構造柱的作用及施工問題分析

周文根

【摘要】本文分析鋼筋混凝土框架砌體填充墻設置鋼筋混凝土構造柱的作用，同時分析了現階段構造柱施工工藝、工序中存在的主要問題及原因。

【關鍵詞】構造柱、施工問題、框架砌體

隨著社會的發展，對建筑物的可靠性，耐久性要求不斷提高，建筑物的抗震性能愈加得到重視。我國大多數地區，框架結構中都是采用加氣混凝土砌塊、爐渣空心磚、燒結頁巖空心磚等輕質砌體作為填充墻。填充墻在框架結構中雖為非承重構件，但由于墻體超長、抗震能力和穩定性不足以及環境溫度變化和材料收縮等原因，常常會引起墻體開裂、滲水，有損房屋的觀瞻和正常使用，地震作用下還會發生墻體倒塌，因此，我國《建筑抗震設計規范》[1]（GB50011-2001） 第13.3.3條有關于超長砌體填充墻的構造要求作出明確規定：為加強填充墻的抗震能力和穩定性，框架砌體填充墻長度大于5m時，墻頂部與梁宜有拉結；墻長超過層高2倍時，宜設置鋼筋混凝土構造柱。而實際施工中，構造柱因非承重構件而往往不被施工者重視，鋼筋混凝土構造柱施工出現較多方面的質量問題，給工程留下了質量隱患。

1 鋼筋混凝土構造柱的作用

在混凝土框架磚砌體填充墻中，混凝土構造柱能增加建筑物的整體剛度與延性，提高建筑物的抗震能力。其作用一般為：1）加強縱墻間的連接，提升砌體結構的抗剪能力，增加了建筑物的整體性。這是由于構造柱與其相鄰的縱橫墻以及馬牙搓相連接并沿墻高每隔500mm設置2Φ6mm～8mm拉結筋，鋼筋每邊伸入墻內大于1000mm。一般施工時先砌磚墻后澆筑混凝土構造柱，這樣能增加橫墻的結合，可以提高砌體的抗剪承載能力10%～30%。其作用機理是構造柱與圈梁共同將區格內的砌體緊箍，從而提升砌體的抗剪能力。理論上構造柱的拉力使砌體受壓正應力增加，同樣強度等級的砌體，同樣強度等級的砂漿，同一個操作人員用同種工藝砌筑的砌體，在規定的范圍內，受壓正應力愈高，抗剪能力就愈高。2）大大提高砌體結構的延性。構造柱與圈梁的共同工作，可以把磚砌體分割包圍，當砌體開裂時能迫使裂縫在所包圍的范圍之內，而不至于進一步擴展。砌體雖然出現裂縫，但能限制它的錯位，使其維持承載能力并能抵消振動能量而不易較早倒塌。砌體結構作為垂直承載構件，地震時最性出現四散錯落倒地，從而使水平樓板和屋蓋墜落，而構造柱則可以阻止或延緩倒塌時間，以減少損失和人員傷害。構造柱與圈梁連接又可以起到類似框架結構的作用，其作用效果非常明顯。

2 鋼筋混凝土構造柱存在的施工問題

2.1 砌體填充墻中鋼筋混凝土構造柱的施工順序存在問題：將構造柱與框架梁一起施工，構造柱鋼筋與梁同時綁扎，柱上下端鋼筋錨入梁內，然后同時澆筑混凝。構造柱一般均生根于基礎梁或樓面梁上，當構造柱與框架柱、梁同時現澆后，上部結構荷載將部分通過構造柱直接傳給樓面梁或基礎梁，致使原基礎受力發生改變，造成支撐構造柱的樓面梁或基礎梁上局部荷載的增加，導致其截面大小及配筋某種程度的不足，給結構造成了較大的安全隱患。

2.2 構造柱縱向鋼筋上下錯位，豎向鋼筋搭接不規范，箍筋松散、歪斜且數量不足；墻柱拉結筋數量不夠、位置不對。墻與構造柱應沿墻高每50em設置2Ф6水平拉結鋼筋聯結，每邊伸入墻內不應小于 1m。

2.3 構造柱馬牙槎砌不正確或不按規范留設，槎口高度、深度不一，遇內外墻丁字砌體節點時，內墻只留直槎，個別工程干脆取消馬牙槎，導致構造柱與填充墻不能形成一個有效的整體。在地震作用下，構造柱迅速與墻體脫離，不能起到約束填充墻的作用。磚墻應砌成馬牙槎，每馬牙槎沿高度方向尺寸不超過30cm。

2.4 露筋和麻面。支模前，鋼筋骨架上沒有綁扎混凝土保護層墊塊，致使鋼筋保護層厚度不足，同時，有的鋼筋位置不準，造成露筋現象。混凝土澆筑前，模板和馬牙槎磚墻未作充分濕潤，混凝土中的部分水分被磚墻和模板吸走，混凝土表面出現麻面和酥松現象。

2.5 造柱混凝土爛根、斷條。在構造柱施工中，由于每層構造柱的根部均低于樓板頂面。形成凹槽，而在砌筑墻體時，砂漿、磚塊等雜物很容易掉在凹槽內，如果在澆筑混凝土前不將這些雜物清除，或清除不干凈，會使構造柱根部出現夾層及混凝土澆筑過程中由于震搗不密實出現混凝土斷條，易使構造柱失去應有作用，使磚墻的整體性降低。

3 構造柱施工問題發生的原因

3.1 施工人員對混凝土構造柱的作用原理認識不清，對構造柱的抗震作用認識不足，忽視構造柱的施工質量，甚至違反施工程序，違規操作。

3.2 設計單位設計文件交待不清，工單位在施工中僅僅憑著經驗去操作，因而使設計意圖無法正確地得到貫徹。

4 構造柱施工問題的防治措施與方法

4.1 嚴格按規范施工工序操作施工。澆筑框架柱、梁，要在框架梁上構造柱部位預留插筋，待混凝土強度達到設計要求后拆模，然后再砌筑墻體，并應根據馬牙槎尺寸要求，從柱腳開始，先退后進，以保證柱腳為大截面，砌體完成后交木工支模，最后澆筑構造柱混凝土。

4.2 構造柱的鋼筋大部分是在樓層板梁面預埋插筋，等到主體結構完成后再進行鋼筋綁扎連接安裝。在拆模過程中預留的鋼筋受到模板及支架、木方的多次碰撞、人為的彎曲、造成構造柱鋼筋根部反復彎折，使鋼筋的強度降低。故為了保證構造柱的鋼筋不移位，首先要做好鋼筋的保護，其次在每一層安裝模板之前，要固定好鋼筋骨架，校正其垂直度，并采取可靠措施固定，保證在澆搗混凝土時不發生偏位。如果位置偏差過大，可采用后植筋法預埋構造柱縱筋，豎向鋼筋采用綁扎接頭的，綁扎長度和構造要符合要求。注意拉結筋放置與馬牙槎砌筑錯位問題。放拉結筋時，沿墻高度每隔500mm設置2Φ6mm～8mm拉結筋，每邊伸入墻內不宜少于1000mm，通過馬牙槎使混凝土與磚墻連接，以保證混凝土與磚墻整體性。。

4.3 構造柱馬牙槎必須從柱腳開始先退后進，左右對稱，上下對齊，每一馬牙槎沿高度方向的尺寸，不宜超過300mm，馬牙槎進退尺寸不少于60mm。

4.4 為保證構造柱混凝土在澆筑后不出現柱腳孔洞、蜂窩、麻面、露筋、跑漿等質量通病，就應按照規范要求，做好模板加固和混凝土的振搗工作。常見的構造柱模板加固方法是使用對拉螺栓固定兩側模板，對拉螺栓設置在兩側填充墻上，模板可以滿封，柱端部一側模板設置為喇叭式進料口，進料口應比構造柱高大約100mm，澆筑柱混凝土時應把進料口也滿澆，拆模后將多余的混凝土鑿掉即可，保證構造柱頂部混凝土與頂梁之間不留空隙。沿砌體馬牙槎凹凸邊緣貼上雙面膠，使模板與砌體表面密封不漏漿，澆筑過程中使用小型插入式振動棒插入振搗，保證混凝土密實。

4.5 防止構造柱混凝土的爛根、斷條。構造柱底部在砌墻體之前，宜先用細石混凝土做出高于樓板頂面3—5cm的一段柱根，柱根要澆搗密實，混凝土接槎處要按施工縫處理，構造柱兩側模板支模前，應處理好柱根及清除堆物，然后用水清洗柱根，再行支模，混凝土澆筑時應加強震搗保證密實。

5 結語

綜上所述，施工單位只有充分認識到構造柱的作用原理及其重要性，重視構造柱的施工，在構造柱施工過程中嚴格質量管理，制定質量保證措施，認真按規范要求操作，才能消除混凝土構造柱的質量通病，保證混凝土構造柱的質量。

參考文獻：

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[2] 游 猛，框架結構砌體填充墻中設置構造柱的合理構造形式與施工方法[期刊論文]- 湖南科技學院學報2007（4）

[3]楊小琳，構造柱的工作原理及設置原理[期刊論文] –淮北職業技術學院學報2007（6）