地震区砌体房屋中构造柱和圈梁的设计研究

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1、地震区砌体房屋中构造柱和圈梁的设计研究　　摘要：实际地震表明，要保证砌体房屋的安全，一个很重要的方面就是要解决构造柱和圈梁合理设计的问题。作者仔细分析了构造柱和圈梁的布置和配筋设计，并建议把抗震区砌体结构房屋设计成弱框架砌体结构，有利于有效地提高砌体结构的抗震性能。关键词：砌体房屋；抗震性能；构造柱；圈梁　　1前言　　　目前，抗震设防区不按规范要求设置构造柱和圈梁的现象十分普遍，此类房屋在汶川大地震中很多损坏或完全倒塌。由于砖混结构中的主要承重构件是砖墙，而砖砌体的抗拉强度很低以及极差的抗弯曲性能，建筑物在破坏力极强的地震力作用下，很容易破坏或者倒塌。图1

2、和图2为汶川大地震中砌体结构破坏的照片，由图中可以看到砌体结构由于整体性不足，在地震下局部或整体出现垮塌而且极为脆性，房屋垮塌后都碎成了小块体.　　　实震和试验表明，通过增加构造柱和圈梁，可以改善砌体结构的变形性能，提高房屋的整体性。在地震区砌体结构房屋设计应该特别重视构造柱和圈梁的有效设计。　　　　　2构造柱　　　　钢筋混凝土构造柱，是指先砌筑墙体，然后在墙体两端或纵横墙交接处现浇钢筋混凝土形成的柱。在砌体墙中设置构造柱的重要目的是约束砌体、增强延性、提高房屋的变形能力。另外，根据实验研究表明，带构造柱的墙体的强度可以得到一定的提高。在唐山大地震中，构造

3、柱被称之为救命柱。可以看出其对房屋抗震的重要作用。　　构造柱位置的设置　　抗震区砌体房屋构造柱的设置应满足表1和表2的要求：　　多层普通砖、多孔砖房屋应按表1规定的部位设置构造柱；　　多层灰砂砖、粉煤灰砖房屋，由于块材表面光滑，砌体抗剪强度低，其构造柱的设置要求比普通砖多孔砖要更严格，砌体结构设计规范要求按表2规定的部位设置构造柱；　　这次地震教学楼和医院破坏比较严重，建议在设计时：　　1)外廊式和单面走廊式的多层房屋，按增加一层后的层数设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均按外墙设置；　　2)教学楼、医院等横墙较少的房屋，按增加一层后的层数设置构造柱；当教学

4、楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，按注1设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过两层时，按增加两层后的层数设置构造柱。　　另外，对局部小墙垛宜增设构造柱，这样可以防止墙体在地震时过早破坏，而不能与其它墙体共同工作，从而降低结构的整体抗震能力。　　构造柱配筋设计　　构造柱中的纵向钢筋属于构造配筋，规范只规定了最少根数和直径，一般选用延性较好的钢筋，纵向受力钢筋宜选用HRB335级，箍筋宜选用HRB235级。　　构造柱最小截面尺寸采用240mm×180mm，纵向钢筋宜不小于4Φ12，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加

5、密；7度时超过六层、8度时超过五层和9度时，构造柱纵向钢筋宜采用4Φ14，箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱尺寸宜适当加大截面及配筋。另外在挑梁下构造柱宜加大配筋，建议不小于4Φ14。　　构造柱与墙连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设2Φ6拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于lm。　　　　　3圈梁　　圈梁可以提高房屋的整体性，可在房屋中和构造柱一起共同约束砖砌体，限制墙体裂缝的开展和延伸，减轻地震时地基不均匀沉降对房屋的不利影响，抑制地震时裂缝的开展。　　圈梁位置的设置　　圈梁如果设置不当将不能达到增强房屋抗震性能的预期目的。地震区砌体结构房

6、屋圈梁设置要求：　　对装配式混凝土楼、屋盖和木楼、屋盖的砖砌体房屋，横墙承重时圈梁的设置要求如表3；纵墙承重时每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距比表内要求适当加密。　　现浇钢筋混凝土楼、屋盖的砖房建议设置圈梁。为了使构造柱在楼盖标高处有牢固的支承点，规范要求现浇楼、屋盖在楼板内沿墙体周边加强配筋并与构造柱钢筋可靠连接。　　圈梁的构造要求　　圈梁在构造中应做到连续、连接可靠、便于施工，应符合下列构造要求：　　1）圈梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状；当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中到

7、中垂直间距的二倍，且不得小于1m；　　2）纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋，圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接；　　3）钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同，当墙厚h≥240mm时，其宽度不宜小于2h/3。圈梁高度不应小于120mm。纵向钢筋6、7度时不应少于4Φ10，8度时不少于4Φ12，9度时不少于4Φ14，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距非抗震区房屋时不应大于300mm，6、7度时不应大于250mm，8度时不应大于200mm，9度时不应大于150mm；　　4）圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。　　4弱框架　

8、　在设计中如能合理设计构造柱和圈梁，使之在墙体中形成弱框架，将会较