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》 ):
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。
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。
相关资料推荐:
砖混结构、构造柱、圈梁、板缝等混凝土施工工艺标准(420-1996)'
知识点:构造柱
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建筑结构设计优化对工程造价的影响对现阶段国内外有关信息资源查阅之后可知,通常情况下,在一个工程实施过程中,设计费用占整体费用支出约1-3%,但若是确保设计出的项目方案是正确的,那建筑结构设计对工程造价的影响也会十分显著,设计时期的优化是全面控制工程造价的重要内容。 1基础设计与设计优化的重点 地基是建筑物建设工作的重要内容,在某些建筑物中,地基区域的工程造价占据了整体项目投资的三十分之一,同时因为地基是地下隐蔽工程,若是出现了质量安全问题,会导致之后造成的影响较为严重,所以在实际发展的过程中,一定要科学选择地基的设计方案。基础形式的选择一般情况下需要具备所在区域的特点,而在实施基础设计的过程中可以依据所在区域项目建设已经存在的基础设计工作,结合已经获取的信息资源和工作经验对基础形式的选择和设计进行整合研究和分析[1]。在设计时期,选择任何基础方案都会影响项目的工程造价,因此在实际发展过程中需要进行优化,并且结合以下几点原则进行创新:第一,基础质量可靠性原则。例如在深厚饱和土层中,最好的选择就是人工挖孔灌注桩与预制桩型,其中前者的工作质量更为优越;第二,工程造价最低性原则,各种形式的基础方案都与经济性相关,并且经济性注重展现工程造价,符合工程的需求主要是受到桩的承载力数值的影响,因此优化设计信息只能依据工程造价信息来展现,选择工程造价最低为原则。因为桩基础的设计非常简单,并且安全性较高,这会让很多设计单位在基础方案设计中更多的选择桩基础,就算是拥有基础的天然基础方案也不会选择,这一方案会导致工作消耗大量的资源。有证据显示,天然造价一般情况下直到达桩基础造价的三千到七千。在国外很多国家中,应用天然基础的建筑非常多,特别是在高层建筑的设计中都会选择天然基础,但是我国对于这一技术的应用还没有达到日本的一半,就算是应用条形基础或者是交叉梁基础的项目,设计单位也会更多的应用桩基础解决其存在安全的问题,这样导致实际工程成本数量日益增加。
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