南 洋
商洛學(xué)院(726000)
在抗震設(shè)防區(qū)多層磚混結(jié)構(gòu)中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱是提高抗震能力、 提高墻體整體剛度、延性和極限承載力,防止磚房倒塌的主要措施。 但在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)柱和圈梁作用的重視度還不夠[1]。
在多層砌體房屋中,由于墻體材料的脆性和整體性能較差,砌體房屋的抗震性能相對較低。 在地震災(zāi)害中,沒有合理抗震設(shè)計的多層砌體房屋遭受了不同程度的破壞。 在唐山大地震中,多層砌體房屋破壞問題尤為嚴(yán)重,未設(shè)構(gòu)造柱的多層磚房幾乎全部倒塌;而設(shè)置構(gòu)造柱的多層磚房,雖然墻體開裂,但是不會倒塌。 大量研究證明,設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱可以提高多層磚房的抗震性能[2]。
1)地震作用是一個反復(fù)的水平作用。在地震發(fā)生時, 構(gòu)造柱與墻體產(chǎn)生滑移和摩擦, 耗散地震能量,并且能約束在地震作用下破碎的墻體。
2)構(gòu)造柱用來增強(qiáng)墻體的延性。在墻體中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱后,墻體、構(gòu)造柱組合在地震作用下發(fā)揮各自的特性,構(gòu)造柱對墻體具有約束作用,墻體對構(gòu)造柱具有支承作用,使得墻體極限承載能力有所提高、墻體脆性得到有效改善。
綜上所述,在多層磚房中,由構(gòu)造柱與圈梁一起形成對墻體的約束作用,可以通過增大建筑物的延性,防止或延緩建筑物在地震時突然倒塌,提高建筑物的抗震能力。 因此,抗震構(gòu)造設(shè)計的重要性在一定程度上甚至已經(jīng)超過具體的數(shù)據(jù)計算,許多部位的構(gòu)造是無法進(jìn)行計算的,但這些都是保證多層磚房“大震不倒”的具體內(nèi)容[3]。
1)一般建筑中樓梯間兩側(cè)的墻體均為主要承重結(jié)構(gòu)墻體,而樓梯間又沒有樓板可以作為墻的支承,只有斜向的樓梯。 樓梯不允許嵌入墻體內(nèi),這樣墻面不起支撐作用。 樓梯間墻高而空曠,頂層墻體無側(cè)向約束。 構(gòu)造柱必須與圈梁連接,以充分發(fā)揮聯(lián)合構(gòu)造柱和墻的作用。
2)構(gòu)造柱與墻連接處應(yīng)砌成馬牙搓,并沿墻高每隔500 mm 設(shè)2φ6 拉結(jié)鋼筋, 每邊伸入墻內(nèi)不宜小于l m。 在構(gòu)造柱與圈梁之間的連接處,構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿越混凝土圈梁的主筋, 以保證構(gòu)造柱的縱筋上下貫通。 下構(gòu)造柱應(yīng)伸入地面500 mm 或錨入基礎(chǔ)圈梁內(nèi)。 對于局部凸出的電梯轎廂頂部、水箱等,尤其要注意其拐角處[4]。
預(yù)制構(gòu)造柱的截面形式有L 形和矩形2 種,L形構(gòu)造柱設(shè)置在房屋建筑外墻轉(zhuǎn)角處,矩形構(gòu)造柱設(shè)置在縱橫墻的交接處。 預(yù)制構(gòu)造柱混凝土的強(qiáng)度等級不低于C20,截面和配筋可參考《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ 116—2009)。如 L 形柱邊長 600 mm、厚度200 mm,縱向鋼筋配12φ12;矩形柱截面可為200 mm×300 mm, 縱橫鋼筋配 4φ12; 箍筋可采用6φ200,上下兩端 500 mm 范圍內(nèi)加密至 100 mm[5]。
預(yù)制圈梁的截面為矩形,其混凝土強(qiáng)度等級不低于C20、截面和配筋可參考《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》。如截面可采用200 mm×200 mm,縱向鋼筋可配4φ10,箍筋可采用 6φ200,兩端 500 mm 范圍內(nèi)加密至100 mm。 預(yù)制梁兩端的鋼筋應(yīng)向外延伸至錨固處或與相鄰構(gòu)件的鋼筋連接。 與構(gòu)造柱一樣,預(yù)制圈梁每間隔500 mm 設(shè)置一個直徑為14 mm 的預(yù)留孔, 可用直徑12 mm 的鋼筋穿過該預(yù)留孔植入墻體,以固定預(yù)制圈梁,并且可加強(qiáng)圈梁與墻體的連接,保證圈梁和墻體共同工作[6]。
磚混結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn),其原材料來源廣泛,易于實(shí)現(xiàn)就地取材和加工,具有良好的耐火性和耐久性。在實(shí)際工作中,應(yīng)該對不同的地震設(shè)防烈度采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,確?!靶≌鸩粔模姓鹂尚?,大震不倒”;在有能力的情況下,可以適當(dāng)提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),以切實(shí)保障國家、人民的生命財產(chǎn)不受損害。