徐國慶
(牡丹江工程建設監理有限責任公司,黑龍江 牡丹江 157000)
采用粘土磚與混合砂漿或水泥砂漿砌筑的墻體卻屬脆性材料,在抵御地震等水平力、防止房屋倒塌等方面極為不利,在適當的部位增設構造柱,并配置些構造鋼筋,能達到增強結構整體穩定性的作用,從而增強了建筑物的抗震能力。因此,規范對磚混結構現繞鋼筋混凝土圈梁、構造柱做了明確規定。
圈梁是沿建筑物外墻四周及部分或全部內墻設置的水平、連續、封閉的梁。
1.1.1 增強砌體房屋整體剛度,承受墻體中由于地基不均勻沉降等因素引起的彎曲應力,在一定程度上防止和減輕墻體裂縫的出現,防止縱墻外閃倒塌。
1.1.2 提高建筑物的整體性,圈梁和構造柱連接形成縱向和橫向構造框架,加強縱、橫墻的聯系,限制墻體尤其是外縱墻山墻在平面外的變形,提高砌體結構的抗壓和抗剪強度,抵抗震動荷載和傳遞水平荷載。
1.1.3 起水平箍的作用,可減小墻、柱的壓屈長度,提高墻、柱的穩定性,增強建筑物的水平剛度。
1.1.4 通過與構造柱的配合,提高墻、柱的抗震能力和承載力。
1.1.5 在溫差較大地區防止墻體開裂。
1.2.1 外墻和內縱墻的設置:屋蓋處及每層樓蓋處均設。
1.2.2 內縱墻的設置:地震裂度為6、7度地區,屋蓋及樓蓋處設置,屋蓋處間距不應大于7m,樓蓋處間距不應大于15m,構造柱對應部位;8度地區,屋蓋及樓蓋處,屋蓋處沿所有橫墻,且間距不應大于7m,樓蓋處間距不應大于7m,構造柱對應部位;9度地區,屋蓋及每層樓蓋處,各層所有橫墻。
1.2.3 空曠的單層房屋的設置:磚砌體房屋,檐口標高為5~8m時,應在檐口標高處設置圈梁一道,檐口標高大于8m時應增加圈梁數量;砌塊機料石砌體房屋,檐口標高為4~5m時,應在檐口標高處設置圈梁一道,檐口標高大于5m時,應增加圈梁數量;對有吊車或較大震動設備的單層工業房屋,除在檐口和窗頂標高處設置現澆鋼筋混凝土圈梁外,尚應增加設置數量。
1.2.4 對建造在軟弱地基或不均勻地基上的多層房屋,應在基礎和頂層各設置一道圈梁,其它各層可隔層或每層設置。
1.2.5 多層房屋基礎處設置圈梁一道。
1.3.1 圈梁應連續設置在墻的同一水平面上,并盡可能的形成封閉圈,當圈梁被門窗洞口截斷時,應在洞口上部增設相同截面的附加圈梁,附加圈梁與截面圈梁的搭接長度不應小于其垂直間距的二倍,且不得小于1米。
1.3.2 縱橫墻交接處的圈梁應有可靠的連接,剛彈性和彈性方案房屋,圈梁應與屋架、大梁等構件可靠連接。
1.3.3 圈梁的寬度易與墻厚相同,當墻厚大于等于240毫米時,圈梁的寬度不易小于2/3墻厚;圈梁高度應為砌體厚度的倍數,并不小于120毫米;設置在軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土質上的基礎內的圈梁,其截面高度不應小于180毫米。
1.3.4 現澆圈梁的混凝土強度等級不宜低于C15,鋼筋級別一般為1級鋼,混凝土保護層厚度為20毫米,并不得小于15毫米,也不宜大于25毫米。
1.3.5 內走廊房屋沿橫向設置的圈梁,均應穿過走廊拉通,并隔一定距離(七度時:15米;八度時:11米;九度時:7米)將穿過走廊部分的圈梁局部加強,其最小高度一般不小于300毫米。
2.1.1 構造柱能夠提高砌體的抗剪強度10%~30%左右,提高幅度與砌體高寬比、豎向壓力和開洞情況有關。
2.1.2 構造柱通過與圈梁的配合,形成空間構造框架體系,使其有較高的變形能力。當墻體開裂以后,以其塑性變形和滑移、摩擦來耗散地震能量,它在限制破碎墻體散落方面起著關鍵的作用。由于摩擦,墻體能夠承擔豎向壓力和一定的水平地震作用,保證了房屋在罕遇地震作用下不至倒塌。
構造柱應當設置在地震時震害較重,連接構造比較薄弱和易于應力集中的部位。(詳見下表)注:外廊式和單面走廊式的多層磚房,應按房屋層數增加一層后,根據下表要求設置構造柱,且單面走廊兩側的縱墻應按外墻處理;教學樓、醫院等橫墻較少的房屋,應根據房屋增加一層后的層數,按下表設置構造柱。
2.3.1 構造柱應與圈梁連接,構造柱的縱筋應穿過圈梁,保證構造柱的縱筋上下貫通。隔層設置圈梁的房屋,應在無圈梁的樓層設置配筋磚帶。僅在外墻四角設置構造柱時,在外墻上應伸過一個開間,其它情況應在外縱墻和相應橫墻上拉通,其截面高度不應小于四皮磚,砂漿強度不應低于M5級。
2.3.2 構造柱與墻連接處宜砌成馬牙槎,并應沿墻高每隔500毫米,設2φ6拉結鋼筋,每邊伸入墻內不小于1米或伸至洞口邊。
2.3.3 構造柱的最小截面可采用240×180毫米,房屋四角的構造柱可適當加大截面尺寸,施工時應先砌墻后澆柱,構造柱的混凝土強度等級不宜低于C15,鋼筋級別一般為1級鋼,混凝土保護層厚度為20毫米,并不得小于15毫米,也不宜大于25毫米。縱向鋼筋應采用4φ12,箍筋間距不宜大于250mm,且在柱上、下端宜適當加密;7度時超過6層,8度時超過5層,9度時構造柱縱向鋼筋宜采用4φ14,箍筋間距不應大于200mm。圈梁和構造柱的交接處,圈梁鋼筋應放在構造柱鋼筋的內側,即把構造柱當作圈梁的支座,這樣對結構有利。
2.3.4 構造柱可不單獨設置基礎,但應伸入地下500毫米,宜在柱根設置120毫米厚的混凝土座,將柱的豎向鋼筋錨固在該座內,這樣有利于抗震,方便施工。當有基礎圈梁時,可將構造柱豎向鋼筋錨固在低于室外地面下50毫米的基礎圈梁內。若遇基礎圈梁高于室外地面(室內、外高差較大),仍應將構造柱伸入室外地面下500毫米,在柱根設置120毫米厚的混凝土座。當墻體附有管溝時,構造柱埋置深度應大于溝的深度。
2.4.1 構造柱縱筋不宜小于4φ12,對于邊柱、角柱不宜少于4φ14。七度時超過6層,8度時超過5層.9度時縱向鋼筋宜采用4φ14。構造柱的豎向受力鋼筋的直徑也不宜小于16mm。構造柱的豎向受力鋼筋應在基礎梁和樓層圈梁中錨固,并應符合受拉鋼筋的錨固要求。
2.4.2 構造柱箍筋最小直徑采用φ6,間距不宜大于250mm,柱上、下端大于等于h/6(h為層高)及大于等于450mm范圍內箍筋間距加密至100mm。
根據現行規范的規定,分別對磚砌體房屋圈梁和構造柱的作用、設置和配筋、做法、連接等進行了簡述。在總結國內外歷次地震災害以及廣泛深入的科研基礎之上,我國在砌體結構抗震設計領域已取得了顯著進步,獲得了寶貴的設計經驗。