04、叠合柱的构造
通常情况下,框架梁采用钢筋混凝土梁,框架柱也采用钢筋混凝土时,构造最简单。
框架柱选用型钢混凝土、钢管混凝土、叠合柱时,构造都不简单。
有些业主或施工单位怕麻烦,所以不愿设计单位选择承载力更高的柱截面形式,而宁愿加大配筋。但如果对建筑面积使用率的追求压倒一切,叠合柱是一个不错的选择。
接下来,我们讨论一下叠合柱的梁柱连接节点。
1)钢筋混凝土梁与钢管混凝土叠合柱的连接构造
该种构造,比较常用的做法有两种,一种是钢管贯通,钢筋混凝土环梁与混凝土梁连接;另一种是梁纵筋贯穿钢管节点。
环梁三维节点
采用环梁的主要问题是:环梁位置的钢筋比较密集,尤其当梁端弯矩较大时,框架梁钢筋插入和混凝土浇筑都比较困难,严重影响浇筑质量和工期。
环梁施工照片
即使采用穿管连接,也应尽量减小穿管。比如可将梁做宽,或梁端水平加腋,以便更多的钢筋从钢管两侧绕过。
梁柱节点梁纵筋布置示意图(梁端水平加腋)
梁纵筋穿钢管剖面示意图
穿管连接需要注意的问题是:多条混凝土梁斜交在柱节点时,钢筋汇聚到钢管内,导致管内混凝土浇筑困难。此时,可采用设置钢外环箍来解决。
2)钢梁与钢管混凝土叠合柱的连接构造
叠合柱与钢梁连接时如何处理呢?这和型钢混凝柱与钢梁连接情况类似,最主要的问题是解决柱纵筋穿钢梁翼缘板。
首先,尽量将钢梁翼缘宽度控制在300mm,此时,在钢梁翼缘宽度范围内只有一根柱纵筋通过。通过调整纵筋排布,使这根纵筋正对钢梁腹板。
正对腹板的柱纵筋在遇到钢梁时截断,然后通过钢筋连接器或构造连接板分别连接于钢梁的上下翼缘 ,于是钢筋由于被截断而断开的传力路径通过钢梁腹板又有效地连接了起来。
05、叠合柱的未来
相比其他几种常用的柱截面形式,我们对叠合柱的认识和研究相对较浅,从征求意见稿规范条文,也多少能看到这一点。
但叠合柱并非新生事物,深圳诺德金融中心大厦、深圳卓越皇岗世纪中心、深圳华润前海中心均采用了叠合柱方案。
目前,我看到或正在做的一些设计项目,也逐步采用了叠合柱。未来,叠合柱的使用频率可能会逐步提高,尤其结合装配式建筑,叠合柱也许有更大的发展空间。
但这都不是最主要的。
以结构工程师的眼光来看,在提供承载力的时候,钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱基本算是硬抗,而钢管混凝土柱和叠合柱却是在借势,叠合柱将这种势能发挥得更加充分。
从防火防腐这个角度来说,将钢管裸露在外的钢管混凝土柱则有些逆势。
孙子兵法中讲到“求之于势,不责于人”,顺势而为,是为人处世的大智慧。
精妙的结构,都是懂得借势的结构。唯有借势,才有四两拨千斤般地惊叹,才有建筑与结构的和谐一统。
在柱截面形式中,叠合柱可堪称借势的典范。正因为借势,其单位承载力的造价也基本最低。
这就是为何,在琢磨了各个柱截面形式之后,我认为,叠合柱才是我心目中的真英雄。
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