基于混凝土异形柱结构构造措施与施工技术要求

杨富山

(黑龙江省第一建筑工程公司，哈尔滨150001)

异形柱结构是我国大力推行住宅产业现代化而发展起来的新型住宅结构体系，已被列为当前住宅建设中五种主要结构体系之一。

所谓异形柱，就是异形截面柱的简称。是指截面几何形状为T形、L形、十字形，且截面各肢的肢高与肢厚比≤4的柱。而采用异形柱代替一般框架柱作为竖向支撑构件的框架结构或框架－剪力墙结构称为异形柱结构。本文仅对异形柱结构的构造措施与施工技术要求作一简要介绍。

1 异形柱结构的特点及优越性

异形柱是一种新型的结构体系，它的发展和成长走的是科技自主创新的道路。在住宅建筑工程的实际应用中，它所体现出的独特优越性使其得以快速发展。具体表现在可以根据建筑设计对建筑功能及建筑布置的要求，在结构的不同部位采取不同截面形状的异形柱，使异形柱的柱肢厚度及框架梁宽度与框架填充墙协调一致，形成“隐式框架”，避免框架柱及框架梁在屋内凸出而影响建筑观瞻及使用功能，同时为建筑设计的灵活性及有效利用建筑空间提供了有利条件，便于住户装修改造及家具摆放，从而广受住户及房产开发商的欢迎。

2 异形柱结构体系的应用现状

混凝土异形柱结构体系自身的优越性明显，近年来在我国各地均得到了广泛的应用。该结构体系主要应用于多层、小高层的住宅建筑及低层的别墅建筑，同时也逐渐扩展到应用于平面及竖向较为规则的宿舍建筑。

随着异形柱结构在我国各地住宅建设等实际工程中应用越来越广泛，异形柱结构逐渐成为我国建筑结构领域备受关注的热门课题，同时也对相关的设计工作及施工技术提出了较高的要求。

3 异形柱结构的构造措施

3.1 基本构造要求

异形柱混凝土结构在符合现行国家标准规范《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002)的基础上，还应注意以下几点:

1)异形柱、梁、剪力墙、和节点的混凝土强度等级不应低于C25，且不应高于C50。

2)构件的纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB335级钢筋，箍筋宜采用HRB400、HRB335、HPB235级钢筋。

3)非抗震设计时框架梁截面高度不宜＜350 mm，抗震设计时框架梁截面高度不宜＜400 mm。梁的净跨与截面高度的比值不宜＜4。梁的截面宽度不宜小于截面高度的1/4，且不宜＜200 mm。

4)异形柱截面的肢厚不应 ＜200 mm，肢高不应＜500 mm。

5)异形柱、梁的纵向受力钢筋的连接接头可采用焊接、机械连接或绑扎搭接。接头位置宜设在构件受力较小处。在层高范围内柱的每根纵向受力钢筋接头数不应超过一个。

3.2 异形柱构造措施

1)异形柱的剪跨比宜＞2，按抗震设计时不应＜1.5。

2)在同一截面内，异形柱的纵向受力钢筋宜采用相同直径，其直径不应＜14 mm，且不应＞25 mm;内折角处应设置纵向受力钢筋;

3)纵向钢筋间距:二、三级抗震等级≤200 mm;四级≤250 mm;非抗震设计≤300 mm。当纵向受力钢筋的间距不能满足上述要求时，应设置纵向构造钢筋，其直径不应＜12 mm，并应设置拉筋，拉筋间距应与箍筋间距相同。

4)异形柱纵向受力钢筋之间的净距不应＜50 mm。柱肢厚度为200～250 mm时，纵向受力钢筋每排不应多于3根;根数较多时，可分2排设置。

5)异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率，非抗震设计时不应＞4%;抗震设计时不应＞3%。

6)异形柱应采用复合箍筋，严禁采用有内折角的箍筋。箍筋应做成封闭式，其末端应做成135°的弯钩。当采用拉筋形成复合箍时，拉筋应紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

7)异形柱箍筋加密区箍筋的肢距:二、三级抗震等级≤200 mm，四级抗震等级≤250 mm。此外，每隔一根纵向钢筋宜在两个方向均有箍筋或拉筋约束。

8)当柱的纵向受力钢筋采用绑扎搭接接头时，搭接长度范围内箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的25%，箍筋间距不应小于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应＞100 mm。

3.3 异形柱与框架梁节点构造措施

1)框架柱的纵向钢筋，应贯穿中间层的中间节点和端节点，且接头不应设置在节点核心区内。

2)框架顶层柱的纵向受力钢筋应锚固在柱顶、梁、板内，锚固长度应由梁底算起，顶层端节点柱内侧的纵向钢筋和顶层中间节点处的柱纵向钢筋均应伸至柱顶。

3)当框架梁的截面宽度与异形柱柱肢截面厚度相等或梁截面宽度每侧凸出柱边＜50 mm时，在梁四角上的纵向受力钢筋应在离柱边不＜800 mm且满足坡度不大于1/25的条件下，向本柱肢纵向受力钢筋的内侧弯折锚入梁柱节点核心区。

4)框架中间层端节点，框架梁上部和下部纵向钢筋可采用直线方式锚入端节点，锚固长度除非抗震设计不应＜la，抗震设计不应＜laE外，尚应伸至柱外侧。框架顶层端节点，梁上部纵向钢筋应伸至柱外侧并向下弯折到梁底标高，梁下部纵向钢筋应伸至柱外侧并向上弯折。

5)两侧高度相等的梁，上部及下部纵向钢筋各排宜分别采用相同直径，并均应贯穿中间层中间节点;若两侧梁的下部钢筋根数不相同时，差额钢筋伸入中间节点的总长度，非抗震设计时不应小于la;抗震设计时不应＜laE，且伸过柱肢中心线不应＜5d(d为纵向受力钢筋直径);

6)两侧高度不相等的梁，上部纵向钢筋应贯穿中间节点，下部纵向钢筋伸人中间层中间节点的总长度，非抗震设计时不应＜la，抗震设计时不应＜laE。

7)节点核心区应设置水平箍筋。水平箍筋的配置应满足节点核心区受剪承载力的要求，并应符合节点核心区箍筋的最小直径、最大间距的规定。

4 异形柱结构的施工规定

1)异形柱结构的施工应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204)的要求，并应与设计单位配合，针对异形柱结构的特点，制订专门的施工技术方案并严格执行。

2)异形柱结构的模板及其支架应根据工程结构的形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行专门设计。模板及其支架应具有足够的承载力、刚度和稳定性，应能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力和施工荷载。

3.异形柱结构的纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应＜1.25;屈服强度实测值与标准值的比值不应＞1.3。

4)当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更文件。

5)异形柱框架的受力钢筋采用焊接或机械连接时，接头的类型及质量应符合设计要求及现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ 18)、《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ 107)的有关规定。施工单位应具有相应的资质，操作人员应通过考核并持有相应的操作证件。

6)异形柱混凝土的粗骨料宜采用碎石，最大粒径≤31.5 mm，并应符合现行行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及试验方法》(JGJ 53)的有关规定。

7)每个楼层的异形柱混凝土应连续浇筑、分层振捣，且不得在柱净高范围内留置施工缝。框架节点核心区的混凝土应采用相交构件混凝土强度等级的最高值，并应振捣密实。

8)冬期施工应符合现行行业标准《建筑工程冬期施工规程》(JGJ 104)和施工技术方案的规定。

9)异形柱肢体及节点核心区内不得预留或埋设水、电、燃气管道和线缆;安装水、电、燃气管道和线缆时，不应削弱柱截面。

5 结语

尽管异形柱结构在国内部分地区已应用好多年，但行业级标准是直到2006年才颁布执行，此前只有天津等地的一些地方标准。因此目前无论是施工管理上还是监理监督上都需要加以重视。

异形柱结构具有广阔的应用前景，但其受力性能具有自己的独特性，目前仍需要进一步研究以完善设计理论，完善施工技术。

［1］曹祖同，陈云霞，等.钢筋混凝土异形柱框架节点强度的研究［J］. 建筑结构，1999(1).

［2］李建辉.论述异形柱轻型框架的设计［J］.福建建筑高等专科学校学报，2000，2(2):399 －402.