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基于混凝土异形柱结构构造措施与施工技术要求

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：鲁伟杨文强

[导读] 摘要：异形柱由于型材截面小、施工成本低、使用方便，建筑施工和设计人员对型材柱的需求越来越大。

        中建二局第一建筑工程有限公司北京 100176
        摘要：异形柱由于型材截面小、施工成本低、使用方便，建筑施工和设计人员对型材柱的需求越来越大。研究了异形混凝土柱施工的施工措施和施工技术要求。
        关键词：异形柱；构造措施；施工要求；行业标准
        前言：
        与普通矩形柱相比，异形柱的设计避免了混凝土柱截面尺寸大于墙厚，在建筑内部产生局部投影，节省了内部工作空间。由于其设计的灵活性和多样性，也可以为建筑形式等提供极大的便利。异形柱结构放弃砖墙和同等重量墙砌体结构，并取代了加气混凝土块或其他轻质材料，甚至直接使用轻质墙板来构建整个墙壁，大大减少了重量和缩短自己的生命周期结构，降低了工程造价。与普通混凝土剪力墙结构相比，异形柱的净截面更小，混凝土和钢材的用量更少，节省了大量材料，降低了施工成本。综上所述，异形柱混凝土结构因其独特的优点在民用建筑中有着广阔的应用前景。
        1 异形柱结构的特点及优越性
        所谓异形柱，就是异形截面柱的简称。截面几何形状为t、l和十字形的柱，每个各肢的高度/厚度比小于或等于4。框架结构或框架剪力墙结构取代普通框架柱作为垂直支撑构件，称为框架结构。剖析柱是一种新型的结构体系，其发展和增长遵循自主技术创新的道路。在住宅建设领域，其独特的优势使其得以迅速发展。各种建筑物的建筑设计和结构的不同部位，异形柱截面型材框架梁柱肢填充墙厚度和宽度，隐式“框架”，避免框架柱及框架梁在屋内凸出和使用能力对建设的影响，在建筑设计中，建筑的灵活性和有效利用为住户装修和房地产开发商提供了有利的条件。
        2 异形柱结构体系的应用现状
        异形柱结构的优越性是显而易见的，近年来在全国范围内得到了广泛的应用。这种结构体系主要适用于多层住宅、小型高层住宅和低层别墅住宅，但也逐渐扩展到更规则的楼层和宿舍住宅。随着异形柱结构广泛应用，异形柱已成为我国建筑施工中的一个重要课题，对设计和施工技术提出了很高的要求。
        3 异形柱结构的构造措施
        3.1 基本的施工要求
        根据异形柱混凝土结构符合当前国家标准规范“混凝土结构设计规范”（GB50010-2002），以下几点还应该指出：（1）异形柱的混凝土强度等级，梁、剪力墙和关节这件不应低于C25，不应高于网。（2）构件的纵向受力配筋为HRB400和HRB335，箍筋为HRB400、HRB335和HPB235。（3）框架梁的截面高度在非抗震设计中不应小于350mm，框架梁的截面高度在抗震设计中不应小于400mm。梁的净跨与截面高度之比不应小于4。梁截面宽度不应小于1/4的截面高度，而且应该不少于200毫米。（4）肢异形柱截面的厚度不应小于200毫米，和肢体的高度不应小于500毫米。（5）焊接、机械连接或绑定搭接可用于连接接头的纵向钢筋混凝土异形柱和梁的。接头位置应位于应力较小的构件内。在高度范围内，每根柱不得有一个以上的纵向受力钢接头。
        3.2 施工措施
        （1）对于异形柱，剪跨比为>2，对于地震结构比不小于1.5。（2）在同一截面上，纵向钢筋的直径应相同，直径不小于14毫米，不大于25毫米；受纵向力作用的钢筋应布置在内折角；（3）纵向钢筋间距：二级和三级地震等级≤200mm；≤250 mm是第四级；≤300mm是非地震设计。纵向钢筋间距时受到的力，无法满足上述要求，纵向的建筑钢筋的直径不得小于12mm，必须规定拉筋和钢筋相同的间距。（4）钢筋之间的净距离不得小于50mm。厚度在200～250 mm的柱肢，每排受纵向力作用的柱肢不得超过3根；当根数高时，可以将其设置为两行。

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（5）在非地震设计中，截面柱在纵向应力下的受力不得超过4%；地震设计不得超过3%。（6）应采用复合箍筋；严格禁止内角箍筋。箍筋必须封闭式，其末端的弯钩、135°。当拉筋形成复合箍时，拉筋应紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。（7）异形柱箍筋压实区箍筋肢间距：第2、3级地震等级≤200mm，第4级地震等级≤250mm。另外，每根纵筋都应在两个方向上受箍筋或拉筋的约束。（8）当纵向压力柱的钢筋采用绑扎搭接接头，搭接长度范围内的箍筋直径不得少于25%的较大直径的钢筋，箍筋间距，不得少于5倍搭接钢筋的直径越小，不得>100 mm。
        3.3 柱节点和异形梁的施工措施
        （1）框架柱的纵向钢筋应穿过中间节点和中间层的两端，接头不应位于节点的核心区域。（2）框架上柱的纵向钢筋应固定在柱、梁和板的顶部；锚固长度由梁底计算；位于框架上端柱内的纵向钢筋和位于框架中点水平的框架上端的纵向钢筋应锚定在柱顶。（3）当框架梁截面宽度等于护梁的截面厚度或者宽度做梁的梁两侧凸出的柱边柱<50mm，纵向钢筋受力钢筋在梁四角上，梁节点只要坡度不大于1/25和离柱边不低于800mm，边缘与梁。（4）框架中间层的两端；3）框架梁上下部位的纵向配筋可沿直线锚固到端缝中。锚固长度不应小于la，除非抗震设计不小于laE，且应延伸至柱外。框架的顶端，在梁的上部纵向钢筋延伸到外部的列和弯曲梁的底标高，和下部的纵向钢筋梁应扩展到外部的列和弯曲。（5）对于两侧高度相等的梁，建议上下各排纵筋直径相同，均通过中间层中间节点。如果两侧梁下部钢筋不同，在非抗震设计中，伸入中间节点的差动钢筋的总长度不应小于la；在抗震设计中，不应<laE，（6）对于两侧高度不等的梁，上部纵向配筋应通过中间节点，下部纵向配筋应延伸至中层中间节点的总长度。在非抗震设计中，它不应<la，抗震设计时不应<laE。（7）节点核心区设置水平箍筋。水平箍筋配置应满足节点核心区抗剪承载力要求，满足节点核心区箍筋最小直径和最大间距要求。
        3.4 异形柱施工的施工要求
        （1）异形柱的施工应符合现行国家标准要求，具体的施工技术方面必须与设计单位配合严格执行施工技术方案。（2）模板及其支撑必须根据工程结构的形式、荷载的大小、地基土的性质、施工设备和材料的可用性进行专门设计。模板及其支撑应具有足够的承载力、刚度和稳定性，能够可靠地承受浇注混凝土的重量、侧向压力和施工荷载。（3）在异形柱结构中，受纵向力作用的钢筋的抗拉强度实测值与弹性极限实测值之比不得小于1.25；实测值与屈服点标准值之比不得超过1.3。（4）钢筋品种、等级、规格需要变更的，应当编制设计变更文件。（5）连接或焊接时的机械异形柱的钢筋、类型和连接的质量应符合设计要求和工业标准的相关规定生效，钢筋焊接和验收规程（JGJ 18），普通钢筋的机械连接技术（JGJ 107）。建设单位应当具备适当的资格，操作人员应当通过考核，并持有相应的证书。（6）异形柱混凝土的粗骨料应采用最大粒径≤31.5 mm的碎石，并应符合现行行业标准《普通混凝土碎石或卵石质量标准及试验方法》规定。（7）每层异形柱混凝土应连续浇筑，分层振捣，柱高内不得留有施工缝。框架节点核心区域的混凝土应具有交叉构件混凝土的最高强度等级，并应进行振动和压实。（8）冬季施工应符合现行行业标准《建筑工程冬季施工施工规程》的规定。（9）水、电、气管道、电缆不得预留或埋设在异形柱四肢及节点核心区内；安装水、电、气管线、电缆时，不应削弱柱截面。
        虽然异形柱结构在我国部分地区已应用多年，但工业标准直到最近才颁布和实施；因此，目前有必要特别注意建筑管理和监督。异形柱结构具有广阔的应用前景，但其受力特性是独一无二的，需要进一步的研究来完善设计理论和施工技术。
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