以唐山地震为例:唐山地震后,有3幢带有钢筋混凝土构造柱且与圈梁组成封闭边框的多层砌体房屋,震后其墙体裂而未倒。其中市第一招待所招待楼的客房,房屋墙体均有斜向或交叉裂缝,滑移错位明显,四、五层纵墙大多倒塌,而设有构造柱的楼梯间,横墙虽也每层均有斜裂缝,但滑移错位较一般横墙小得多,纵墙未倒,仅三层有裂缝,靠内廊的两根构造柱都遇破坏,以三层柱头最严重,靠外纵墙的构造柱破坏较轻。由此可见,钢筋混凝土构造柱在多层砌体房屋的抗震中起到了不可低估的作用。
多层砌体房屋应按抗开裂和抗倒塌的双重准则进行设防,而设置钢筋混凝土构造柱则是其中一项重要的抗震构造措施。
黑龙江省的许多地区基本烈度为6~7度,位于这些地区的多层砖混建筑均需设防,抗震构造柱的设置是必不可少的。构造柱应当设置在震害较重,连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位。其设置根据房屋所在地区的烈度、房屋的用途、结构部位、和承担地震作用的大小来设置。由于钢筋混凝土构造柱的作用主要在于对墙体的约束,构造断面不必大,但须同各层纵横墙的圈梁连接,无圈梁的楼层亦须设置配筋砖带,才能发挥约束作用,关于抗震柱的设置,《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中作了详细的规定。
抗震设计时多层普通砖、多孔砖房屋的构造柱应符合下列要求:
1 构造柱最小截面可采用 240 mm×180 mm(墙厚190 mm时为180 mm×190 mm),纵向钢筋宜采用4ф12,箍筋间距不宜大于250 mm,且在柱上下端宜适当加密;6、7度时超过六层、8度时超过五层和9度时,构造柱纵向钢筋宜采用4ф14,箍筋间距不应大于200 mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。
2 构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,沿墙高每隔500 mm设2ф6水平钢筋和ф4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或ф4点焊钢筋网片,每边伸入墙内不宜小于1m。6、7度时底部1/3楼层,8度时底物1/2楼层,9度时全部楼层,上述拉结钢筋网片应沿墙体水平通长设置。
3 构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应穿过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯通。
4 构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500 mm,或与埋深小于500 mm 的基础圈梁相连。
5 房屋高度和层数接近表7.1.2的限值时,纵、横墙内构造柱间距尚应符合下列要求:
横墙内的构造柱间距不宜大于层高的二倍;下部1/3楼层的构造柱间距适当减小;
当外纵墙开间大于3.9 m时,应另设加强措施。内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2 m。