淺談框架結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱

摘要：本文簡單陳述了框架結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱的設(shè)置，構(gòu)造柱對框架梁的影響以及構(gòu)造柱施工時應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu) 構(gòu)造柱 施工

0 引言

構(gòu)造柱在工程中的用途是極為廣泛的。無論是在砌體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)中，還是排架結(jié)構(gòu)，構(gòu)造柱作為一個重要的構(gòu)造措施，國家規(guī)范都有相應(yīng)的規(guī)定。本文主要簡單介紹框架結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱。

1 構(gòu)造柱的設(shè)置

構(gòu)造柱的設(shè)置能提高墻的整體穩(wěn)定性和抗沖擊能力，大大改善結(jié)構(gòu)受力并提高了抗震性能，這些都已得到了證明。在框架結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱把大塊的墻體分隔成小塊，增加墻體的支點，提高其穩(wěn)定性。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)的規(guī)定，框架結(jié)構(gòu)填充墻長度大于5m時，墻頂部與梁應(yīng)有拉結(jié)措施，獨立墻肢端部及大門洞邊宜設(shè)置構(gòu)造柱; GB50011-2010還規(guī)定，墻長超過8m或?qū)痈叩?倍時，宜設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱。墻頂部與梁的拉結(jié)施工較困難，日前工程中均設(shè)置構(gòu)造柱使墻長控制在5m以內(nèi)，以避免墻頂部與梁拉結(jié)。

2 構(gòu)造柱對框架梁的影響

由于填充墻多采用輕質(zhì)、空洞率較大的塊材，不符合墻梁的要求，一般難以形成墻梁效應(yīng)，只能把墻體當(dāng)作荷載處理。在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算中，一般不考慮構(gòu)造柱的受力作用，故設(shè)置構(gòu)造柱可能會對框架梁的受力和配筋帶來影響，與設(shè)計時的計算簡圖不符。如果要求框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱頂端不能與梁連接，雖可避免構(gòu)造柱對框架梁的受力影響，但卻違背了規(guī)范有關(guān)規(guī)定的初衷，構(gòu)造柱成為懸臂柱，無法阻止墻體在地震水平力作用下的出平面變形和破壞，墻與梁的連接仍很薄弱。

一般的規(guī)則框架結(jié)構(gòu)中，各層荷載大小相差不大時，當(dāng)未設(shè)置構(gòu)造柱時，在重力荷載作用下，框架梁會各自按受荷大小和框架梁柱的剛度比值產(chǎn)生跨中彎矩、支座彎矩和豎向位移。設(shè)置構(gòu)造柱后，若不考慮構(gòu)造柱的軸向變形，則框架各層梁在構(gòu)造柱處的豎向位移是相等的，這就使框架各層梁按各自抗彎剛度分配構(gòu)造柱的軸向力，框架成為空腹剛架，受力情況變得復(fù)雜。

設(shè)構(gòu)造柱時，各層的梁跨中的豎向位移是協(xié)調(diào)相等的。所以，豎向荷載就會按各梁的抗彎剛度進(jìn)行分配。在超靜定結(jié)構(gòu)中，梁的抗彎剛度一部分取決于梁端的約束程度，底層柱的下端為固結(jié)，柱的轉(zhuǎn)動剛度較大;頂層柱對梁的約束最小，因而抗彎剛度也較小。底部剛度大的梁，就要承受更大的豎向力，因此相對于無構(gòu)造柱的情況，剛度大的梁的彎矩會有所增大，剛度小的梁的彎矩會減少。

以上情況說明，在加設(shè)構(gòu)造柱后，各層梁的跨中撓度趨向平均，梁的彎矩變化較大，其帶來的偏于不安全的影響不容忽略。如果各層荷載差不多，則對底層框架梁下部鋼筋應(yīng)適當(dāng)增加，以提高框架整體安全度;對于后期荷載各層相差較大，也應(yīng)考慮構(gòu)造柱的傳力作用，以保證結(jié)構(gòu)性體安全、可靠。

3 構(gòu)造柱施工時應(yīng)注意的問題

在構(gòu)造柱施工過程中，常發(fā)現(xiàn)將構(gòu)造柱與框架柱、梁一起整澆的情況，這樣做就會把構(gòu)造柱作為框架梁受力的一個支點，構(gòu)造柱勢必就先于墻體受力。不但使結(jié)構(gòu)受力概念模糊不清，與設(shè)計意圖不符，而且也影響工程質(zhì)量，留下事故隱患。

引起上述問題的原因有以下幾方面：許多設(shè)計單位的設(shè)計文件，往往只注明框架柱和構(gòu)造柱，而對施工要求不做明確的說明，且在圖紙交底中又對施工過程中值得注意的問題不提出討論，對施工過程可能出現(xiàn)的問題估計不足，設(shè)計意圖無法正確地得到貫徹。有些施工技術(shù)人員迫于施工工期的緊張或一味追求施工簡單化，懷著僥幸心理，把設(shè)計過程中的安全儲備因素這種特殊性當(dāng)作可以推而廣之的普遍規(guī)律來加以應(yīng)用，從而導(dǎo)致危險的結(jié)果。

為了避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范操作施工。對現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)受力是逐層形成的，構(gòu)造柱應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)完成后，在砌筑填充墻時，按先砌墻后澆筑構(gòu)造柱的施工順序進(jìn)行，并且在柱頂與上一層的框架梁底應(yīng)留一定間隙，不至于傳遞上層框架梁的荷載。澆筑框架柱、梁時，要在框架梁上構(gòu)造柱部位預(yù)留插筋，待混凝上強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后拆模，然后再開始砌筑墻體，并應(yīng)根據(jù)馬牙搓尺寸要求，最后澆筑構(gòu)造柱混凝土。由于構(gòu)造柱頂已有框架梁，造成了施工作業(yè)面狹小，施工困難，針對這一情況，對于施工條件較好的單位，可采用高壓灌漿法來填充構(gòu)造柱頂部與框架梁底部的空隙，對于施工條件一般的企業(yè)，可采用實心磚斜向填塞的方法。只有在施工時保證質(zhì)量，才能確保整個建筑的安全性。

4 結(jié)語

綜上所述，構(gòu)造柱在工程中是很重要的一個部分，應(yīng)用范圍是極為廣泛的，絕對不能忽視它。以上只是本人在工作中總結(jié)的一點看法，構(gòu)造柱的具體設(shè)計和應(yīng)用還有待我們?nèi)プ鲞M(jìn)一步的研究和探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2010).北京:中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50003-2001).北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

作者簡介：

楊迎安，2006年畢業(yè)于大連理工大學(xué)土木工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)工作于大連市建筑設(shè)計研究院有限公司。