关于构造柱的前世今生

构造柱是一个耳熟能详的工程术语。本来没啥可说的,但近日关于部分地区取消构造柱马牙槎的话题还挺热门,所以我也来凑个热闹。抛砖引玉,不吝指正!

关于构造柱的前世今生插图

一、构造柱的由来:

据老前辈讲,在唐山地震之前,是没有构造柱的概念的。在74版《抗规》中也没有关于构造柱的描述和要求。但有一位很有心的结构师,在设计唐山的一栋多层砖混结构时,总感觉这么高的楼,竖向一根钢筋也没有,总觉得缺点什么,于是执意设了9根构造柱。就是这9根构造柱,使得该建筑经受住了唐山大地震的考验。尽管裂缝很严重,但没有坍塌,可见这9根构造柱的强大作用。

78版《抗规》在总结唐山震害经验的基础上,正式提出构造柱的设置要求,但只是作为结构“超高”以后的加强措施。比如8度区,超过13米(大约四层)以后才设置构造柱,见下图(摘自78版《抗规》 ):

关于构造柱的前世今生插图1

后经89版、01版、10版、16版《抗规》修订,才形成现在的构造柱构造措施。

构造柱可以分为三类:承重墙构造柱、非承重墙构造柱、悬臂墙(围墙、女儿墙)构造柱。下面为了叙述的指向性更明确,将这三类构造柱分别叫做砖混结构构造柱、填充墙构造柱和悬臂构造柱。

二、砖混结构构造柱

砖混结构的构造柱是砖墙的“边缘构件”,其作用主要在墙的平面内。先砌墙并留马牙槎 、后浇混凝土,使得构造柱与砖墙咬合粘结成整体,与圈梁一起形成砖墙的约束边框,提高砖墙的抗剪承载力,延缓地震作用下裂缝的出现,并在产生裂缝后控制裂缝的发展,增加砖墙的延性,做到裂而不倒。在地震作用过程中,构造柱侧面与砖墙的咬合力至关重要,这也就是留马牙槎的必要性所在。

另外,支承楼面大梁的砖墙一般要采用构造柱组合墙,马牙槎就是形成组合墙并保证大梁端部压力向下逐渐扩散的关键措施。正是这个扩散作用,使得梁端压力传到基底时已成为线荷载,所以只设置墙下条基即可,构造柱不需要单独设置基础。

关于构造柱的前世今生插图2

三、填充墙构造柱

填充墙构造柱是墙的平面外支承,类似于幕墙的竖向龙骨。其作用是保证墙的平面外稳定,避免墙在风荷载或地震作用下出平面外倒塌。如果把墙看做竖放的楼板的话,则构造柱就是竖放的梁,上下楼层梁或板是构造柱的支座。

可见,填充墙构造柱与砖混结构构造柱的作用和受力完全不同。

填充墙承受的水平荷载要传给构造柱,则二者的连接强度至关重要。相对于填充墙与框架柱的连接,构造柱毕竟是先砌墙后浇混凝土,所以无论留不留马牙槎,连接强度均优于框架柱。如此推论的话,构造柱确实没必要留马牙槎。但是,砌墙总是要错竖缝的,留马牙槎完全可以随错缝一并完成,何乐而不为呢?毕竟,填充墙与框架柱相连的那端,仅靠水平拉结筋的销键作用和竖缝的砂浆粘结,而且宜弱不宜强,所以填充墙的另一端就要与构造柱连得强一些为好。

四、悬臂构造柱

悬臂构造柱的关键是柱根的锚固。对于围墙来说,还要注意基础的倾覆。悬臂构造柱应留马牙槎。

五、总结:

   1. 砖混结构构造柱和悬臂墙构造柱应留马牙槎。

   2. 填充墙构造柱宜留马牙槎。

   3. 填充墙构造柱与砖混结构构造柱的作用和受力完全不同,所以前者没必要套用后者的有关规定。

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