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1、技术与经济 《内蒙古煤炭经济》 2006年第2期砖砌体和钢筋砼构造柱组合墙的结构与计算12康 猛,庄晓娟(1.内蒙古电力勘测设计院,内蒙古 呼和浩特 010020;2.内蒙古师范大学 化学与环境科学学院,内蒙古 呼和浩特 010022)摘 要:根据组合墙的荷载破坏试验,结合新规范中对组合墙的结构和计算公式,阐述了组合墙的工作机理,砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的构造规定和计算公式的联系。找出影响组合墙承载力的关键因素。关键词:组合墙;钢筋混凝土构造柱;砌体轴心受压承载力;砌体截面抗震承载
2、力中图分类号:TU398 文献标志码:C 文章编号:1008-0155(2006)02-0088-03 砌体是传统的建筑形式,具有节约钢材、水泥,容裂缝。易就地取材、较好的耐火性、化学稳定性、隔热、隔音第二阶段:裂缝发展。随着荷载的增加,裂缝向的优点。也有强度小,抗震性能差的弱点。实践证明着边构造柱脚延伸,同时也有新裂缝出现。但是裂缝在砖砌体的房中设置钢筋砼构造柱和圈梁,在不提高发展缓慢,说明构造柱对墙约束作用明显。随着荷载砌体所采用的砂浆强度等级和不增大砌体截面尺寸的增大,墙体中高处距边构造柱较近处的裂缝开展加条件下,显著的
3、提高了墙体的承载力,改善了砌体结快,说明边柱的约束作用减弱。构的脆性性质。工程上把这种砖砌体和钢筋砼构造第三阶段:破坏阶段。当荷载增至破坏荷载时,柱构成的承重墙称为组合墙。实际工程中,组合墙可墙体内裂缝进一步扩展并增多,边柱下部墙体的裂缝以增强房屋的整体性。由新规范对组合墙的构造规斜向延伸贯通边柱,边柱钢筋达到屈服,距边柱较近定和承载力公式,可知构造柱间距是影响组合墙承载的墙体压坏。力的显著因素,墙中段的构造柱的作用不同于墙边缘由以上破坏特征可以看出砖砌体和钢筋砼构造的构造柱。柱组合墙的工作机理。1.组合墙的加载破坏特征2.组合
4、墙的工作机理试验表明,组合墙的加载破坏可分为以下三个阶2.1 组合墙是强约束砌体段:从组合墙加载破坏试验全过程可以看出,在荷载第一阶段:从开始加载至出现第一批裂缝。当荷作用下,由于混凝土构造柱和砌体的刚度不同及内力载加至60%～75%极限荷载时,在上部边构造柱与中重分布的结果,混凝土柱分担了墙上的荷载。混凝土柱之间,砌体与圈梁交接处出现短小的垂直裂缝,同构造柱和圈梁形成“弱框架”,对变形的砌体有约束作时在边构造柱附近的中部墙体出现微小近似垂直的用,使砌体处于双向受压状态,减少了砌体的横向变 收稿日期:2005-11-21·88
5、·技术与经济 《内蒙古煤炭经济》 2006年第2期形。在破坏阶段,只要构造柱的主筋不全部断裂,仍合墙中,边柱处于偏心受压状态,砌体破坏首先从距然可将破碎的墙体约束在自身的平面内,墙体可以继边柱较近的部位开始,设计时宜适当增加边柱的截面续承担竖向压力和一定的水平地震力,因此“弱框架”面积和配筋。显著提高了砌体的受压承载力和受压稳定性。根据规范对构造柱的构造要求:构造柱的截面尺寸不湖南大学所做的试验和有限元非线性分析结果,组合宜小于240mm×240mm,其厚度不应小于墙厚,边柱、墙与无混凝
6、土构造柱和圈梁的砌体轴心受压承载力角柱的截面宽度宜适当加大。柱内竖向受力钢筋,对强度提高系数可按下式计算:γ=1+2×e-0.65s,式于中柱,不宜小于4<12;对于边柱、角柱不宜小于中s-构造柱的间距。4<14。构造柱的混凝土等级不必过高,因为钢筋混凝2.2 构造柱和圈梁形成“弱框架”,增强了砌体土的弹性模量远大于墙体的弹性模量,如果混凝土等房屋的整体性级过高,使构造柱与墙体不能较好的协同工作,很难构造柱与圈梁形成的“弱框架”,不仅增强了内外形成一个共同工作的整体,会削弱组合墙的抗震性墙连接的整体性,而且箍住开裂的墙体,墙体的
7、裂缝能。所以构造柱的混凝土等级不低于C20即可。发展缓慢,限制了开裂后砌体错位,使墙体的竖向承构造柱与墙体连接时,先浇柱混凝土后砌墙,墙载力不至于大幅度下降,从而延缓墙体的倒塌,明显与柱脱离,地震时不但不能共同受力,而且使墙体对增强了房屋的整体性。构造柱与圈梁形成的“弱框梁柱节点产生沿对角线上的顶推力,促使节点处更早架”,正是保证砌体结构“大震不倒”的具体体现。被破坏。为了避免这一现象,规范规定:组合墙的施3.组合墙的构造措施工程序应为先砌墙后浇混凝土构造柱,砌体与构造柱新规范中对组合墙的轴心受压和抗剪承载力给的连接处应砌成马牙
8、槎,并应沿墙高每隔500mm设出了计算公式,分析公式中系数可找出影响组合墙轴2<6拉结钢筋,且每边伸入墙内不宜小于1000mm。拉心受压和截面抗剪承载力的因素,对比两个公式可知结钢筋的设置是因为在墙体破坏阶段的后期,构造柱构造柱的位置不同,发挥的作用也不尽相同。
