筋間距不宜大於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,構造柱縱向鋼筋宜採用4Φ14,箍筋間距不應大於200mm;外牆轉角的構造柱可適當加大截面及配筋。

2 構造柱與砌塊牆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度時應填實並插筋。構造柱與砌塊牆之間沿牆高每隔600mm設置Φ4點焊拉結鋼筋網片,並應沿牆體水平通長設置。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,上述拉結鋼筋網片沿牆高間距不大於400mm。

3 構造柱與圈樑連接處,構造柱的縱筋應在圈樑縱筋內側穿過,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,或與埋深小於500mm的基礎圈樑相連。

建築抗震設計規範 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於120mm×120mm。

2 芯柱混凝土強度等級,不應低於Cb20。

3 芯柱的豎向插筋應貫通牆身且與圈樑連接;插筋不應小於1Φ12,6、7度時超過五層、8度時超過四層和9度時,插筋不應小於1Φ14。

4 芯柱應伸入室外地面下500mm或與埋深小於500mm的基礎圈樑相連。

5 為提高牆體抗震受剪承載力而設置的芯柱,宜在牆體內均勻佈置,最大淨距不宜大於2.0m。

6 多層小砌塊房屋牆體交接處或芯柱與牆體連接處應設置拉結鋼筋網片,網片可採用直徑4mm的鋼筋點焊而成,沿牆高間距不大於600mm,並應沿牆體水平通長設置。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,上述拉結鋼筋網片沿牆高間距不大於400mm。

建築抗震設計規範 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

7.3.3 多層磚砌體房屋的現澆鋼筋混凝土圈樑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的要求設置圈樑;縱牆承重時,抗震橫牆上的圈樑間距應比表內要求適當加密。

2 現澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋與牆體有可靠連接的房屋,應允許不另設圈樑,但樓板沿抗震牆體周邊均應加強配筋並應與相應的構造柱鋼筋可靠連接。

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

建築抗震設計規範 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 多層磚砌體房屋現澆混凝土圈樑的構造應符合下列要求:

1 圈樑應閉合,遇有洞口圈樑應上下搭接。圈樑宜與預製板設在同一標高處或緊靠板底;

2 圈樑在本規範第7.3.3條要求的間距內無橫牆時,應利用梁或板縫中配筋替代圈樑;

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

3 圈樑的截面高度不應小於120mm,配筋應符合表7.3.4的要求;按本規範第3.3.4條3款要求增設的基礎圈樑,截面高度不應小於180mm,配筋不應少於4Φ12。

總結

1、多層內框架砌體結構

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

綜合車間

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

生產車間

2、底層全框架砌體結構

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

臺中民宅

構造柱遠遠沒你想象的那麼簡單!

汶川5變4

3、構造柱、(芯柱)、圈樑、現澆樓板,共同構成弱框架——砌體結構體系;

4、砌體結構的構造柱和圈樑不應優化;應在砌體牆交接處、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,當前還採用“等安全度設計法”,沒有將“砌體連梁”削弱,也無從對“砌體牆肢”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。


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