民用建筑工程设计常见问题分析及图示(4)

提出此类问题的原因可能是受1978年抗震规范的影响。当时由于唐山地震刚过，对构造柱的认识还是初步的，因此在78规范中构造柱作为一种超高建筑的加强措施，即一般多层砌体房屋没有设置构造柱的要求，仅当不同设防烈度的房屋达到一定层数和高度时，才要求设置构造柱，这是对构造柱作用的初始认识阶段。

改进措施：现行抗震规范已普遍提高了不同设防烈度区允许建造房屋的高度。因此，构造柱的设置是普遍的要求和基本的构造措施，不是解决房屋超高或超层的手段。

1.4.3 单层砌体房屋不应按多层房屋的要求设置构造柱。

改进措施：单层房屋一般不包括在多层砌体房屋之列，规范对此亦无明确规定。

对不同设防烈度的单层砌体房屋，可根据建筑结构情况区别对待。比如，对一些高烈度区的重要建筑，至少应在房屋的四角墙体内设置构造柱，也可以在相隔一定距离的横墙内设置构造柱。 对一般的单层砌体房屋，只要求有顶部圈梁和内外墙的拉结措施，

1.4.4 随意将构造柱沿房屋高度方向逐层减少或改变截面及配筋。

改进措施：构造柱的设置目的既然是约束墙体的构件，因此就一般要求而言，各层均应连续设置。除符合《抗震规范》GB 50011第7.3.2条第5款规定，需在房屋下部l/3楼层增设的构造柱，当延伸到上层的墙体时，可适当减少或改变配筋及截面。

构造柱在多层砌体中除有约束构件功能之外，同时还能够增强内外墙、墙与墙的连接功能。这些也不能忽视。因此，如果沿高度方向要减少构造柱的数量时，一定要强调墙相互间的拉结措施，否则是危险的。

1.4.5 误将构造柱伸入房屋基础的大放脚或基底。

原因分析：《抗震规范》GB 50011要求，构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或与埋深小于500mm的基础圈梁相连，构造柱作为整个墙体的一部分，构造柱的作用不是柱，它所承担的作用主要是对墙体起水平约束，因此不必要有基础。

改进措施：构造柱是墙体的一部分，它不是承重柱，因此也不单独承担竖向荷载。其主要作用是对墙体起水平约束作用。不需要有单独的基础。规范规定构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或与埋深小于500mm的基础圈梁相连，遇有管沟时，应伸到沟底。如图1.4.5所示。

1.4.6 构造柱的截面设计过大，数量设置过多。

原因分析：构造柱的作用不是代替墙体抗剪，而是约束墙体。《抗震规范》GB 50011规定了构造柱的最小截面，设计中不宜将构造的截面任意扩大，这样做有几个弊端：

(1)构造柱的截面增大以后，势必增大它的刚度。如果构造柱在墙段中的刚度过大，它将影响作为砌体墙的特性，甚至成为以混凝土柱为主的墙段，而使墙段的抗剪作用由混凝土起主导作用，显然这不是我们所要求的。正确的构造柱设计应当使其刚度很小而约束较强，这样才能对墙段有所帮助，而不是使其刚度增加，造成地震剪力的加大。

(2)众多试验也证明：如按常规设计的构造柱做法，包括截面大小和配筋，有构造柱墙段和未设构造柱墙段的初裂荷载基本不增大。

改进措施：构造柱设置过多也是设计上常见的问题，比如有些设计在所有墙的连接处均设构造柱等等。

构造柱对墙段的约束作用，特别表现在房屋四大角最为明显，角部的构造柱能够起到对两个方向墙段的约束作用，并有利于抗扭，所以四角必须设构造柱，对于其它部位的构造柱设置，要根据实际情况按规范要求布置。

阴角是否一律可以不设构造柱，也不是绝对的。要视其总体平面上墙段所处的位置而定。如图1.4.6所示阴角部位由于处于局部墙段的两端，一般可以不设构造柱。

1.4.7 钢筋混凝土楼板是装配整体式的，圈梁做预制装配整体式的。

原因分析：钢筋混凝土圈梁的抗震作用也是经过长时间的考验，被证明为行之有效的抗震措施之一。《抗震规范》GB 50011第7.3.3条对此作了明确规定。钢筋混凝土圈梁在抗震上的作用主要是：一是能够加强楼盖的水平刚度，使之楼盖能够在各道墙体间传递水平地震作用，二是作为沿高度方向上的构造柱的连接点(支点)，使构造柱能够在各层约束墙体；三是作为墙侧面的边框的一部分，墙段两端由构造柱约束，而墙段上下边缘由抗震圈梁约束。

改进措施：为了实现这些目的，抗震圈梁应是现浇钢筋混凝土的。如做成装配式或装配整体式，圈梁与墙的连接仅靠一层铺垫砂浆，与墙顶的结合较差，不利于板将水平地震作用传至墙。作为楼盖的水平边框作用，若采用预制装配圈梁结合也不可能紧密，影响楼盖的水平刚度。地震区曾经发现过装配式圈梁破坏的例子，地震时圈梁与墙无可靠粘接，圈梁脱离楼板摔下。

1.4.8 横墙承重的砌体结构，采用装配式楼盖层，内外墙圈梁不交圈没有处理。

原因分析：装配式楼盖中，如果横墙承重，楼板的圈梁一般均设在板底，此时，外纵墙的圈梁由于没有楼板的搁入，其底面与板底位于同一标高，这样就造成内外墙的抗震圈梁不在同一标高的问题。

改进措施：在地震设防地区，对此必须在内外墙交接处，设置一段圈梁的交接段，搭接长度可取二倍到三倍的标高差，如图1.4.8-l、2所示：

1.4.9 现浇楼盖可以不单独设置圈梁，但未沿墙周边设置加强钢筋。

改进措施：现浇楼盖已经有较大的水平刚度，其楼板的整体性也较好。因此，不必再单独另设置楼盖的边缘圈梁。

但是，考虑到现浇楼盖在支承墙体上，仅靠楼板内的一般配筋，包括分布钢筋，则是不够的。因为受力筋和分布筋可能都较稀，有一定的间距，还不足以形成楼板结构的边框作用。为此，为了加强楼板的边缘，《抗震规范》GB 5001l第7.3.3条第2款规定必须另行设置加强配筋，并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。一般的做法可以是：在楼板支承在墙上的长度内，沿板厚方向上下设置2?12钢筋，并应沿墙长通长设置；也可以在板的支座长度内，水平搁置2?12加强筋。这些加强钢筋都必须与楼板的受力主筋或分布筋绑扎在一起，以起到楼板的水平边框作用。

1.4.10 装配式楼盖中，只在外墙上设周边的圈梁，内墙中用板缝或支承板端的配筋不另设圈梁。 原因分析：一般情况下是不允许的。因为作为楼盖边缘的圈梁是针对各间楼盖的整体性而设置的。一幢建筑中如果仅在外墙周边设置圈梁，显然是过于薄弱了。更何况较长的外墙圈梁还须要在中段设有拉结，否则单靠圈梁本身的刚度也是远远不够的。

不论在内墙中利用板缝或支承在墙上的板端配筋，其作用是很有限的，远不足以代替正规的钢筋混凝土圈梁。

当然，在现浇楼盖中不存在此类问题。因为对内墙面言，楼板是在墙上满搭的，因此能够较好的传递地震作用。

改进措施：应按《抗震规范》GB 50011第7.3.3条的要求在外墙和内纵墙以及内横墙上设置封闭的抗震圈梁。

1.4.11 装配式楼盖中，当有现浇的板底圈梁时，预制板伸入墙上的长度也按梁上的支承长度要求。

原因分析：应当可以，因为现浇钢筋混凝土圈梁也是梁，作为预制板的支承长度，主要看它是砖墙还是混凝土，如果是混凝土，可以按支承在梁上的长度要求。

改进措施：按《抗震规范》GB 50011第7.3.5条的规定，板端伸进内墙的长度按规范要求为≥100mm。如果板端伸进圈梁顶面时，则不应小于80mm要求。

1.4.12 房屋端部设置大房间时，缺少楼屋盖与墙或梁的拉结。 原因分析：所谓大房间一般指开间大于4.2m的房间。

设置在端部的大房间，在抗震中会发生两种情况，第一，房屋端部包括转角墙在内的外墙，由于“边端效应”，将会使端部墙体首先破坏。原因是端部角墙的刚度较大，应力集中，地震作用时将受到较大的作用力。同时，由于角部难免的扭转作用，也使角墙首当其冲遭到破坏。第二，端部处于外墙尽端，在地震作用中，此外墙不仅承担墙体平面内的作用力，同时也要承担平面外的作用。因此，必须要求采取措施，加强端部大房间的楼屋盖与相应墙或梁的拉结，加强端部的整体作用能力。

改进措施：如为预制楼板时，按《抗震规范》GB 5001l第7.3.5条第4款执行；如为现浇楼盖时，应加强现浇板的边缘配筋，有意识地加强尽端墙体的出平面外的抵抗能力，避免破坏。

1.4.13 地震区的楼屋盖大梁、屋架没有对其采取加强抵抗水平作用力的措施。

原因分析：梁或屋架作为集中荷载支承在墙或柱上时，其连接是十分重要的，地震作用的传递也是要靠它们的连接程度来决定。静力设计中所要求的主要是它的支承面积，因为它们主要传递的是垂直荷载。但是在地震作用下，它们传递的却是水平方向的力。因此在连接构造上也必须适应水平力的传递。

改进措施：大梁、屋架等跨度较大的构件支承在墙或柱上时，应注意下列几点：

(1)大梁、屋架支座除了传递竖向压力以外，一般都是按简支考虑。但是地震作用下，即使是简支的梁或屋架也将承担水平向的惯性作用。所以还必须在支座处设置抵抗水平向的作用力的措施。如增加屋架支座的螺栓数量和强度，加大大梁的支承长度或采取其它有效拉结措施等。 (2)大梁、屋架支承部位的墙或柱，不论简支与否，都要考虑梁、屋架所可能产生的嵌固弯矩，并由此会对墙柱造成的不利影响。

支承顶层的大梁或屋架的外墙，其支承处如墙内设有构造柱时，则此构造柱也应考虑承担梁和屋架带来的弯矩作用，因此必须增大构造柱内的配筋，把构造柱作为排架柱来考虑。

1.4.14 非承重的墙体未按规范要求采取抗震措施。 原因分析：非承重墙可以分为几种：

如轻质隔墙，一般仅作为隔断之用，且墙体的侧向刚度很小，不足以对房屋起到抗侧移的作用。因此，对此类墙体，只要考虑隔墙本身地震时不会倒塌伤人就可以了。例如在墙的两端设有与主要墙体的拉结措施即可。

对不承担静力垂直荷载，而只承担自身重量的内外纵墙，也称为自承重墙。对此类墙体，不能不考虑其承担地震作用。因为在侧向力的作用下，所有与之平行的、有一定刚度的墙体都将分担地震水平作用的影响。因此，虽不是承重墙，但在地震中也要按承担水平地震作用来分担地震荷载。 改进措施：此类墙体的抗震措施应按《抗震规范》GB 50011第13.3.3条规定设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。

1.4.15 “横墙很少”的多层砌体房屋在采取与“横墙较少”的房屋相同的措施后，高度和层数可降

低一层。

改进措施：对于横墙较少的房屋，规范在提出须要降低一层高度的同时，又给了一条出路，即按《抗震规范》GB 50011第7.3.14条规定，采取加强措施，来弥补由于横墙较少带来的对抗震不利的影响，从而达到不降低层数和高度的要求。

而横墙很少的房屋一般指全部为教室楼或食堂、俱乐部等的建筑。它们的抗震能力比横墙较少的更差。规范没有提出对此类房屋采取类似加强的措施后，可以不降或少降其层数和高度。 对于横墙很少的房屋，如果采取了措施，横墙的布置达到了横墙较少的条件时，可以按横墙较少来对待。此时按照规范的规定，也就可以少降一层或甚至于不降低高度和层数了。

1.5 多层混凝土小型空心砌块房屋的抗震构造措施

1.5.1 多层混凝土小型空心砌块房屋中，可以采用芯柱体系，也可以采用构造柱体系，选用上应区别对待。

原因分析：多层混凝土小型空心砌块房屋是利用混凝土空心小砌块砌筑而成的建筑。由于砌块有较大的集中孔洞，因此可以插入钢筋并注入混凝土形成芯柱。

小砌块的型号、规格基本上是采用国外引进的尺寸，做法也与国外大致一样。我国经过近二十年来的应用，并进行了相应的科研试验，已经取得了一定的经验，建造了一大批小砌块建筑。 但是，在实际应用中也发现一些问题。比如小砌块的孔洞较小(120x120)，插入钢筋并浇注芯柱时，往往混凝土不易浇灌密实，容易造成空洞。而且，对芯柱浇注的质量又很难进行检查。为此，曾出现过许多质量问题。

另外，由于地震区的小砌块建筑，要求有比较多的芯柱，给施工也带来麻烦，特别是高烈度区更为突出。

随着国内建造小砌块建筑的数量日益增加，特别是南方地区，为了使小型空心砌块用于外墙能够增加保温和隔热效果，不少地区将单排孔的小砌块改为双排甚至多排孔。这样又带来的一个问题，即无法再在孔洞中设置芯柱了。

北京地区地震烈度较高，为了研究提高小砌块建筑的抗震性能，同时能够适当减少墙体中芯柱数量的目的。北京市建筑设计研究院提出在混凝土空心小砌块建筑中采用构造柱的做法，并在试验室进行了一批墙体试验，继而又做了一幢九层房屋的整体模型抗震试验。得到了相关数据，取得了很好的抗震效果。另外，在天津、南京、哈尔滨等地的高校和科研单位也相继进行了混凝土小型空心砌块结构中采用构造柱的试验研究，结论也是一致的。

混凝土空心小砌块建筑不同于一般多层砌体房屋。因为它的材料是混凝土，不论是砌块本身、芯柱或构造柱，都是同一种材料。因此，在适当配置必要的构造钢筋后，能够形成混凝土剪力墙结构。特别当小砌块砌体中配置较多的钢筋时，还可以形成配筋砌体结构，在高度上可以大大突破一般多层小砌块房屋的限值。

改进措施：《小砌块规程》JGJ/T14为小砌块房屋规定了两种抗震构造措施：同时设置构造柱和芯柱做法，以及芯柱做法。设计应根据具体的地区条件和烈度大小等因素进行选择。图1.5.1-1、1.5.1-2是两种做法的示意图。例如，在使用双排或多排孔小砌块的地区，它只能采用构造柱做法而无法用芯柱做法。

又如在一些烈度较高地区，由于地震作用强度较大，因此要求小砌块建筑具有更好的抗震性能。所以采用构造柱加芯柱的做法更为恰当。所谓构造柱加芯柱做法是指墙体与墙体交接处，包括内外墙交接处，外墙转角处，内墙交接处等部位可采用与墙厚相同的构造柱；而对于一般的门窗洞口处，则可采用芯柱做法比较适宜。

从墙片和整体模型的抗震试验得到，采用构造柱用于墙体连接部位时，其抗震变形能力和延性都有明显提高，而且可以保证施工质量能够检查。因为构造柱的钢筋是集中配置并有箍筋，而且上下钢筋都必须连续配置，其性能优于单根配筋的芯柱，

当然小砌块建筑中的芯柱做法在国外已沿用多年，我国早期也一直沿用芯柱做法，因此，芯柱做法也仍然是一种小砌块结构中的可供选择的形式。设计人员可以根据具体情况按照规范或规程的规定自行选择。

1.5.2 未对多层混凝土小砌块房屋的砌筑砂浆和灌芯混凝土提出要求。

原因分析：混凝土小型空心砌块的肋厚一般只有25mm～35mm左右，对于这样薄的肋上要用砂浆满铺确实比较困难。同时，小砌块的竖缝较高，一般均为190mm，要使竖缝的砂浆饱满，也较困难。

按照砌体的一般砌筑要求，水平灰缝的饱满度为100％，竖向灰缝的饱满度为90％，如果采用一般砌体的混合砂浆来砌筑混凝土小砌块砌体，是不能保证砌筑质量的。

改进措施：《小砌块规程》JGJ/T14第7.1.8、7.1.9条或第7.2节对灌芯混凝土的骨料、塌落度、浇灌方法以及砌筑砂浆的性能均有要求，主要内容为：砌筑小砌块的砂浆应当有良好的保水性、稠度和粘结力，砂浆强度等级不低于M5；同时小砌块规程还提出了相应的指标，如砂浆稠度宜为50～70mm；机械搅拌时间不少于2min，如掺有外加剂不得小于3min等等。

多层混凝土小砌块房屋施工时的芯柱混凝土，主要要求采用的混凝土能保证芯柱混凝土的饱满和密实。一般坍落度要求在70～80mm以上，骨料采用细石；如采用泵送混凝土，坍落度宜为140～160mm以上。同时要求芯柱混凝土要连续浇注，分层(300mm～500mm高度)捣实，一直浇至离芯柱顶面50mm处，不留施工缝。振捣时应选用微型插入式振动捧振捣。为保证芯柱浇注不出现孔洞，应定量浇注，做好记录。

当芯柱混凝土中掺有外加剂时，有利于浇注密实；若采用免振捣自流平的芯柱混凝土时，芯柱混凝土的质量将更有保证。

1.5.3 多层小砌块房屋中设有构造柱时，未设马牙槎。

原因分析：构造柱之所以能够起到对墙体的约束作用，主要靠它与周边墙体有牢靠的连接。构造柱必须先砌墙后浇柱的目的也是为了加强与周边墙体的连接。

改进措施：《小砌块规程》JGJ/T14第6.3.3条第2款规定：构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎。一般做法是，从每层的柱脚开始，先退后进，形成100mm、200mm高的马牙槎。同时，还应该按《小砌块规程》第6.3.3条第2款要求，沿墙高每一定距离设拉结钢筋(与烈度有关)。

1.5.4 芯柱或构造柱设置了单独基础。

原因分析：构造柱是作为一种约束墙体的构件设置的，并不是真正意义上的柱。因此它不必单独设置基础。

改进措施：在多层混凝土小型砌块房屋中，采用构造柱的做法，那么它的作用与多层砖砌体中的构造柱一样：是约束构件而不是柱，也不单独设置基础。

芯柱虽然只有一根竖筋，但它的作用之一，也是对墙体起到一定的约束作用。所以，对芯柱的底部锚固要求，参照构造柱的做法一样要求，不必单独设置基础。

1.5.5 抗震设计时，多层混凝土小砌块房屋中的圈梁、过梁，除现浇外，采用了槽形砌块代替模板的现浇圈梁，过梁。

原因分析：在非抗震设防地区，采用预制小型砌块作底模的现浇钢筋混凝土圈梁的做法。 但是，在抗震设防地区，考虑到这样做实际会削弱圈梁的截面，并使楼屋盖与下层砌块的连接减弱，不利于通过由楼屋盖传递水平力。

改进措施：设置在屋盖和楼盖处的圈梁，是保证楼屋盖平面内的整体性和水平刚度的重要构件。

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