楊富山

(黑龍江省第一建筑工程公司，哈爾濱150001)

異形柱結(jié)構(gòu)是我國大力推行住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化而發(fā)展起來的新型住宅結(jié)構(gòu)體系，已被列為當前住宅建設中五種主要結(jié)構(gòu)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(gòu)件的框架結(jié)構(gòu)或框架－剪力墻結(jié)構(gòu)稱為異形柱結(jié)構(gòu)。本文僅對異形柱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施與施工技術(shù)要求作一簡要介紹。

1 異形柱結(jié)構(gòu)的特點及優(yōu)越性

異形柱是一種新型的結(jié)構(gòu)體系，它的發(fā)展和成長走的是科技自主創(chuàng)新的道路。在住宅建筑工程的實際應用中，它所體現(xiàn)出的獨特優(yōu)越性使其得以快速發(fā)展。具體表現(xiàn)在可以根據(jù)建筑設計對建筑功能及建筑布置的要求，在結(jié)構(gòu)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(xié)調(diào)一致，形成“隱式框架”，避免框架柱及框架梁在屋內(nèi)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(chǎn)開發(fā)商的歡迎。

2 異形柱結(jié)構(gòu)體系的應用現(xiàn)狀

混凝土異形柱結(jié)構(gòu)體系自身的優(yōu)越性明顯，近年來在我國各地均得到了廣泛的應用。該結(jié)構(gòu)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(guī)則的宿舍建筑。

隨著異形柱結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)逐漸成為我國建筑結(jié)構(gòu)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(shù)提出了較高的要求。

3 異形柱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施

3.1 基本構(gòu)造要求

異形柱混凝土結(jié)構(gòu)在符合現(xiàn)行國家標準規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)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(jié)點的混凝土強度等級不應低于C25，且不應高于C50。

2)構(gòu)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(gòu)件受力較小處。在層高范圍內(nèi)柱的每根縱向受力鋼筋接頭數(shù)不應超過一個。

3.2 異形柱構(gòu)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(nèi)，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(nèi)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(gòu)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(shù)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(nèi)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(qū)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(nèi)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(jié)點構(gòu)造措施

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

2)框架頂層柱的縱向受力鋼筋應錨固在柱頂、梁、板內(nèi)，錨固長度應由梁底算起，頂層端節(jié)點柱內(nèi)側(cè)的縱向鋼筋和頂層中間節(jié)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(cè)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(nèi)側(cè)彎折錨入梁柱節(jié)點核心區(qū)。

4)框架中間層端節(jié)點，框架梁上部和下部縱向鋼筋可采用直線方式錨入端節(jié)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(cè)。框架頂層端節(jié)點，梁上部縱向鋼筋應伸至柱外側(cè)并向下彎折到梁底標高，梁下部縱向鋼筋應伸至柱外側(cè)并向上彎折。

5)兩側(cè)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(jié)點;若兩側(cè)梁的下部鋼筋根數(shù)不相同時，差額鋼筋伸入中間節(jié)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(cè)高度不相等的梁，上部縱向鋼筋應貫穿中間節(jié)點，下部縱向鋼筋伸人中間層中間節(jié)點的總長度，非抗震設計時不應＜la，抗震設計時不應＜laE。

7)節(jié)點核心區(qū)應設置水平箍筋。水平箍筋的配置應滿足節(jié)點核心區(qū)受剪承載力的要求，并應符合節(jié)點核心區(qū)箍筋的最小直徑、最大間距的規(guī)定。

4 異形柱結(jié)構(gòu)的施工規(guī)定

1)異形柱結(jié)構(gòu)的施工應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB 50204)的要求，并應與設計單位配合，針對異形柱結(jié)構(gòu)的特點，制訂專門的施工技術(shù)方案并嚴格執(zhí)行。

2)異形柱結(jié)構(gòu)的模板及其支架應根據(jù)工程結(jié)構(gòu)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(wěn)定性，應能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力和施工荷載。

3.異形柱結(jié)構(gòu)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(guī)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(zhì)量應符合設計要求及現(xiàn)行行業(yè)標準《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》(JGJ 18)、《鋼筋機械連接通用技術(shù)規(guī)程》(JGJ 107)的有關規(guī)定。施工單位應具有相應的資質(zhì)，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(xiàn)行行業(yè)標準《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及試驗方法》(JGJ 53)的有關規(guī)定。

7)每個樓層的異形柱混凝土應連續(xù)澆筑、分層振搗，且不得在柱凈高范圍內(nèi)留置施工縫。框架節(jié)點核心區(qū)的混凝土應采用相交構(gòu)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(xiàn)行行業(yè)標準《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ 104)和施工技術(shù)方案的規(guī)定。

9)異形柱肢體及節(jié)點核心區(qū)內(nèi)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(jié)語

盡管異形柱結(jié)構(gòu)在國內(nèi)部分地區(qū)已應用好多年，但行業(yè)級標準是直到2006年才頒布執(zhí)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(jiān)理監(jiān)督上都需要加以重視。

異形柱結(jié)構(gòu)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(shù)。

［1］曹祖同，陳云霞，等.鋼筋混凝土異形柱框架節(jié)點強度的研究［J］. 建筑結(jié)構(gòu)，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?？茖W校學報，2000，2(2):399 －402.