基于混凝土異形柱結構構造措施與施工技術要求

楊富山

(黑龍江省第一建筑工程公司，哈爾濱150001)

異形柱結構是我國大力推行住宅產業現代化而發展起來的新型住宅結構體系，已被列為當前住宅建設中五種主要結構體系之一。

所謂異形柱，就是異形截面柱的簡稱。是指截面幾何形狀為T形、L形、十字形，且截面各肢的肢高與肢厚比≤4的柱。而采用異形柱代替一般框架柱作為豎向支撐構件的框架結構或框架－剪力墻結構稱為異形柱結構。本文僅對異形柱結構的構造措施與施工技術要求作一簡要介紹。

1 異形柱結構的特點及優越性

異形柱是一種新型的結構體系，它的發展和成長走的是科技自主創新的道路。在住宅建筑工程的實際應用中，它所體現出的獨特優越性使其得以快速發展。具體表現在可以根據建筑設計對建筑功能及建筑布置的要求，在結構的不同部位采取不同截面形狀的異形柱，使異形柱的柱肢厚度及框架梁寬度與框架填充墻協調一致，形成“隱式框架”，避免框架柱及框架梁在屋內凸出而影響建筑觀瞻及使用功能，同時為建筑設計的靈活性及有效利用建筑空間提供了有利條件，便于住戶裝修改造及家具擺放，從而廣受住戶及房產開發商的歡迎。

2 異形柱結構體系的應用現狀

混凝土異形柱結構體系自身的優越性明顯，近年來在我國各地均得到了廣泛的應用。該結構體系主要應用于多層、小高層的住宅建筑及低層的別墅建筑，同時也逐漸擴展到應用于平面及豎向較為規則的宿舍建筑。

隨著異形柱結構在我國各地住宅建設等實際工程中應用越來越廣泛，異形柱結構逐漸成為我國建筑結構領域備受關注的熱門課題，同時也對相關的設計工作及施工技術提出了較高的要求。

3 異形柱結構的構造措施

3.1 基本構造要求

異形柱混凝土結構在符合現行國家標準規范《混凝土結構設計規范》(GB50010－2002)的基礎上，還應注意以下幾點:

1)異形柱、梁、剪力墻、和節點的混凝土強度等級不應低于C25，且不應高于C50。

2)構件的縱向受力鋼筋宜采用HRB400、HRB335級鋼筋，箍筋宜采用HRB400、HRB335、HPB235級鋼筋。

3)非抗震設計時框架梁截面高度不宜＜350 mm，抗震設計時框架梁截面高度不宜＜400 mm。梁的凈跨與截面高度的比值不宜＜4。梁的截面寬度不宜小于截面高度的1/4，且不宜＜200 mm。

4)異形柱截面的肢厚不應 ＜200 mm，肢高不應＜500 mm。

5)異形柱、梁的縱向受力鋼筋的連接接頭可采用焊接、機械連接或綁扎搭接。接頭位置宜設在構件受力較小處。在層高范圍內柱的每根縱向受力鋼筋接頭數不應超過一個。

3.2 異形柱構造措施

1)異形柱的剪跨比宜＞2，按抗震設計時不應＜1.5。

2)在同一截面內，異形柱的縱向受力鋼筋宜采用相同直徑，其直徑不應＜14 mm，且不應＞25 mm;內折角處應設置縱向受力鋼筋;

3)縱向鋼筋間距:二、三級抗震等級≤200 mm;四級≤250 mm;非抗震設計≤300 mm。當縱向受力鋼筋的間距不能滿足上述要求時，應設置縱向構造鋼筋，其直徑不應＜12 mm，并應設置拉筋，拉筋間距應與箍筋間距相同。

4)異形柱縱向受力鋼筋之間的凈距不應＜50 mm。柱肢厚度為200～250 mm時，縱向受力鋼筋每排不應多于3根;根數較多時，可分2排設置。

5)異形柱全部縱向受力鋼筋的配筋率，非抗震設計時不應＞4%;抗震設計時不應＞3%。

6)異形柱應采用復合箍筋，嚴禁采用有內折角的箍筋。箍筋應做成封閉式，其末端應做成135°的彎鉤。當采用拉筋形成復合箍時，拉筋應緊靠縱向鋼筋并鉤住箍筋。

7)異形柱箍筋加密區箍筋的肢距:二、三級抗震等級≤200 mm，四級抗震等級≤250 mm。此外，每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向均有箍筋或拉筋約束。

8)當柱的縱向受力鋼筋采用綁扎搭接接頭時，搭接長度范圍內箍筋直徑不應小于搭接鋼筋較大直徑的25%，箍筋間距不應小于搭接鋼筋較小直徑的5倍，且不應＞100 mm。

3.3 異形柱與框架梁節點構造措施

1)框架柱的縱向鋼筋，應貫穿中間層的中間節點和端節點，且接頭不應設置在節點核心區內。

2)框架頂層柱的縱向受力鋼筋應錨固在柱頂、梁、板內，錨固長度應由梁底算起，頂層端節點柱內側的縱向鋼筋和頂層中間節點處的柱縱向鋼筋均應伸至柱頂。

3)當框架梁的截面寬度與異形柱柱肢截面厚度相等或梁截面寬度每側凸出柱邊＜50 mm時，在梁四角上的縱向受力鋼筋應在離柱邊不＜800 mm且滿足坡度不大于1/25的條件下，向本柱肢縱向受力鋼筋的內側彎折錨入梁柱節點核心區。

4)框架中間層端節點，框架梁上部和下部縱向鋼筋可采用直線方式錨入端節點，錨固長度除非抗震設計不應＜la，抗震設計不應＜laE外，尚應伸至柱外側。框架頂層端節點，梁上部縱向鋼筋應伸至柱外側并向下彎折到梁底標高，梁下部縱向鋼筋應伸至柱外側并向上彎折。

5)兩側高度相等的梁，上部及下部縱向鋼筋各排宜分別采用相同直徑，并均應貫穿中間層中間節點;若兩側梁的下部鋼筋根數不相同時，差額鋼筋伸入中間節點的總長度，非抗震設計時不應小于la;抗震設計時不應＜laE，且伸過柱肢中心線不應＜5d(d為縱向受力鋼筋直徑);

6)兩側高度不相等的梁，上部縱向鋼筋應貫穿中間節點，下部縱向鋼筋伸人中間層中間節點的總長度，非抗震設計時不應＜la，抗震設計時不應＜laE。

7)節點核心區應設置水平箍筋。水平箍筋的配置應滿足節點核心區受剪承載力的要求，并應符合節點核心區箍筋的最小直徑、最大間距的規定。

4 異形柱結構的施工規定

1)異形柱結構的施工應符合現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB 50204)的要求，并應與設計單位配合，針對異形柱結構的特點，制訂專門的施工技術方案并嚴格執行。

2)異形柱結構的模板及其支架應根據工程結構的形式、荷載大小、地基土類別、施工設備和材料供應等條件進行專門設計。模板及其支架應具有足夠的承載力、剛度和穩定性，應能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側壓力和施工荷載。

3.異形柱結構的縱向受力鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應＜1.25;屈服強度實測值與標準值的比值不應＞1.3。

4)當鋼筋的品種、級別或規格需作變更時，應辦理設計變更文件。

5)異形柱框架的受力鋼筋采用焊接或機械連接時，接頭的類型及質量應符合設計要求及現行行業標準《鋼筋焊接及驗收規程》(JGJ 18)、《鋼筋機械連接通用技術規程》(JGJ 107)的有關規定。施工單位應具有相應的資質，操作人員應通過考核并持有相應的操作證件。

6)異形柱混凝土的粗骨料宜采用碎石，最大粒徑≤31.5 mm，并應符合現行行業標準《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及試驗方法》(JGJ 53)的有關規定。

7)每個樓層的異形柱混凝土應連續澆筑、分層振搗，且不得在柱凈高范圍內留置施工縫。框架節點核心區的混凝土應采用相交構件混凝土強度等級的最高值，并應振搗密實。

8)冬期施工應符合現行行業標準《建筑工程冬期施工規程》(JGJ 104)和施工技術方案的規定。

9)異形柱肢體及節點核心區內不得預留或埋設水、電、燃氣管道和線纜;安裝水、電、燃氣管道和線纜時，不應削弱柱截面。

5 結語

盡管異形柱結構在國內部分地區已應用好多年，但行業級標準是直到2006年才頒布執行，此前只有天津等地的一些地方標準。因此目前無論是施工管理上還是監理監督上都需要加以重視。

異形柱結構具有廣闊的應用前景，但其受力性能具有自己的獨特性，目前仍需要進一步研究以完善設計理論，完善施工技術。

［1］曹祖同，陳云霞，等.鋼筋混凝土異形柱框架節點強度的研究［J］. 建筑結構，1999(1).

［2］李建輝.論述異形柱輕型框架的設計［J］.福建建筑高等專科學校學報，2000，2(2):399 －402.