建筑构造教学案例二-构造柱和圈梁的构造

建筑构造教学案例二——构造柱和圈梁的构造一、引言在建筑结构中，构造柱和圈梁是非常重要的构造措施，它们对于增强建筑物的整体性、稳定性以及抵抗地震作用等方面都有着不可忽视的作用。本教学案例将详细介绍构造柱和圈梁的构造要求、设置原则、施工要点等内容，以便学生能够深入理解和掌握这两个重要的建筑构造知识。

二、构造柱的构造

（一）构造柱的作用构造柱一般设置在建筑物的转角、内外墙交接处、楼梯间、电梯间四角等部位。它的主要作用是与圈梁共同形成空间骨架，提高建筑物的整体刚度和墙体的延性，约束墙体裂缝的开展，从而增强建筑物承受地震作用的能力。在非地震区，构造柱也有助于提高墙体的稳定性，减少由于地基不均匀沉降等原因引起的墙体开裂。

（二）构造柱的设置要求1.位置墙体转角处：在建筑物的阳角和阴角部位，应设置构造柱。阳角构造柱可增强墙角的抗碰撞能力和整体性，阴角构造柱有助于防止墙角在受力时出现裂缝。内外墙交接处：当内外墙相交时，应在交接处设置构造柱，使墙体连接更加牢固，共同承受外力。楼梯间四角：楼梯间是建筑物中人员疏散的重要通道，在四角设置构造柱可提高楼梯间的整体稳定性，保证在紧急情况下的安全。电梯间四角：电梯间作为垂直交通的关键部位，构造柱的设置能增强其抗震性能和稳定性。较大洞口两侧：当墙体上开有较大洞口（如门窗洞口宽度大于2m时），洞口两侧应设置构造柱，以减少洞口对墙体整体性的削弱，防止洞口周边墙体开裂。2.间距构造柱的间距不宜过大，一般不宜超过4m。在实际工程中，应根据建筑物的高度、层数、结构形式以及抗震设防烈度等因素综合确定合理的间距。较小的间距能更有效地约束墙体，提高建筑物的抗震能力。例如，在多层砌体房屋中，构造柱间距通常在34m之间；对于高层砌体结构或抗震设防要求较高的地区，构造柱间距可能会适当减小。3.截面尺寸构造柱的截面尺寸应根据墙体厚度和建筑物的抗震设防要求确定。一般情况下，构造柱的截面宽度不宜小于墙厚，且不宜小于240mm；截面高度不宜小于180mm。对于多层砌体房屋，构造柱常用截面为240mm×240mm或240mm×180mm；在抗震设防烈度较高的地区，构造柱截面尺寸可能会适当增大，如采用240mm×370mm等。

（三）构造柱的构造配筋1.纵筋构造柱的纵筋应采用HPB300、HRB335或HRB400级钢筋。纵筋的直径不宜小于12mm，一般常用12mm、14mm、16mm等。在房屋四角的构造柱，纵筋直径不宜小于14mm。纵筋的配筋率应符合规范要求，一般不宜小于0.6%。例如，对于240mm×240mm的构造柱，纵筋可采用4根直径为12mm的钢筋，其配筋率约为0.785%，满足一般要求。纵筋应沿柱高每隔一定距离设置拉结筋，以增强纵筋与墙体的连接。拉结筋的直径一般为6mm或8mm，间距不宜大于500mm，且在柱上下端应适当加密。2.箍筋构造柱的箍筋应采用HPB300级钢筋，箍筋直径不宜小于6mm。箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端应适当加密。加密区长度一般从柱根开始，不应小于柱净高的1/6且不小于500mm；对于底层柱，加密区长度应取不小于柱净高的1/3。例如，对于层高为3m的构造柱，其下端加密区长度不应小于500mm，上端加密区长度不应小于500mm。箍筋的形式一般采用封闭式，以保证箍筋对纵筋的约束作用。

（四）构造柱与墙体的连接1.马牙槎构造柱与墙体应设置马牙槎。马牙槎应先退后进，进退尺寸不宜小于60mm，高度不宜超过300mm。马牙槎的作用是增加构造柱与墙体的咬合面积，提高两者之间的连接强度。在施工时，应沿墙体高度每隔一定距离（如300mm）设置拉结筋，拉结筋应沿墙高每500mm设2φ6，每边伸入墙内不宜小于1m。对于抗震设防烈度6度、7度地区，拉结筋末端应做90°弯钩；8度、9度地区，拉结筋末端应做135°弯钩，弯钩平直段长度不应小于10d（d为拉结筋直径）。2.墙体拉结筋除了马牙槎处的拉结筋外，在墙体的水平灰缝中也应设置拉结筋与构造柱相连。拉结筋的设置应符合设计要求，一般每500mm高度设置一道，每道不少于2根，直径为6mm或8mm，两端应埋入构造柱内。拉结筋的作用是增强墙体与构造柱之间的协同工作能力，使墙体在受力时能够更好地将力传递给构造柱。

（五）构造柱的施工要点1.钢筋绑扎首先应根据设计要求确定纵筋的数量、规格和长度。纵筋应采用机械连接或焊接连接，接头位置应符合规范要求，同一截面内的纵筋接头数量不宜超过50%。绑扎箍筋时，应注意箍筋的间距和加密区的设置。箍筋应与纵筋绑扎牢固，保证箍筋的间距均匀，且箍筋的弯钩应符合设计和规范要求。2.模板支设构造柱模板一般采用木模板或组合钢模板。模板应支设牢固，保证构造柱的截面尺寸准确。模板与墙体之间应采用对拉螺栓或其他可靠的连接方式，防止模板在混凝土浇筑过程中变形。3.混凝土浇筑构造柱混凝土宜采用分层浇筑，每层厚度不宜超过500mm。浇筑时应采用振捣棒振捣密实，确保混凝土的密实性。混凝土浇筑高度超过2m时，应采用串筒或溜槽等措施，防止混凝土离析。浇筑完成后，应及时对混凝土进行养护，养护时间不少于7天，以保证混凝土的强度增长。

三、圈梁的构造

（一）圈梁的作用圈梁是沿建筑物外墙、内纵墙和部分横墙设置的连续封闭的梁。它的主要作用是增强建筑物的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对建筑物引起的不利影响。圈梁可以将墙体连接成一个整体，约束墙体的变形，提高墙体的稳定性。在地震区，圈梁还能与构造柱共同作用，增强建筑物的抗震能力，减轻地震对建筑物的破坏程度。

（二）圈梁的设置要求1.位置外墙和内纵墙：应在墙顶设置圈梁，以增强建筑物的整体水平刚度。内横墙：内横墙圈梁的设置间距应根据建筑物的高度、层数、结构形式以及抗震设防要求等确定。一般情况下，内横墙圈梁的间距不宜过大，多层砌体房屋内横墙圈梁间距不宜超过15m。基础圈梁：在基础顶面应设置基础圈梁，它可以加强基础与上部墙体的连接，调整地基不均匀沉降对建筑物的影响。对于软弱地基或不均匀地基，基础圈梁尤为重要。2.圈梁的闭合圈梁应连续设置，形成封闭的梁圈。当圈梁被门窗洞口截断时，应在洞口上部设置附加圈梁，附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的二倍，且不得小于1m。这样可以保证圈梁的整体性，使其更好地发挥作用。例如，当圈梁遇到一个宽度为2m的门窗洞口截断时，在洞口上部设置的附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于2×垂直间距，且不小于1m。如果垂直间距为3m，则搭接长度不应小于6m。

（三）圈梁的构造配筋1.纵筋圈梁的纵筋应采用HPB300、HRB335或HRB400级钢筋。纵筋的直径不宜小于10mm，一般常用10mm、12mm、14mm等。纵筋的配筋率应符合规范要求，一般不宜小于0.4%。例如，对于240mm厚的圈梁，当采用4根直径为12mm的纵筋时，配筋率约为0.565%，满足一般要求。纵筋应沿圈梁全长布置，保证圈梁的受力性能。2.箍筋圈梁的箍筋应采用HPB300级钢筋，箍筋直径不宜小于6mm。箍筋间距不宜大于300mm，且在圈梁的转角处、交接处等部位应适当加密。加密区长度一般从圈梁的转角处开始，每侧延伸长度不宜小于圈梁高度的1/4。例如，对于高度为300mm的圈梁，其转角处加密区长度每侧不宜小于75mm。箍筋的形式一般采用封闭式，以保证箍筋对纵筋的约束作用。

（四）圈梁与墙体的连接1.与墙体的拉结圈梁应与墙体可靠拉结。拉结筋应沿墙高每隔一定距离设置，一般每500600mm高度设置一道，每道不少于2根，直径为6mm或8mm，两端应埋入圈梁内。拉结筋的作用是使圈梁与墙体形成一个整体，共同承受外力。在墙体转角处、交接处等部位，拉结筋的设置应更加加密，以增强连接的可靠性。2.在门窗洞口处的处理当圈梁遇到门窗洞口时，应在洞口两侧设置钢筋混凝土抱框柱或采取其他加强措施。抱框柱的截面尺寸和配筋应根据洞口大小和设计要求确定。抱框柱应与圈梁可靠连接，以保证洞口部位墙体的整体性和稳定性。

（五）圈梁的施工要点1.钢筋加工与绑扎圈梁纵筋应根据设计要求进行调直、下料和弯曲加工。纵筋的接头应采用机械连接或焊接连接，接头位置应符合规范要求。绑扎箍筋时，应注意箍筋的间距和弯钩角度。箍筋应与纵筋绑扎牢固，保证圈梁的钢筋骨架成型准确。2.模板支设圈梁模板一般采用木模板或组合钢模板。模板应支设牢固，保证圈梁的截面尺寸准确。模板的支撑系统应稳定可靠，防止在混凝土浇筑过程中发生变形。模板与墙体之间应采用对拉螺栓或其他连接方式，确保模板与墙体之间的密封性，防止混凝土漏浆。3.混凝土浇筑圈梁混凝土宜采用分层浇筑，每层厚度不宜超过300mm。浇筑时应采用振捣棒振捣密实，确保混凝土的密实性。混凝土浇筑应从一端向另一端推进，保证混凝土的连续浇筑。在浇筑过程中，应注意观察模板和钢筋的情况，如有变形或移位，应及时采取措施进行处理。浇筑完成后，应及时对混凝土进行养护，养护时间不少于7天，以保证混凝土的强度增长。

四、构造柱和圈梁构造的对比与总结

（一）对比1.作用侧重点构造柱主要侧重于提高墙体的延性和约束墙体裂缝的开展，增强建筑物的抗震性能，特别是在墙体的转角、交接处等部位，对防止墙体在地震作用下破坏起到关键作用。而圈梁则主要是增强建筑物的整体刚度，调整地基不均匀沉降，通过将墙体连接成整体，约束墙体的变形，保证建筑物的稳定性。2.设置位置构造柱设置在墙体的特定部位，如转角、内外墙交接处、楼梯间和电梯间四角、较大洞口两侧等；圈梁则沿建筑物外墙、内纵墙和部分横墙连续设置，在基础顶面还有基础圈梁。3.构造配筋构造柱纵筋直径一般不宜小于12mm，箍筋直径不宜小于6mm，箍筋间距有加密要求；圈梁纵筋直径不宜小于10mm，箍筋直径也不宜小于6mm，箍筋间距同样有加密要求，但两者在具体的配筋率和加密区长度等细节上可能会因设计要求和结构类型的不同而有所差异。4.与墙体连接方式构造柱通过设置马牙槎和拉结筋与墙体紧密连接，马牙槎先退后进，拉结筋沿墙高每隔一定距离设置；圈梁则通过沿墙高设置拉结筋与墙体相连，在门窗洞口等特殊部位也有相应的加强措施。

（二）总结构造柱和圈梁是建筑结构中不可或缺的构造措施，它们相互配合，共同提高建筑物的整体性、稳定性和抗震性能。在实际工程设计和施工中，必须严格按照规范要求进行设置和施工，确保构造柱和圈梁的质量，从而保障建筑物的安全可靠。