異型柱與現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在住宅工程中的設(shè)計

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簡介： 異型柱與現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的結(jié)合在住宅工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中對異型柱的選擇、布置、構(gòu)造要求、強度驗算進行了要點說明，按照梁板結(jié)構(gòu)理論或等效框架梁結(jié)構(gòu)理論進行現(xiàn)澆混凝土樓蓋設(shè)計，必要的抗震、剪力墻、內(nèi)外墻體設(shè)計要點。
關(guān)鍵字：異型柱 等效框架梁法 暗梁 扁梁 邊梁

1.名詞解釋

1.1異型柱

除了矩形和圓形柱子外的各種截面形狀柱子全部稱為異型柱，在異型柱與現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)體系住宅工程上使用如下的幾種異型柱，截面形狀請見圖一所示有十字柱、角柱、丁字柱、扁柱之分。

1.2現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋

在現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的內(nèi)部，上下鋼筋之間設(shè)置截面形狀有圓形、橢圓形、方形等空心管的鋼筋混凝土樓板稱為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，這種樓蓋可降低樓蓋重量的30~45%，因為樓板的重量降低相應的鋼筋用量也降低。

樓蓋的厚度：

H=空心管上面混凝土厚度＞40㎜+空心管的高度D+空心管下面混凝土厚度》40＞；

當樓蓋的跨度大于8000㎜時空心管上面混凝土厚度＞50㎜；

當樓蓋的跨度大于10000㎜時空心管上面混凝土厚度＞65㎜；

1.3暗梁

    梁的高度與樓板的厚度相同，梁的寬度大于梁的高度稱為暗梁，梁的寬度在600~1200㎜之間，當按照等效框架梁法進行設(shè)計并且跨度小于9000㎜時可以不用設(shè)置暗梁。

1.3扁梁

梁的高度大于樓板的厚度，但梁的高度小于樓蓋厚度的兩倍，同時梁的寬度大于梁的高度稱為扁梁。當樓蓋的跨度大于9M，活荷載大于6KN/㎡應當設(shè)置扁梁。

1.4邊梁

    外邊梁是指建筑物外周邊的梁，該梁除了承受樓蓋的荷載外同時承受維護結(jié)構(gòu)、風力、外懸構(gòu)件的荷載。

內(nèi)邊梁是指建筑物內(nèi)部墻體和樓板的荷載，一般該梁在樓梯間處，一邊是樓梯間一邊是樓板，該梁對室內(nèi)棚上面為任何影響。

1.5空心管

在《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS175：2004中稱為內(nèi)模。

截面形狀有圓形、橢圓形、方形等，并且在管兩端封閉行成一個密閉的空心管，每根空心管的長度小于2M，空心管是用早強水泥、纖維、外加劑、填料等材料在一定的模具復合而成，空心管的高度或直徑小于樓板厚度應當滿足D≤H-80㎜要求。

2. 異型柱的設(shè)計

2.1異型柱的選擇

如圖二所示為異型柱在住宅工程結(jié)構(gòu)平面上的布置，凡是有丁字或十字的墻體部位應當設(shè)計為十字柱或丁字柱，墻體轉(zhuǎn)彎處應當設(shè)置為角柱，凡是直墻體處應當設(shè)置扁柱，具有獨立并且不與任何墻體連接的柱子應當設(shè)計為矩形或圓形柱子，異型柱的布置原則是使樓蓋分格區(qū)間大小均勻，各方向的跨度應當相差的尺寸要小一些，如果相差的比較大那么根據(jù)《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程》的高跨比規(guī)定樓蓋就會出現(xiàn)高度差，影響用戶的使用。

2.2異型柱的結(jié)構(gòu)計算

在圖三所示異型柱截面示意圖上標注的柱翼寬度B最小尺寸200㎜，當內(nèi)墻體的厚度大于200㎜的情況下柱翼寬度B應當與墻體的厚度一致，圖中標注的柱翼尺寸應當在B≤A、C、D、E、F、G、H、L、M≤5B之間進行確定。

異型柱的承載能力的計算程序如下：

（1）截面剛度計算；

（2）荷載計算；

（3）軸心受壓還是偏心受壓結(jié)構(gòu)柱子的確定；

（4）承載能力驗算；

2.3異型柱內(nèi)的配筋構(gòu)造要求

異型柱內(nèi)的S型鋼筋按照如下要求設(shè)置：

（1）柱翼的尺寸在300~400㎜設(shè)置一個；

（2）柱翼的尺寸每大于200㎜增加一個；

（3）高度方向應當隨箍筋；

3. 異型柱板結(jié)構(gòu)體系下的現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的設(shè)計

3.1按照梁板結(jié)構(gòu)理論進行設(shè)計

梁板柱結(jié)構(gòu)布置請詳見圖二，具體要求如下：

（1）暗梁的高度與樓板厚度相同；

（2） 暗梁的寬度的確定：當樓板跨度在6000㎜以內(nèi)a=600㎜；當樓板跨度在6000~7500㎜時a=800㎜；當樓板跨度在7500㎜以上時a≥1000㎜；

（3）梁的結(jié)構(gòu)計算按照連續(xù)梁的要求進行計算，全部的支坐按照簡支進行計算；

（4）現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的設(shè)計是按照每一個分取區(qū)間的樓板尺寸和單雙向板計算要求進行，內(nèi)外邊梁的支坐應當按照簡支進行計算，每一分塊的樓板與樓板共同作用在暗梁時其支坐按照固定支坐進行計算。

（5）內(nèi)外邊梁的設(shè)計應當按照框架結(jié)構(gòu)進行計算；

3.2按照等效框架梁結(jié)構(gòu)理論進行設(shè)計

板柱結(jié)構(gòu)布置具體要求如下：

按照等效框架梁結(jié)構(gòu)理論進行設(shè)計現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，具體要求如下：

（1）首先要根據(jù)樓蓋的軸線尺寸和柱子的布置情況進行板帶的劃分，確定柱上板帶和跨中板帶的寬度，每一跨兩側(cè)柱上板帶的是跨度的1/4，柱上板帶計算寬度是柱子兩側(cè)的柱上板帶寬度之合?？缰邪鍘У挠嬎銓挾仁窃摽缍鹊?/2；

（2）結(jié)構(gòu)計算時全部的支坐按照簡支進行計算；

（3）內(nèi)外邊梁的設(shè)計應當按照框架結(jié)構(gòu)進行計算；

（4）陽臺或雨篷板與現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋共同按照等代框架梁法連續(xù)進行計算；

（5）靠內(nèi)外邊梁的柱上板帶配鋼筋按照跨中板帶設(shè)置；

（6）有內(nèi)外邊梁的柱子不用進行抗沖切驗算，獨立支撐現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的柱子必須進行抗沖切驗算，對于異型柱的抗沖切驗算的抗沖面是柱翼外角的連線所形成的沖切面，抗沖切驗算的配筋設(shè)計如圖四中所示扁柱的柱頭樓板內(nèi)抗沖切配筋的寬度a ≥3B（B為異型柱柱翼的寬度），內(nèi)配筋要求應當按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2002中的第10.1.10條的規(guī)定進行設(shè)計。

（7）現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的結(jié)構(gòu)計算后的配筋結(jié)果應當按照《冷軋扭鋼筋混凝土構(gòu)件技術(shù)規(guī)程》JGJ 115-97中的規(guī)定代換為冷軋扭鋼筋，降低建筑物鋼材的消耗量。

5. 異型柱板結(jié)構(gòu)體系下的抗剪、抗震設(shè)計

除了各地區(qū)根據(jù)自己地區(qū)要求進行抗震要求進行抗震設(shè)計外，必須在異型柱現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)體系下設(shè)置抗震剪力墻體，抗震剪力墻體設(shè)計的位子一是樓梯間及與樓梯間有關(guān)聯(lián)的分戶墻體，二是單元墻體為抗震剪力墻體，每一個單元必須設(shè)置一道剪力墻，抗震剪力墻體的結(jié)構(gòu)計算應當按照相應的規(guī)范規(guī)則要求進行設(shè)計。

6. 異型柱板結(jié)構(gòu)體系下的維護墻體和內(nèi)墻體設(shè)計

6.1 維護墻體的設(shè)計

建筑物的維護墻體材料首先要選擇陶粒砌塊，在柱子上必須設(shè)置拉接鋼筋，高度方向按照每兩層陶粒砌塊預埋2d6.5，拉接鋼筋長度是陶粒砌塊長度的2倍，陶粒砌塊與柱子的表面必須用200㎜寬度焊接鋼絲網(wǎng)用水泥釘固定覆蓋在縫隙處。

6.2 內(nèi)墻體的設(shè)計

內(nèi)墻體與柱子的關(guān)系不用設(shè)置拉接鋼筋，只是在陶粒砌塊砌筑完畢后在墻體兩側(cè)縫隙處安裝200㎜寬度焊接鋼絲網(wǎng)并用水泥釘固定。內(nèi)墻體除了采用陶粒砌塊外還可以采用新型墻體材料或輕質(zhì)隔音墻板。