住宅建筑構造柱和墻拉縫設置的分析與設計

鄭俊光

(廣州市富御房地產開發有限公司,廣東 廣州 510000)

1 概述

為滿足使用功能及施工工藝的要求，建筑結構中通常會設置構造柱及構造墻等非受力豎向構件。通過在構造柱、墻與主體結構之間設置拉縫材料將兩者分離，從而避免構造柱、墻剛度對結構的不利作用。為了更有效的對拉縫進行設計，本文分析了不同位置構造柱、墻對主體結構的影響。

2 構造柱、構造墻及拉縫設置原則

住宅建筑中構造柱、墻的設置一般分為外墻構造墻、填充墻構造柱及設備構造墻等。具體位置詳見圖1。

1)外墻構造墻。

采用鋁膜板施工的全混凝土外墻有防滲漏性強、減少施工工序、提高施工效率、完成面平整、墻面質量好等優點。但外墻全部設置成受力構件也帶來了新的問題。因局部短墻肢受力性能較差、結構局部剛度突變等都會減弱結構的整體抗震性能。因此，通常會在對結構不利的外墻處設置拉縫，使其變為非受力的構造墻。

2)填充墻構造柱。

根據《砌體結構設計規范》要求，填充墻長度超過5 m或墻長大于2倍層高時，墻體中部應加設構造柱。由于鋁模施工工藝的要求，填充墻中的構造柱需與主體結構同時施工。構造柱提供的剛度對主體結構也是不利的，需要設置拉縫處理。

3)設備構造墻。

設備電箱開洞一般較大且較為密集，對填充墻的破壞較大，后期容易引起墻面開裂影響交付品質。所以將電箱墻采用混凝土整澆，并在構造墻上預留電箱洞口。電箱構造墻的剛度相對于梁的剛度較大，所以需要設置拉縫將其與主體結構分離。

4)建筑外立面造型構造柱、墻。

由于建筑外立面造型的需要，在建筑外圍設置外凸的混凝土線條，同時為了不影響地下車庫的停車需求，該部分線條不允許下落至建筑首層。所以將該部分混凝土造型設置成非受力的構造柱，并進行拉縫處理。

3 結構拉縫存在的問題

拉縫的設置雖然解決了構造柱、墻剛度對主體結構的不利影響，但是卻對施工提出了更高的要求。

1)施工難度大。

為了使構造柱、墻下層的混凝土澆搗密實，一般需要在下一層混凝土澆筑完成后且混凝土初凝之前將拉縫板壓入混凝土，而實際操作時較難把控施工時間。而且拉縫板上需開洞，再將構造柱、墻中的構造鋼筋穿過洞口，該施工工藝對工人技術要求較高。

2)施工管控難度大。

拉縫的設置增加了施工的難度，現場反饋拉縫漏做、不做的現象較為普遍。且每層需要做拉縫的位置較多，施工管控難度較大。

由于拉縫施工難造成的漏施工、不施工，使原來的構造柱、墻變成了受力構件，對結構的安全造成隱患。因此，有必要進一步研究構造柱、墻對主體結構受力的影響。

4 構造柱、墻對主體結構影響的受力分析

用于研究的住宅樓結構平面布置如圖1所示，通過對比構造柱、墻按荷載輸入及按受力構件輸入兩種方式的計算結果，分析構造柱、墻剛度對主體結構的影響。該住宅建筑共32層，樓高97 m，位于Ⅲ類場地，抗震設防烈度為7度0.1g，基本風壓0.6 kN/m2，境類別為B類。將構造柱、墻按實際截面尺寸建入計算模型中，以模擬不設置拉縫時構造柱、墻對主體結構的影響。

4.1 構造柱、墻對結構整體指標的影響

表1列出了不同類型構造柱、墻對結構整體指標的影響。由結果可知：填充墻構造柱對結構整體指標沒有影響；外立面構造柱對整體指標的影響較小，考慮構造柱剛度后周期減小約為1.4%，位移角減小約為3.2%；外墻構造柱及設備構造墻對整體指標影響較大，周期減小約1.7%，位移角較小約10.6%。總體上，考慮構造柱、墻剛度對主體結構影響后，結構的整體剛度增大，相應的結構的地震力也會增大。

表1 考慮構造柱、墻模型的結構整體指標

4.2 構造柱、墻對結構配筋的影響

1)填充墻構造柱。

構造柱剛度主要影響到柱底托梁的受力，底部樓層梁面筋及底筋均有較大增幅，梁面筋最大增加188%，梁底筋最大增加260%。隨著樓層的增加，構造柱對托梁的影響逐漸減小，樓高1/5以上的托梁配筋與無構造柱模型基本一致。

2)外立面構造柱。

構造柱主要影響周邊梁及相連墻的受力，底部墻及梁配筋約增加5%。隨著樓層的增加，構造柱對周邊構件的影響逐漸減小，樓高1/2以上處墻、梁配筋與無構造柱模型基本一致。

3)外墻構造墻、設備構造墻。

由于構造墻剛度較大，對周邊構件受力的影響較大，具體影響情況與結構布置相關。構造墻位于剛度較大的框架中會進一步增大該榀框架的剛度，框架兩側的剪力墻及較短的連梁均容易造成抗剪截面超限；構造墻位于剛度較小的框架中，對構造墻下及周邊相關梁配筋影響較大，梁縱筋最大增大約194%。隨著樓層的增加，構造墻對周邊構件的影響逐漸減小，個別位置周邊構件配筋反而有減小的趨勢。

5 結語

根據以上分析可知，構造柱、墻不設置拉縫會對結構整體指標及構件受力造成不同程度的影響。外立面構造柱對結構的影響較小，為了減小施工難度，可取消外立面構造柱拉縫，設計中可將其作為荷載輸入。位于梁上的填充墻構造柱、外墻構造墻及設備構造墻對結構影響較大，如施工中遺漏將會造成結構安全隱患，設計應做好施工交底，嚴控拉縫施工質量。