王侃

摘要：作為常見的建筑模式，磚混結構的建筑是城鎮(zhèn)建筑的主要形式，構造柱在磚混建筑中可以提高建筑的承載能力以及強度，也可以提升建筑的抗震能力，因此在地震區(qū)應合理選擇構造柱的形式和設計規(guī)范，可以突出其應用的效果。

關鍵詞：構造柱；磚混建筑；應用問題；設計要點

一、構造柱在磚混結構中的作用

首先構造柱在建筑結構中往往與墻體共同構成一個聯(lián)合結構，而不是兩個構件的簡單連接。因為地震中有一種反復水平的運動，可以導致建筑破壞，所以在地震中墻體出現(xiàn)X型的裂縫，如墻體過長甚至會出現(xiàn)水平裂縫，墻體被分解成多塊，形成的三角形碎塊會因為累積位移而最終脫落，此時構造柱就可對脫落的趨勢進行約束，即構造柱自上下兩端出現(xiàn)塑性鉸，阻止破損的墻體出現(xiàn)倒塌，同時可以承載一部分豎向載荷。另外構造柱與墻體之間的相互作用可以消耗部分地震能量，如果構造柱與墻體的聯(lián)合結構與圈梁扥構成一個整體框架，則可最大限度的避免地震對結構的破壞。

二、構造柱應用中存在的問題

1、構造柱的數(shù)量問題：如果在常見的7度震區(qū)，通常要求三層以上的建筑設置構造柱，外廊式結構、單面走廊的多層磚混建筑以及學校、醫(yī)院等這樣橫墻數(shù)量不多的建筑可以適當在增加層數(shù)時增加構造柱，但是如果建筑橫墻數(shù)量較多，也應設置構造柱，但是實際設計中數(shù)量的控制往往沒有明確的要求。

2、7度抗震地區(qū)，5-6層建筑和8度地區(qū)的4層建筑，規(guī)范要求山墻和內部縱向墻連接的位置應設置構造柱，但是一些設計采用的是山墻與外縱墻轉角的位置設置構造柱。

3、建筑中較大的洞口和房間兩側的墻體應設置構造柱，但是一些設計采用隔間或者隔二間設置形式，對大房間則是一側布置而另一側沒有布置，較大的洞口也沒有重點研究合理布置。

4、層數(shù)較多的建筑按照抗震烈度不同，構造柱應適當?shù)脑黾?，?度防震區(qū)的7層以上建筑，8度防震區(qū)的5-6層，應在內墻和外墻交接位置、內墻局部的小墻垛等位置設置構造柱，但是一些7度抗震地區(qū)的5-6層的建筑中每一間都設置構造柱顯然數(shù)量太多而增加了成本負擔。

5、通常樓梯和電梯間的墻體的兩端；中間的走道兩端不對齊的墻體兩端應設置構造柱，但是有的工程中只是對橫向墻和縱向外墻的連接處設置構造柱而忽視了內側連接的位置。

6、構造柱在聯(lián)合使用中，一些工程中構造柱和圈梁之間沒有實現(xiàn)連接，孤立的構造柱僅僅與墻體相連，這樣的情況會導致構造柱的作用減弱。因為研究發(fā)現(xiàn)雖然構造柱與圈梁連接的結構剛性不強，但是抗變形的能力卻可以提高幾倍，如果不設置圈梁而僅僅依靠構造柱對墻體進行約束，是不能達到抗變形的效果的，這樣的設置并沒有獲得綜合性的抗震效果。

7、地震能量對于建筑的破壞會出現(xiàn)尖端破壞增加的情況，即在墻角位置釋放的能量最大，所以墻角受到破壞的程度最大也明顯。在墻角的構造柱應適當?shù)母淖冃螤?，如包角柱形式。而在一些工程中構造柱沒有進行適應性的調整，所以降低了抗變形的能力。

三、構造柱在地震區(qū)磚混結構建筑中的應用分析

1、應用優(yōu)勢

1）構造柱在應用中可以發(fā)揮一定的承載能力，對于當前的房屋層數(shù)增加以及載荷增加的情況有所幫助，在不增加墻體厚度的同時可以合理分擔建筑整體的載荷。這樣一些建筑可以改變框架結構的設計而利用構造柱結構來替代，從而降低原有設計的造價，縮短工期。2）在設置構造柱的時候采用鋼筋混凝土材料并使之與圈梁結合，可以在不增加墻體厚度的同時增加抗震能力，不會因為自重增加而加劇地震的衍生作用。構造柱的合理應用可以與圈梁一起提高房屋的延性，增加了地震區(qū)建筑的抗震能力。此外，除了在外墻設置構造柱之外，在內墻交叉處也可設置構造柱，使之與圈梁結合形成了一種弱框架的結構，可以提高房屋立體空間內的結構件連接效果，提高房屋的穩(wěn)定性。3）構造柱可以替代一些壁柱、配筋砌體等，使得墻體強度提高，也可擴大室內的空間，增加建筑的使用面積。同時構造柱可以減少墻體厚度，節(jié)約材料，降低了成本。

2、構造柱的應用范圍

1）在多層的教學樓、醫(yī)院等建筑內，因為橫墻少、開窗大，所以多采用框架結構，但是考慮構造柱承重和梁墊的效果時，可以選擇多層磚混結構的設計方案節(jié)約成本。當然一般的磚混結構使得墻體結構較厚，房屋自重增加其使用面積減小，造成建筑的經(jīng)濟性下降。但如果利用混凝土構造柱為主導的磚混結構，內墻與外墻的厚度可以減少，在主梁下設置構造柱，可以省去梁墊。2）可以用于局部有大會議室的辦公樓或者賓館等，因為設置預留較大的空間，所以導致橫墻間距增加，而磚墻承重不足，但是改為框架或者增加變形縫部分用框架結構經(jīng)濟性較差，所以利用增加構造柱的磚混結構可以滿足橫墻間距增加的問題，同時也保證了建筑穩(wěn)定性。3）底層為車庫的多層建筑。為了充分的利用空間和減少對土地浪費，在車庫上布置辦公室以及宿舍等情況較為常見，此時可以構造柱幫助提供整體建筑的承載能，且減少墻體厚度。4）一些建筑的外縱墻洞口開口較大，有的洞口則在山墻上，有的則在轉角位置，一些則開有帶窗，基本沒有外縱墻，這些建筑設計砌體結構十分困難，而局部設計框架結構則不夠經(jīng)濟，同時容易造成結構不合理，因此采用構造柱的方式來解決這一類問題。

3、構造柱的設計要點

1）在房間的中有承托較大進深的梁的位置設置構造柱，或者在集中載荷較大、局部墻體尺寸小形成薄弱部位，以及其他的一些只能靠砌體承重的部位都可以考慮利用構造柱來輔助支撐。在設計中應保證構造柱上下貫通并對齊。如果僅僅底層或者下面幾層承載力不足，則可以在對應位置設計混凝土構造柱，則上部幾層利用普通構造柱。2）豎向載荷的計算中，應將帶有構造柱的砌體看做是組合體，按照砌體結構設計規(guī)范中的組合砌體結構件的計算與設計方式。規(guī)范中組合砌體就是鋼筋混凝土在砌體的兩側形成墻體構造，而此時構造柱則被包圍在砌體中，所以需要適當?shù)膶竭M行變化以保證計算準確、組合砌體的穩(wěn)定性分析中，可以將混凝土構造柱按照彈性模量換算成砌體，即等于墻體加厚。然后利用厚度與高程的比，對構造柱的斷面進行選擇，分析對比直至整個組合砌體穩(wěn)定性驗算達到標準為止。3）針對水平載荷作用的計算時，應注重對地震水平剪力的研究與分析，將縱向橫向墻體的承載，抗震強度的計算，按照多層磚房設置鋼筋混凝土結構構造柱的抗震設計規(guī)程進行，得到驗算的結果。風載方面應按照砌體結構設計規(guī)范進行計算與分析。4）組合砌體的結構件，應滿足相應的規(guī)范要求，同時根據(jù)構造柱的特征，要求斷面的高度應小于墻體的基本厚度，且應小于240mm，保證強度的同時可以滿足外觀的需求。

四、結束語

綜上，構造柱在磚混結構的建筑中可以幫助建筑獲得更好的整體性，保證墻體在地震中呈現(xiàn)一定的強度，并在開裂時不出現(xiàn)倒塌以及承載力完全喪失，配合圈梁的結構更可以提高建筑的抗震延性。同時應注意的是利用混凝土構造柱提高地震區(qū)磚混結構的抗震能力時，應按照建筑條件來選擇相應的墻體和構造柱的組合形式，以此提高設計效果。

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