住宅建筑构造柱和墙拉缝设置的分析与设计王明芬--中国期刊网

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住宅建筑构造柱和墙拉缝设置的分析与设计王明芬

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：王明芬

[导读] 摘要：建筑结构中通常会设置构造柱及构造墙等非受力竖向构件。通过在构造柱、墙与主体结构之间设置拉缝材料将两者分离，从而避免构造柱、墙刚度对结构的不利作用。

        昆明明昱建筑工程有限公司云南昆明 655200
        摘要：建筑结构中通常会设置构造柱及构造墙等非受力竖向构件。通过在构造柱、墙与主体结构之间设置拉缝材料将两者分离，从而避免构造柱、墙刚度对结构的不利作用。本文介绍了住宅建筑中构造柱、墙及对应拉缝的设置原则，提出由于施工困难造成的拉缝漏设使得结构实际受力与设计不符。并对不同构造柱、墙不设置拉缝的结构受力进行了分析，总结了构造柱、墙拉缝的优化设计方法。
        关键词：构造柱，拉缝，优化设计
        1建筑结构设计内容
        建筑的结构设计，是建筑工程中最为重要的组成部分，建筑结构设计是关系到建筑物整体安全与质量的保障。一般来说对于建筑的结构设计按照地上地下分为上部结构设计和基础结构设计，上部结构设计主要分为框架、剪力墙、筒中筒、砌体结构设计。设计内容包含；根据建筑要求确定建筑的结构体系和结构所使用的建筑材料；结构的平面布置设计；结构荷载计算和结构受力分析，包括墙、梁、柱、楼板等；结构构件截面设计。基础结构设计首先要依据建筑工程地质勘查报告来确定建筑的基础形式，确立基础所用材料的强度等级，计算基础底面的大小以及基础承载力验算，对建筑物基础进行内力计算和配筋计算，最后进行建筑结构平面图的绘制。
        2住宅建筑构造设计原则
        2.1以人为本原则
        建筑物本身的功能就是为人服务的，建筑更是人们日常工作生活所离不开的重要居住场所，因此建筑的设计遵循以人为本的原则是建筑业可持续发展所必须的。尤其随着社会经济的发展，人们生活水平不断提高，仅仅是居有所主已经满足不了现代人们对居住的需求，人们更追求的是超越物质的精神方面的追求，看到的目光更加长远，而且现如今人们对环境保护的理念依然深入人心，人们更加关注对后代子孙造成的影响。在这种理念之下生态型建筑更加符合当代人们的需求，因此在建筑结构设计中，以人为本作为设计的首要原则。
        2.2可持续发展原则
        建筑的设计与目前社会经济发展有着显著的促进作用，更对人们的工作生活有着巨大的影响，目前建筑设计发展趋势正朝着多元化的方向发展。随着我国社会发展和经济发展的需要，建筑的设计要与社会整体发展相协调，要满足现代人们的物质生活和精神生活的需要，因此建筑设计在设计思路上应追求相对完美的设计状态，在能够发挥建筑的功能性、实用性的前提下保证建筑的质量。同时以可持续发展的角度出发。在设计时应充分考虑建筑的自然环境因素，使建筑与周围环境融为一体，实现可持续发展的目标。
        3构造柱与构造墙及拉缝设置要点
        住宅建筑中构造柱、墙的设置一般分为外墙构造墙、填充墙构造柱及设备构造墙等。
        3.1外墙构造墙
        采用铝膜板施工的全混凝土外墙有防渗漏性强、减少施工工序、提高施工效率、完成面平整、墙面质量好等优点。但外墙全部设置成受力构件也带来了新的问题。因局部短墙肢受力性能较差、结构局部刚度突变等都会减弱结构的整体抗震性能[1]。因此，通常会在对结构不利的外墙处设置拉缝，使其变为非受力的构造墙。
        3.2填充墙构造柱。
        根据《砌体结构设计规范》要求，填充墙长度超过5m或墙长大于2倍层高时，墙体中部应加设构造柱。由于铝模施工工艺的要求，填充墙中的构造柱需与主体结构同时施工。构造柱提供的刚度对主体结构也是不利的，需要设置拉缝处理，在设计当中，拉缝的处理也非常重要，需要结合实际的工程情况，做好这方面的工作。
        3.3设备构造墙
        设备电箱开洞一般较大且较为密集，对填充墙的破坏较大，后期容易引起墙面开裂影响交付品质。所以将电箱墙采用混凝土整浇，并在构造墙上预留电箱洞口。电箱构造墙的刚度相对于梁的刚度较大，所以需要设置拉缝将其与主体结构分离。

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        3.4建筑外立面造型构造柱、墙
        由于建筑外立面造型的需要，在建筑外围设置外凸的混凝土线条，同时为了不影响地下车库的停车需求，该部分线条不允许下落至建筑首层[2]。所以将该部分混凝土造型设置成非受力的构造柱，并进行拉缝处理。
        4结构拉缝存在的问题
        4.1施工难度大
        为了使构造柱、墙下层的混凝土浇捣密实，一般需要在下一层混凝土浇筑完成后且混凝土初凝之前将拉缝板压入混凝土，而实际操作时较难把控施工时间。而且拉缝板上需开洞，再将构造柱、墙中的构造钢筋穿过洞口，该施工工艺对工人技术要求较高。
        4.2施工管控难度大
        拉缝的设置增加了施工的难度，现场反馈拉缝漏做、不做的现象较为普遍。且每层需要做拉缝的位置较多，施工管控难度较大[3]。由于拉缝施工难造成的漏施工、不施工，使原来的构造柱、墙变成了受力构件，对结构的安全造成隐患。因此，有必要进一步研究构造柱、墙对主体结构受力的影响。
        5构造柱、墙对主体结构影响的受力分析
        通过对比构造柱、墙按荷载输入及按受力构件输入两种方式的计算结果，分析构造柱、墙刚度对主体结构的影响。该住宅建筑共32层，楼高97m，位于Ⅲ类场地，抗震设防烈度为7度0.1g，基本风压0.6kN/m2，境类别为B类。将构造柱、墙按实际截面尺寸建入计算模型中，以模拟不设置拉缝时构造柱、墙对主体结构的影响。
        5.1构造柱、墙对结构整体指标的影响
        填充墙构造柱对结构整体指标没有影响；外立面构造柱对整体指标的影响较小，考虑构造柱刚度后周期减小约为1.4%，位移角减小约为3.2%；外墙构造柱及设备构造墙对整体指标影响较大，周期减小约1.7%，位移角较小约10.6%。总体上，考虑构造柱、墙刚度对主体结构影响后，结构的整体刚度增大，相应的结构的地震力也会增大。
        5.2构造柱、墙对结构配筋的影响
        1）填充墙构造柱。构造柱刚度主要影响到柱底托梁的受力，底部楼层梁面筋及底筋均有较大增幅，梁面筋最大增加188%，梁底筋最大增加260%。随着楼层的增加，构造柱对托梁的影响逐渐减小，楼高1/5以上的托梁配筋与无构造柱模型基本一致。2）外立面构造柱。构造柱主要影响周边梁及相连墙的受力，底部墙及梁配筋约增加5%。随着楼层的增加，构造柱对周边构件的影响逐渐减小，楼高1/2以上处墙、梁配筋与无构造柱模型基本一致。3）外墙构造墙、设备构造墙。由于构造墙刚度较大，对周边构件受力的影响较大，具体影响情况与结构布置相关。构造墙位于刚度较大的框架中会进一步增大该榀框架的刚度，框架两侧的剪力墙及较短的连梁均容易造成抗剪截面超限[4]。构造墙位于刚度较小的框架中，对构造墙下及周边相关梁配筋影响较大，梁纵筋最大增大约194%。随着楼层的增加，构造墙对周边构件的影响逐渐减小，个别位置周边构件配筋反而有减小的趋势。
        结束语：
        综上所述，构造柱、墙不设置拉缝会对结构整体指标及构件受力造成不同程度的影响。外立面构造柱对结构的影响较小，为了减小施工难度，可取消外立面构造柱拉缝，设计中可将其作为荷载输入。位于梁上的填充墙构造柱、外墙构造墙及设备构造墙对结构影响较大，如施工中遗漏将会造成结构安全隐患，设计应做好施工交底，严控拉缝施工质量。
        参考文献：
        [1]肖豹，王夏星，沈亚明，刑成成.关于填充墙施工过程中构造柱设置原则的探讨[J].工程质量，2019，37（11）：82-84.
        [2]杨长清，丁纪伟，蒋超.浅谈结构拉缝技术在铝膜全现浇混凝土墙体系中的应用[J].建材与装饰，2019（24）：1-2.
        [3]李志新，关群，姚方宝.轻钢构造柱约束填充墙的抗震性能分析[J].工程与建设，2019，33（03）：410-413.
        [4]刘菲，张燕，赵家贵.填充墙构造柱主筋及拉结筋先置施工技术[J].城市建设理论研究（电子版），2019（01）：144.