装配式构造柱约束砌体结构抗震性能研究

杨晨 于天峰

摘要：在我国，在城市建设中已经很少使用砌体房屋结构，但是在乡镇和农村当中该方式仍然使用非常广泛。只有增强砌体结构建筑的整体性能和抗倒塌能力才能够提高乡镇与农村房屋的抗震性能。经过多年的探究，有效的方式就是现浇构造柱结构，但是该方式的工程成本高、对施工技术人员的和施工工艺的要求也都非常高，难以在广大的农村和乡镇中实行。所以，开发出一款具有较好的抗震性能、同时造价比较适宜的装配式构造柱技术显得非常必要，本文就装配式构造柱约束切题结构的抗震性能进行研究。

关键词：装配式构造柱；砌体结构；抗震性能

我国受到地震的侵害整体上较为严重，6-9度的抗震设防区占到全部国土面积的80%左右，且我国大部分的农村地区受到地震侵害较为严重，同样等级的地震农村出现的伤亡情况和经济破坏损失程度要远远高于城市。在农村和乡镇中，砌体房屋结构的使用历史非常悠久，使用砌体结构建造房屋取材非常方便同时造价较低，但是根据力学性能上来看，砌体墙的稳定性较弱，一旦发生地神很可能出现墙体开裂甚至是房屋倒塌的现象，抗震性能非常弱。因此，需要采取一定的抗震措施能够实现抗震设防的目标，研究提高气体结构房屋的抗震性能和措施对保障农村的安全和稳定具有非常重要的现实意义。

1、装配式构造柱的作用的意义

1.1装配式构造柱的作用

早在唐山大地震的时候我国工程界认识到气体结构房屋在发生地震是的破坏规律，发现如果在砌体结构中设置钢筋混凝土结构的构造柱对于预防房屋倒塌具有非常积极的作用。同时在研究各种点灾害之后发现，高度较小，结构设置均匀的砌体结构房屋设置圈梁能够显著改善抗震性能，在严重的地震灾害中呈现裂而不倒的下现象。以我国大多数农村乡镇为例，其房屋大多都是为2-3层，承受的属相荷载很小，且房屋的平面面积较小，墙体的抗剪承受能力也是符合要求的。所以，提高砌体房屋的抗震性能主要是研究如何加强整体性能与抗倒塌性能。构造柱就是经过大量的时间正是的能够提高砌体结构房屋抗震性能有效措施。

1.2装配式构造柱应用于砌体结构中的意义

我国农村和乡镇房屋建设过程中整体的技术力量非常薄弱，施工机械设备较为简单、施工工艺较为落后导致施工的整体质量不高，而房屋建设过程中的砌筑水平较其他施工工艺而言要略高出一些。如果将构造柱施工期间的较为复杂的施工技术与工艺由砌筑工艺进行取代，那么不仅工程造价变得更低，还能够降低工程施工的难度，是构造柱技术在农村与乡镇的砌体房屋结构中使用更加广泛，所以基于农村的砌体结构房屋建设过程中的成本因素、施工工期以及施工水平的工艺等们提出科学可行的装配式构造柱技术，并在村镇中推广之用能够保证砌体结构房屋的抗震设防目标满足国家相关标准，改善村镇居民的住房现状。

2、预制式构造柱技术

装配式构造柱相关工艺有很多，本文中主要探讨预制式构造柱技术。预制式构造柱技术主要是对低烈度的农村与乡镇房屋建筑进行处理。由于当前村镇的施工水平较低，现浇混凝土施工质量得不到保证，所以在预制式构造柱技术的应用过程中将现浇混凝土这一工艺去除，同时一并不用的还有支模和拆模的技术。基于上述条件提出两种预制式构造技术，分别称为1和2。

1——能够有效的去除施工过程中的现浇混凝土步骤，同时不需要使用钢筋，通过预制加砌筑的方式形成预制式构造柱。构造柱预制板快能够直接在预制厂进行工厂化制作，在进行房屋墙体砌筑的同时与构造柱的部位实施1的砌筑，最终就会形成榫接的混凝土构造柱。在砌筑的过程中需要保证预制板块与房屋墙体之间的竖向灰缝中填筑饱满的砂浆。预制板块的高度能够方便构造柱和墙体之间拉结筋。

2——同样不需要进行现浇混凝土施工，但是和1不同的是保留了构造柱中的钢筋，使用预制加砌筑的方式结合形成预制式构造柱2。预制板块在预制厂生产加工，根据钢筋使用的多少预留一定的凹槽，在进行墙体砌筑的同时进行构造柱预制板块的砌筑工作，于砌筑工作开始之前进行纵向钢筋的绑扎，也可以在墙体砌筑完毕之后在侧向凹槽中防治钢筋，随后进行绑扎。纵向钢筋的下方紧紧锚入到地面圈梁当中，或者是直接深入到地面以下0.5m。在墙面砌筑完毕之后使用混凝土进行凹槽的填平工作，约10mm的厚度。

总的来说，预制式构造柱具有以下不同的优点：通过约束墙体低周反复加载试验的研究，发现使用预制式构造柱能够显著减少与底部预制块的破坏；在极限荷载的状态下，墙体出现的裂缝非常少，且分布较为均匀，构造柱侧边的纵向钢筋没有出现脱出或者拔出的现象，混凝土和预制块之间的结合关系非常好，共同配合提高房屋的抗震性能，质量得到保证，进行预制构造柱技术施工过程中，墙体砌筑工作中只需要进行简单的泥工工程，不要气其他工种的配合，对于施工技术的要求变得更低。同时1不要纵向钢筋以及箍筋的程序，2也不要进行箍筋，能够节约使用材料。在预制厂生产的预制板快的质量能够得到保证，也提高可整个房屋建设工程的质量。

3、装配式构造柱的实际应用

本文通过在某乡镇实际民居工程师范中使用预制式构造柱技术1和芯柱式构造柱进行施工，在工程应用中进行一步改善装配式构造柱的性能。在该工程中，在水平面以下的砌体使用MU10烧结页岩砖进行砌筑，而水平以上的砌体则使用MU7.5的烧结页岩砖进行砌筑，工程的基础使用墙下条石的基础，以MU30的粗料石以及M5的水泥砂浆实施砌筑，在房屋的基础地面装配好地圈梁。房屋的楼板出来卫生间之外都使用钢筋混凝土预制空心楼板，在砌筑完毕之后做好防水层的处理工作，在屋顶的小平板周围进行钢筋混凝土挑檐的施工，起到一定的约束作用。根据该民居工程中的不同户型实施不同的分析，如该工程中的A户型，使用预制式构造柱技术1，该户型的面积约135.5平方米，为局部三层的结构，底层的高度为3.2m，以上两层的高度均为2.9m。在该户型工程的四个角落以及外墙的阳角出进行预制式构造柱1的工程布置，在整栋房屋建筑中布置有预制式构造柱6个。所有房屋工程当前已经修筑完毕并以及交付用户使用，在修建的过程中还采取了系列改进的措施如相邻的楼层间使用钢筋进行绑扎以提高整体的抗震性能。同时，由于A户型的平面相对较为不规则，使用构造柱的数量较多，所以其成本相对其他户型要高，但是于传统的现浇构造柱方式相比，预制式构造柱的施工方式能够节约一半以上的工程成本，尤其是批量生产预制块的情况下，成本还将进一步降低。

结束语

在我国这样一个受到地震侵害非常严重的国家，农村的砌体建筑安全性能得不到保障的情況下，探究能够提高建筑的稳定性和抗震性能的施工方式具有非常重要的现实意义，在探索的过程中还需要注意工程施工的难度和带来的成本的问题。通过一系列的研究与分析，采用装配式构造柱技术的各方面效果都非常好，能够证实其抗震性能的优越，值得在村镇砌体房屋结构建设中推广使用。

参考文献：

[1] 郑妮娜.装配式构造柱约束砌体结构抗震性能研究[D].重庆大学，2010.

[2] 王国珏.装配式构造柱约束砌体墙抗震性能的非线性模拟分析[D].重庆大学，2010.

[3] 周敬.装配式构造柱优化及抗震性能试验研究[D].重庆大学，2014.