砌體柱高厚比

眾所周知，磚砌體是脆性材料，尤其是磚柱承載力有限，在加固改造中常遇到需要提高磚柱承載力的問(wèn)題。外包型鋼加固法由于可以在不改變截面尺寸和外觀的情況下大幅度提高構(gòu)件承載力，因此十分適用于砌體柱的加固。

一、外包型鋼加固砌體柱的受力分析

磚柱在采用濕式外包鋼加固時(shí)，由于受到結(jié)構(gòu)形式、荷載位置和使用要求等因素的限制，一般不能將磚柱完全地卸載，因此原柱已處于一種應(yīng)力-應(yīng)變水平，需考慮二次受力的影響。新外包的角鋼可以和原結(jié)構(gòu)共同承擔(dān)新增加的外荷載，但是新增加外荷載施加到結(jié)構(gòu)之前，角鋼處于零應(yīng)力應(yīng)變狀志，即存在著應(yīng)力超前和應(yīng)變滯后的現(xiàn)象。外包鋼在參與受荷時(shí)，不僅承擔(dān)豎向荷載，同時(shí)也對(duì)砌體的橫向變形有一定的約束作用，阻止了砌體的側(cè)向膨脹，磚砌體處于豎向壓應(yīng)力和外包鋼約束產(chǎn)生的側(cè)向壓應(yīng)力作用下的三向應(yīng)力狀態(tài)。而外包角鋼和扁鋼箍約束磚砌體的變形而受到擠壓，同時(shí)，承受豎向壓應(yīng)力的作用，因而處于一種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。

二、加固設(shè)計(jì)方案

砌體柱加固設(shè)計(jì)常用的外包型鋼加固方式，宜設(shè)計(jì)成以角鋼為組合構(gòu)件四肢，以鋼綴板圍束砌體的鋼構(gòu)架加固方式。角鋼與砌體間應(yīng)貼緊，角鋼上頂大梁，下抵基礎(chǔ)，綴板間距不宜過(guò)大，以保證角鋼有效地承擔(dān)分配的荷載，且使砌體強(qiáng)度得以提高。

三、加固計(jì)算

1.當(dāng)采用外包角鋼（或其他型鋼）加固砌體承重柱時(shí)，其加固后承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值N和彎矩設(shè)計(jì)值M，應(yīng)按剛度比分配給原柱和鋼構(gòu)架。無(wú)論是干式還是濕式，不論角鋼與砌體柱接觸面處涂布或灌注任何粘結(jié)材料，計(jì)算中均不能考慮其粘結(jié)作用。

2.對(duì)已有腐蝕、裂縫或其他嚴(yán)重缺陷的原柱，原柱強(qiáng)度和剛度均受到削弱，因此應(yīng)引入剛度降低系數(shù)。同時(shí)，應(yīng)先剔除腐蝕層并修補(bǔ)后再進(jìn)行加固，并根據(jù)缺陷情況選取原砌體的剛度降低系數(shù)。

3.當(dāng)采用外包型鋼加固軸心受壓砌體構(gòu)件時(shí)，其加固后原柱和外增鋼構(gòu)架的承載力應(yīng)按下列規(guī)定驗(yàn)算：

柱的承載力，應(yīng)根據(jù)其所承受的軸向壓力值Nm，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003的有關(guān)規(guī)定驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)，其砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)根據(jù)可靠性鑒定結(jié)果確定。若驗(yàn)算結(jié)果不符合使用要求，應(yīng)加大鋼構(gòu)架截面，并重新進(jìn)行外力分配和截面驗(yàn)算。

鋼構(gòu)架的承載力，應(yīng)根據(jù)其所承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值Na，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。計(jì)算鋼構(gòu)架承載力時(shí)，型鋼的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)僅承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)分別乘以強(qiáng)度折減系數(shù)0.95和0.90。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載或振動(dòng)作用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)乘以強(qiáng)度折減系數(shù)0.85。

四、構(gòu)造要求

1.當(dāng)采用外包型鋼加固砌體承重柱時(shí)，鋼構(gòu)架應(yīng)采用3號(hào)鋼制作；鋼構(gòu)架中的受力角鋼和鋼綴板的最小截面尺寸應(yīng)分別為L(zhǎng)60mmx60mmx6mm和60mmx6mm。

2.鋼構(gòu)架的四肢角鋼，應(yīng)采用封閉式綴板作為橫向連接件，以焊接固定。綴板的間距不應(yīng)大于500mm。

3.為使角鋼及其綴板緊貼砌體柱表面，應(yīng)采用水泥砂漿填塞角鋼及綴板，也可采用灌漿料進(jìn)行壓注。

4.鋼構(gòu)架兩端應(yīng)有可靠的連接和錨固。其下端應(yīng)錨固于基礎(chǔ)內(nèi)，上端應(yīng)抵緊在該加固柱上部構(gòu)件的底面，并與錨固于梁、板、柱帽或梁墊的短角鋼相焊接。在鋼構(gòu)架（從地面標(biāo)高向上量起）的2h和上端的1.5h（h為原柱截面高度）節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)，綴板的間距不應(yīng)大于250mm。與此同時(shí)，還應(yīng)在柱頂部位設(shè)置角鋼箍予以加強(qiáng)。

5.在多層砌體結(jié)構(gòu)中，若不止一層承重柱需增設(shè)鋼構(gòu)架加固，其角鋼應(yīng)通過(guò)開(kāi)洞連續(xù)穿過(guò)各層現(xiàn)澆樓板；若為預(yù)制樓板，宜局部改為現(xiàn)澆，使角鋼保持通長(zhǎng)。

6.采用外包型鋼加固砌體柱時(shí)，型鋼表面宜包裹鋼絲網(wǎng)并抹厚度不小于25mm的1:3水泥砂漿作防護(hù)層。否則，應(yīng)對(duì)型鋼進(jìn)行防銹處理。

外包型鋼加固砌體柱，除了其外包鋼與加固的舊磚柱能整體受力共同工作提高柱的承載力外，外包鋼柱形成整體的緊箍，對(duì)原磚柱起到一定的約束作用，使磚砌體處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，提高了磚砌體的抗壓強(qiáng)度和變形，從而提高了磚砌體的極限承載力。

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【學(xué)員問(wèn)題】砌體結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱的質(zhì)量通病及防治措施？

【解答】摘、要：構(gòu)造柱對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的房屋而言，承載力提高不多，而變形能力卻大大增加，可以提高砌體房屋的防倒塌能力。本文分析了構(gòu)造柱在結(jié)構(gòu)中的作用，從設(shè)計(jì)和施工兩方面總結(jié)構(gòu)造柱的質(zhì)量通病并提出相應(yīng)的防治措施，以期指導(dǎo)實(shí)踐，保證構(gòu)造柱施工質(zhì)量及砌體結(jié)構(gòu)抗震性能。

1、設(shè)計(jì)方面

1）構(gòu)造柱的設(shè)置不符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，出現(xiàn)漏設(shè)和少設(shè)現(xiàn)象。如變形縫兩側(cè)的墻體未視作外墻而漏設(shè)構(gòu)造柱。

2）構(gòu)造柱未與圈梁連通形成封閉暗框架來(lái)約束砌體，而單獨(dú)設(shè)置，起不到整體作用。

3）構(gòu)造柱埋深不符合現(xiàn)行規(guī)范要求，規(guī)范規(guī)定構(gòu)造柱應(yīng)伸入室外地面以下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。

4）在砌體結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱分為一般構(gòu)造柱和承重構(gòu)造柱，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般構(gòu)造柱不考慮構(gòu)造柱單獨(dú)承受荷載而視其承載力等同于砌體材料，其截面和配筋一般也是按照構(gòu)造柱要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是在需要設(shè)置大空間房間的工程中，構(gòu)造柱支承著橫梁，這時(shí)構(gòu)造柱就起著承重和抗震的雙重作用，此時(shí)的構(gòu)造柱可僅承受垂直荷載，不考慮水平地震力，通過(guò)框架內(nèi)力計(jì)算來(lái)確定承重柱的截面尺寸及配筋。而實(shí)際工程中屢見(jiàn)這些工程不加計(jì)算而只按構(gòu)造配筋。

2、施工方面

2.1、鋼筋

1）縱向鋼筋安裝不穩(wěn)定，錯(cuò)位現(xiàn)象明顯。

2）縱向鋼筋隨意搭接。

3）縱向鋼筋根部反復(fù)彎折留下明顯傷痕，強(qiáng)度降低并嚴(yán)重影

響錨固作用，構(gòu)造柱鋼筋在澆筑混凝土?xí)r移位，立即修正，彎折角度不符合規(guī)范要求。

4）箍筋拉筋設(shè)置不滿足規(guī)范規(guī)定。

構(gòu)造柱與墻體每隔500mm設(shè)26水平鋼筋和4分布短筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片，每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1.0、m.箍筋在構(gòu)造柱與圈梁相交的節(jié)點(diǎn)處應(yīng)適當(dāng)加密。上述幾點(diǎn)如加密區(qū)不足、分布短筋未作點(diǎn)焊及伸入墻內(nèi)長(zhǎng)度不足等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，嚴(yán)重影響構(gòu)造柱質(zhì)量。

2.2、上下樓層間構(gòu)造柱錯(cuò)位

由于未認(rèn)真調(diào)整鋼筋骨架，導(dǎo)致一層砌筑完畢而進(jìn)行下層砌筑前放線時(shí)，發(fā)現(xiàn)下層柱偏移，而此時(shí)又無(wú)法修正回原位，便造成上下不貫通，軸線錯(cuò)位的現(xiàn)象在實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)，其原因在于管理不到位，應(yīng)加強(qiáng)各工種的責(zé)任心。

2.3、構(gòu)造柱斷層

根據(jù)新抗震規(guī)范7.3.、2-2，沿墻高每隔500、mm、設(shè)26水平鋼筋和4分布短筋焊成鋼筋網(wǎng)片，這樣構(gòu)造柱內(nèi)的箍筋、墻體拉結(jié)筋、圈梁鋼筋等交織在一起，如果鋼筋綁扎又不規(guī)則的話，在澆筑混凝土?xí)r會(huì)阻礙混凝土的下落，而且澆筑圈梁構(gòu)造柱的混凝土往往是一些級(jí)配不好的砂粒，里面難免混雜有大粒徑的石子，這樣就卡在中間下不去，造成斷層。其原因還是管理不到位，沒(méi)有引起有關(guān)各方的重視。

2.4、構(gòu)造柱根部“夾渣”

為了加強(qiáng)構(gòu)造柱與砌體的咬合力，保證帶構(gòu)造柱的組合墻的整體性，通常設(shè)計(jì)要求構(gòu)造柱的施工“應(yīng)先砌墻后澆柱”。但當(dāng)本層墻體砌筑完之后，構(gòu)造柱的根部往往有一些建筑垃圾如“廢棄的砂漿、磚渣”等沒(méi)有及時(shí)清理，等到下一工種木工支模時(shí)便埋在里面，而且又不容易被發(fā)現(xiàn)，澆筑混凝土后便在此形成“夾渣”現(xiàn)象。

3、保證構(gòu)造柱質(zhì)量的技術(shù)措施

3.1、設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到構(gòu)造柱的重要性，具備一定的抗震知識(shí)，認(rèn)真學(xué)習(xí)研究現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。如規(guī)范中“較大洞口”指不小于2.1m、的洞口：“大房間”指的是開(kāi)間大于4.2m的房間；新增的樓梯間要設(shè)八根柱；在圈梁的設(shè)置上要注意規(guī)范中的“構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位”強(qiáng)調(diào)圈梁要與構(gòu)造柱形成封閉暗框架來(lái)提高墻體的整體性。

3.2、施工方面

1）確保構(gòu)造柱鋼筋骨架的位置要正確。

鋼筋骨架應(yīng)分兩階段來(lái)控制：首先是砌墻階段，我們知道，嵌砌在砌體墻中的構(gòu)造柱的一般做法是先砌縱橫墻，并在構(gòu)造柱的位置處留出“柱腔”，然后往“柱腔”內(nèi)澆筑混凝土，便形成所謂的構(gòu)造柱。砌筑過(guò)程中要不時(shí)檢查馬牙槎的垂直度需符合要求，否則馬牙槎會(huì)將構(gòu)造柱的鋼筋骨架推向一邊，產(chǎn)生位移。而且構(gòu)造柱的鋼筋骨架一般剛度均不足，施工中稍不注意很有可能向另一側(cè)偏移。所以應(yīng)隨著墻體逐步增高通過(guò)墻體拉結(jié)筋來(lái)固定構(gòu)造柱。其次在混凝土澆筑階段，構(gòu)造柱柱腔較小，澆灌混凝土的確不太容易，有些人為方便將鋼筋推在另一邊然后澆灌，鋼筋便出現(xiàn)了偏移，出現(xiàn)這種情況一要強(qiáng)化工人意識(shí)，各工種之間不能互相破壞，選擇正確的施工方法；二是在混凝土的澆灌過(guò)程中鋼筋工要派專人看管，監(jiān)督混凝土工的行為，同時(shí)在構(gòu)造柱模板支好后要將構(gòu)造柱的中心位置標(biāo)在圈梁的模板上，若發(fā)現(xiàn)鋼筋位置偏移，要及時(shí)修正。

2）要正確留設(shè)馬牙槎。

構(gòu)造柱與砌體墻之間要通過(guò)馬牙槎連接，從每層柱腳開(kāi)始，嚴(yán)格執(zhí)行先退后進(jìn)的原則，保證柱腳為大斷面。每一馬牙槎的齒高一般約為30、cm（5、層磚高），齒深不小于6、cm.

3）鋼筋骨架的綁扎要正確。

構(gòu)造柱的縱向鋼筋應(yīng)分柱段施工面分段綁扎，綁扎點(diǎn)要牢固可靠，避免錯(cuò)位和滑移。豎向搭接頭長(zhǎng)度z、不能一律為35d，而要根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范及鋼筋的接頭率來(lái)取值，構(gòu)造柱箍筋應(yīng)在圈梁上下均不小于1、/6、層高或45、cm、高度內(nèi)，箍筋間距不大于10、cm.根據(jù)新的抗震規(guī)范拉結(jié)鋼筋必須是拉結(jié)網(wǎng)片，不能隨意丟掉4焊接短筋，而且應(yīng)嚴(yán)格要求砌筑者隨砌隨放，并保證放入固定在密實(shí)的砂漿水平灰縫中。另外還有一點(diǎn)就是構(gòu)造柱鋼筋應(yīng)在圈梁縱筋內(nèi)側(cè)通過(guò)，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。

4）構(gòu)造柱混凝土的配比要正確。

嚴(yán)格執(zhí)行配合比攪拌工藝要求。粗骨料粒徑宜選用2cm以下，坍落度宜控制在5、cm、～、7、cm.切不可用施工中所用砂漏充當(dāng)石子來(lái)拌合混凝土，同時(shí)留設(shè)同條件的試塊。

5）確保及時(shí)清出其內(nèi)部雜物。

首先木工模時(shí)應(yīng)將構(gòu)造柱內(nèi)雜物全部清理干凈，不可遺留碎磚、木屑、落地灰等雜物。其次應(yīng)鑿去表面松動(dòng)不密實(shí)的混凝土然后用水清洗，再用素水泥漿或同等標(biāo)號(hào)的水泥砂漿作結(jié)合層，最后再去澆灌混凝土。

6）嚴(yán)格控制軸線。

每層墻體砌筑前應(yīng)先對(duì)構(gòu)造柱進(jìn)行放線定位并留出馬牙槎的位置，砌筑時(shí)應(yīng)隨著墻體高度的增加將柱中線逐步引至墻及上層圈梁的模板上，以便及時(shí)校核，確保鋼筋骨架、構(gòu)造柱和磚墻三者中心線（軸線）符合施工要求。

4、結(jié)、語(yǔ)

在砌體墻中增設(shè)構(gòu)造柱，可改善砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能，在正常設(shè)計(jì)和施工條件下，它與圈梁共同作用約束了磚砌體的開(kāi)裂，使裂縫不至進(jìn)一步擴(kuò)展，即使開(kāi)裂也不至于倒塌，使之由很脆的材料組成的結(jié)構(gòu)獲得可觀的抗變形能力。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。

墻的高厚比有哪些影響因素？

1、橫墻間距，房屋方案，（剛性方案、剛彈性方案、彈性方案）。

2、墻體計(jì)算高度。

3、墻體厚度。墻體有無(wú)壁柱，有壁柱則取折算厚度。