浅谈框架结构中构造柱施工要求

2010-08-15许少强

科学之友 2010年24期

许少强

（汕头市金海建筑有限公司，广东汕头 515000）

随着我国建筑业的飞速发展，建筑功能多样化，框架结构已普遍应用于现代建筑中，影响框架结构质量的因素一般涉及原料和施工质量的控制。框架结构作为常见的建筑结构形式，在各个地区都有着广泛的应用，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）的规定，框架结构填充墙长度大于5 m时，墙顶部与梁应有拉结措施；墙长超过层高的2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱。目前在框架梁与墙顶部实现拉结，在工程实际中比较困难，因此构造柱作为一种加强砌体结构整体性的构造措施有着重要作用。

1 构造柱在框架结构中的作用

在框架结构填充墙中设置的构造柱与在砌体结构中设置的构造柱的功能并不完全相同，前者是为了增强墙体结构的整体性，保证填充墙与混凝土结构有着比较可靠的联系，遇到地震时使填充结构由脆性破坏变为延性破坏，吸收部分地震能量，满足“大震不倒”的防线标准；后者主要是为提高砌体结构或混合结构抵抗水平地震作用的能力。

从构造上来说，砌体结构中的钢筋混凝土构造柱不仅增强了内外墙的结构整体性，而且与圈梁一起构成空间约束体系，大大增强了结构的整体性，也提高了抵抗地震作用的能力。框架结构中的构造柱增强了墙体结构房屋的整体作用，只是起到约束砌体结构与框架柱保持在同一水平面内，协同受力。研究表明，布置有混凝土构造柱的多层砖混结构建筑物墙体抗水平方向的推力可提高1/3，墙体的延性可增大4倍以上，构造柱与圈梁形成整体可约束砌体变形。同时，对于较差地基，产生不均匀沉降时，因构造柱与圈梁共同作用，可相应调节不均匀沉降及减弱房屋开裂程度。所以，对于地震地区及基础薄弱的地区，确保房屋安全使用和减少灾害性损坏，混凝土构造柱是不可忽视的建筑构件。

2 框架结构中构造柱的工作机理

构造柱是提高多层砖房抗震性能的一项有效措施，具有增加结构延性；提高抗倒塌能力；增加房屋整体性；提高房屋边端和转角处墙体抗震能力；减轻地震应力集中所造成的破坏；提高墙体的强度等作用。构造柱的作用主要是约束在地震中开裂破坏了的墙体，不发生进一步倒塌。构造柱不能阻止墙体出现一般裂缝的发展，但是在墙体沿对角线的剪切裂缝较大并贯通整个墙面时，构造柱把墙体分为若干块后，能够约束墙体的突然倒塌，使砌体结构由脆性破坏转为延性破坏，减少人员伤亡。正确的构造柱设计应当使其刚度很小而约束较强，这样才能对墙段有所帮助，而不是使其刚度增加，造成地震剪力的加大。

3 构造柱施工方法存在问题

目前，砌体填充墙中钢筋混凝土构造柱的施工方法及存在的主要问题是：

（1）施工顺序错误。即将构造柱与框架梁一起施工，构造柱钢筋与梁同时绑扎，柱上下端钢筋锚入梁内，然后同时浇筑混凝土。这样虽然做到了联结可靠，但却将构造柱变成了与其相连梁的支点，与结构设计采用的计算模型不符。当上下梁产生相对变形时将对梁造成不利影响，容易造成梁开裂。

（2）露筋和麻面。支模前，钢筋骨架上没有绑扎混凝土保护层垫块，致使钢筋保护层厚度不足，同时，有的钢筋位置不准，造成露筋现象；混凝土浇捣前，模板和马牙槎砖墙未作充分湿润，混凝土中的部分水分被砖墙和模板吸走，混凝土表面出现麻面和酥松现象。

（3）目前一些施工单位只是在浇筑混凝土框架梁之前，在梁底模板预先插入四根短钢筋，拆模后把构造柱钢筋与四根预留钢筋搭接起来，容易出现以下问题：预留钢筋位置严重偏离应有位置，上层和下层框架梁预留钢筋很难保证位置能一一对应，造成构造柱钢筋难以保持竖直。

（4）由上所述可以看出，预留钢筋搭接长度不足、定位不准，这将导致构造柱顶端与上层梁没有可靠连接，构造柱不能对填充墙起到应有的约束作用，在发生地震作用时，往往构造柱会随同填充墙发生脆性破坏，造成伤害。

（5）构造柱的马牙槎没有按照要求进行施工，导致构造柱与填充墙不能形成一个有效的整体。在地震作用下，构造柱迅速与墙体脱离，不能起到约束填充墙的作用。

出现以上问题的原因是：没有充分认识到框架结构与多层砌体结构中构造柱的作用是不尽相同的，在施工工序上和结构计算分析中两者有着明显的区别；另外部分工程在施工图设计中，构造柱不作为结构计算的构件，因此，设计人员往往忽略了构造柱的设计和施工方法说明，而施工单位在施工中仅仅凭着经验去操作，造成构造柱的施工存在许多质量安全隐患。

4 构造柱的施工要求

4.1 多层砖房构造柱的要求

最小截面可采用240 mm×180 mm，纵筋宜采用4412，箍筋间距不宜大于250 mm，且在柱上下端适当加密。7度时超过6层，8度时超过5层和9度时纵筋宜选用4414，箍筋@≯200 ram，房屋四角处的构造柱可适当加大截面及配筋。根据规范要求，构造柱施工时应留设马牙槎，马牙槎宜先退后进，进退尺寸不小于60 mm，高度为300 mm左右。当设计无要求时，构造柱应设置在填充墙的转角处、T形交接处或端部；当墙长大于5 m时，应间隔设置。砌筑时应使用线锤和皮数杆找水平及垂直，保证马牙槎砌筑整齐美观。

4.2 构造柱钢筋安装

构造柱截面厚度宜于填充墙同厚度，纵向配筋满足设计要求。纵向钢筋顶部和底部应锚入框架梁或板中，并符合规范对锚固长度的要求。应准确测定构造纵筋位置，纵向钢筋应不小于 4φ10，箍筋可采用φ6@200，预埋插筋应位置准确，并采取可靠措施固定，保证在浇捣混凝土时不发生偏位。如果位置偏差过大，可采用后植筋法预埋构造柱纵筋。按照规范要求，砌体和混凝土构造柱之间应加设拉结钢筋，拉结钢筋沿砌体全高设置，间距（拉结钢筋2φ6）沿墙高应不超过500 mm。

加气混凝土砌块填充墙与构造柱之间以φ6拉结筋连接，拉结筋按墙厚每120 mm放置一根，120 mm厚墙放置两根拉结筋。拉结筋埋于砌体的水平灰缝中，埋入每边墙的长度不应小于500 mm。对抗震设防烈度6度、7度的地区应不小于1 000 mm，末端应作90 °弯钩。

4.3 构造柱模板设置与混凝土浇筑

为保证构造柱混凝土在浇筑后不出现柱脚孔洞、蜂窝、麻面、露筋、跑浆等质量通病，就要按照规范要求，做好模板设置和混凝土的振捣工作。常见的构造柱模板设置方法是使用对拉螺栓固定两侧模板，对拉螺栓设置在两侧填充墙上，模板可以满封，柱端部一侧模板设置为喇叭式进料口，进料口应比构造柱高大约100 mm，浇筑柱混凝土时应把进料口也满浇，拆模后将多余的混凝土凿掉即可，保证构造柱顶部混凝土与顶梁之间不留空隙。沿砌体马牙槎凹凸边缘贴上双面胶，使模板与砌体表面密封不漏浆，浇筑过程中使用小型插入式振动棒插入振捣，保证混凝土密实。

4.4 构造柱振捣操作要设专人负责

浇注过程中设人对浇注柱段进行观察，以免出现漏浆、过振、中间受阻混凝土浇注不到位等现象。浇捣注混凝土时，宜用插入式振捣棒分层振实。振捣棒随振随拨，分层振捣厚度不超过300 mm为宜。振捣时严禁振动砖墙、钢筋，以免造成墙体松动、拉结筋脱开或钢筋骨架变位。浇注前必须浇水漓湿砖砌体和木模板，并封闭清扫口。构造柱与圈梁相交处必须同时浇捣。