斜柱结构

斜柱结构（通用4篇）

斜柱结构 篇1

0 引言

随着科技的进步，现代建筑造型多样化、异型化，建筑结构形式越来越复杂，许多建筑沿立面倾斜，自2005年起大量斜柱涌现。它的出现一定程度上满足了设计师对造型新颖和功能多样的要求。

斜柱结构可在柱间直接完成转换，传力途径直接，技术经济指标好;可完成高位转换，以节约空间，增大了使用面积，美化了立面效果;能有效地提高设计效率，加快工程施工进度，从而降低工程造价，具有广阔的发展前景。因此，斜柱具有极高的实际应用价值。

在斜柱研究方面，主要运用以下方法:利用Auto CAD软件对梁柱节点进行深化设计;用“力法变形法”“附加链杆法”或“带斜柱两跨多层简式框架的形变迭代解法”进行内力计算;采用PKPM及其程序SATWE、大型通用有限元分析软件ANSYS和SAP、三维有限元分析软件ETABS进行结构分析;大震变形运用中国建筑研究院的PUSH&EPDA软件中的静力推覆分析(Pushover)方法。

目前，针对斜柱结构抗震研究工作较少，现行规范中尚无斜柱斜框架结构的配套规定，然而已经有了一些工程实例可供参考，如加蓬共和国参议院大厦、深圳2000大厦、苏州凯悦酒店等。

在历次发生的大地震中，框架结构梁柱节点是结构抗震的一个薄弱环节，它的破坏是引起建筑物破坏的主要原因之一。在早期的钢筋混凝土结构中，框架节点的地震破坏记录及研究较少，设计上也没有详细规定。

综上所述，简要介绍斜柱、斜柱节点及抗震性能，概述国内外研究现状，可为广大高层建筑斜柱结构设计人员和国家相关规范的制定提供参考。

1 国内外研究概况

斜柱结构分析研究是高层复杂建筑抗震的重要环节，无数学者在理论研究、数值模拟研究、实体模型研究等方面进行了大量的研究工作，也取得了较多成果。我国同济大学、重庆大学、清华大学、北京科技大学、武汉建筑设计院、四川省建筑科学研究院等许多院校和科研单位都做出了行之有效的研究工作。

1.1 理论研究

理论研究是基于前人得出的各种理论进行的研究。建筑结构领域的基本理论研究包括结构可靠度、混凝土结构基本理论、组合结构三方面;混凝土结构基本理论方面的研究工作包括对结构材料的研究，主要对钢材与混凝土的基本性能，对构件的基本受力及复合受力的计算与设计方法等作系统的研究。

强心诚[1]通过多种方法校核并对比，提出“带斜柱两跨多层简式框架的形变迭代解法”，并举例证明该计算方法所得结果完全满足结构设计的需要。这一新的计算方法以节点转角为运算对象，如杆件两端相对变位，并能够自动除误。运用此方法来解决带有斜柱的两跨多层简式框架结构是可行的。

王家祥[2]研究了浙江省凯悦酒店，做了结构选型、结果调整和静动力分析，提出了斜柱斜框架等结构的静动力和结构地震振动分析理论。利用ETABS等有限元软件建立模型，并进行了反应谱分析和弹性时程地震反应分析等，通过改变梁柱截面尺寸，采用型钢混凝土结构，放大地震内力等，解决了该建筑斜柱斜框架结构受力不合理的问题。

1.2 数值模拟研究

数值模拟研究是运用ANSYS,SAP2000,PKPM中的SATWE等大型有限元分析软件，对研究对象建立模型、操作、设计，在静动力分析、线性以及非线性分析、反应谱分析等方面，可为研究者提供可靠的计算分析结果。

孙艳等人[3]通过对加蓬共和国参议院大厦的结构设计深入了解，谈到了结构方案及计算单元的确定，计算荷载的取值，结构计算与结构分析的方法，并介绍了钢筋混凝土大斜柱的处理方法，得出结论:援外工程结构的确定需因地制宜，在划分复杂建筑结构计算单元时应设置变形缝，并兼顾建筑物平面的设置及当地的条件等因素。在钢筋混凝土斜柱的设计时，合理确定斜柱的悬挑长度和倾角有利于结构的设计。

曹秀萍、马耀庭[4]分析了斜柱在深圳2000大厦高位转换中的应用，该大厦采用了斜柱转换方式，适当加强了转换层的楼盖结构，着重介绍了斜柱在转换层中的应用，斜柱转换通过TBSA(5.0版)和SATWE软件计算的结果分析和相关节点的设计及施工，说明了采用上下层梁板形成的桁架和斜柱转换是可行的。

傅学怡、江化冰等[5]针对国外某高层斜柱交叉节点设计研究，该建筑外部网筒由圆柱斜向交叉与环梁编织而成，经有限元分析，汇交节点应力状态复杂，阴角区存在明显的应力集中，通过弹性、弹塑性有限元分析，找出了应力集中的原因，进而有针对性地提出了采用钢板凳进行加强的措施，取得了较好的效果。同时也针对倾斜结构的受力、变形特点，进行专项施工模拟分析，保证结构施工安全。

周洲、华立冲等[6]运用SATWE和ETABS两种软件对黄浦体育中心办公楼斜柱结构做了内力和在中震情况下弹性分析，针对节点介绍了设计和加强措施。同时，提出了利用性能设计增强斜柱、楼盖梁等最重要构件的抗震性能，并运用中震弹性理论复核其内力。

李达，牟在根等[7]运用SATWE软件对局部异形柱的多层框架结构做了建模分析、结构计算，并针对其设计提出了在SATWE中，柱模型应采用柱法计算，墙法模型采用“剪力墙组合配筋程序”和“框架结构”“框剪结构”来进行设计和计算，计算时框架倾覆力矩控制在50%～75%。

1.3 实体模型研究

模型研究是在条件允许下，将模拟研究对象根据一定比例形成实体模型，并对模型进行构件性能测试、耐久性测试、混凝土无损测试、结构动力性能测试等，从而直接演示变化因素对实体的影响。

杨勇等人[8]对青岛万邦中心1号楼地上10层一个角柱由倒Y形空间斜柱转换结构承托的受力性能进行分析。重点通过实验，先分别对柱和斜撑结构进行加载，再同时加载并超过设计荷载，得到了转换节点处的刚度和强度在不同荷载下的数据，最后对数据进行整理分析，得出节点核心区受力满足要求，但支撑构件受力复杂，需加大截面尺寸来改善。

杨治林[9]通过分析框架结构震害形态，运用拟动力地震反应对填充墙和斜柱分析与试验，提出了在填充墙适当增设斜柱，尤其是在边角柱的填充墙对角方向，由此提高斜柱结构的抗震能力。

2 研究斜柱结构的方法及应该注意的问题

在研究斜柱结构时，目前主要采用中国建筑科学研究院的PKPM软件及其程序SATWE、大型通用有限元分析软件ANSYS和SAP2000、三维有限元分析软件ETABS等进行分析。在研究和分析的过程中，一般需要注意以下问题。

2.1 在理论研究中

1)对斜柱等复杂结构的研究，应运用“总纲计算方法”和“立体指点系”的模型，得到楼板在地震作用下的应力分布情况，分析整体和各构件在空间的反应，对整体则按弹性楼板假定来分析。2)软件设计时，因为对斜柱没有要求和构造措施，配筋计算和配筋只能以最初内力为依据。所以在配筋时应按高一级抗震等级配置，并按照《型钢混凝土组合结构技术规程》，将计算得到的型钢截面面积扩大至原来的1.5倍。

2.2 在数值模拟研究中

1)在ETABS中，针对不规则结构，若采用三维动力计算模型，应采用CQC法进行振型组合。2)为了保证斜柱结构的安全性，运用扭转耦联的振型分解反应谱法以及对三条时程曲线进行时程分析，以此作为多遇地震下的补充计算，同时还应运用其他软件对其分析比较。3)使用有限元软件分析时，为保证结果有效性，应使模型所受约束和实际受力情况相符。而在分析构件时，如果某一时刻的试验中的构件任一部分损坏，说明计算不收敛。也就是说，构件中最早发生明显损坏的部分所对应的荷载是有限元极限荷载的定义。4)因为没有将斜柱考虑进框架—剪力墙结构，现有的软件又将斜柱当成支撑，所以在总体信息里得到的框架所分担的地震倾覆力矩是不合理的。也就是说，斜柱所受的弯矩和剪力不能利用软件合理调整，所以，在放大2倍内力的同时，应重新设置地震剪力，并确保不小于当层2%的总地震力。

3 结论及建议

通过基于各种方法对斜柱结构的研究分析和大量资料显示，斜柱的运用在各类建筑环境中都是解决结构难题的有效办法。虽然国内外对此已进行了不少研究，也取得了很多的成果，但仍存在以下问题:

1)收缩和徐变会使斜柱的弧度增大，产生二次弯矩，设计中宜考虑二阶效应的影响。

2)斜柱若先外扩后内收，则在楼层处易产生水平力，楼板的设计中应考虑这种水平拉力。

3)斜柱具有抗弯压的作用，柱端的压力会引起柱中截面的弯矩效应，受力会因柱端截面与轴线的角度不同而有差别，设计分析时不能忽略。

4)利用ANSYS软件对框架结构中的斜柱进行有限元分析时，由于软件本身的缺陷，求解过程中难以收敛几乎是无法避免的。

5)在SATWE软件中，将斜柱按照斜杆处理，无法考虑刚域的影响，导致梁端弯矩等失真，特别是当斜柱的截面较大时。目前只能通过建直柱模型来间接近似模拟。同时，斜杆在进行内力调整时，无法考虑内力放大系数等，需采用其他软件进行斜柱的内力统计，并进行校核计算，如MIDAS软件。

6)结构的受力特征在一定程度上取决于斜柱的倾斜率，在斜角结构中，特别体现在对底层的内力、刚度及层间位移的影响;由于底部的轴力较大，对底部斜柱外倾的情况特别不利。

注:吕雪婷也参加了此次写作。

摘要：简要介绍了斜柱结构及其节点的特性,综述了国内外分析斜柱结构取得的研究进展,总结了研究斜柱结构的方法及应该注意的事项,并指出了目前研究的不足以及进一步需要解决的问题,以期指导相关设计工作。

关键词：斜柱,节点,抗震

参考文献

[1]强心诚.带斜柱两跨层简式框架的形变迭代解法[J].建井技术,1981(1):35-42.

[2]王家祥.斜柱斜框架结构静动力分析与研究[D].上海:同济大学,2008:3.

[3]孙艳,赵洪钟.加蓬共和国参议院大厦结构设计体会[J].工业建筑,2005(35):229-231.

[4]曹秀萍,马耀庭.斜柱在深圳2000大厦高位转换中的应用[J].建筑结构,2002,32(8):15-19.

[5]傅学怡,江化冰,孙璨.国外某高层斜柱交叉节点设计研究[J].建筑结构,2009,39(11):9-12.

[6]周洲,华立冲.黄浦体育中心办公楼斜柱结构计算分析[J].结构工程师,2006,22(1):27-33.

[7]李达,牟在根,孟胜国,等.局部柱肢斜交异形柱框架的设计[A].第19届全国结构工程技术会议论文集(第Ⅲ册)[C].2010:348-351.

[8]杨勇,陈彬磊,樊健生,等.青岛万邦中心倒Y形空间转换组合节点试验研究[J].建筑结构,2011,41(9):98,127-130.

[9]杨治林.高层框架结构填充墙中的抗震斜柱[J].工程力学,1999(8):702-706.

斜柱结构 篇2

近些年高层建筑发展迅速，对建筑功能的要求也日益扩大，很多建筑集餐饮、娱乐、商场、办公、公寓于一体，致使有的建筑上下楼层使用条件完全不同，布局各异，这就出现了因上下结构形式或柱网尺寸的不同而必须设置转换层的情况。框支剪力墙结构是一种广泛应用于底部大开间上部小开间的结构，由于整体结构上下构件不连续，转换层的上部荷载通过剪力墙传给转换梁，然后再传给下部的框支柱，荷载的传递路径发生的突然改变，使得转换层的设计显得尤为重要。目前在实际工程中广泛应用的有实腹梁转换、厚板转换、桁架转换等。实腹梁转换构件截面尺寸大、自重大，且易引起转换层上、下层刚度突变，对结构抗震不利;厚板转换受力复杂，传力路径不明确，结构受力不合理;桁架转换杆件节点构造复杂，施工繁琐[1]。近几年一些其它的转换形式也逐渐被广泛应用于实际工程中，例如:斜柱转换。本文通过一工程实例对斜柱转换和实腹梁转换的计算结果进行对比分析，斜柱转换的受力、变形特点，为斜柱转换的工程应用提供理论依据。

1部分框支剪力墙结构的设计要点

1.1转换层与其相邻上层结构的侧向刚度比

部分框支剪力墙结构的转换层及其以下部位为框架-剪力墙结构，转换层以上为剪力墙结构，由于转换层上下的竖向抗侧构件不连续，使得转换层上下的刚度发生突变，转换层易形成薄弱层。《高规》[2]对结构转换部位的侧向刚度比在3.5.2条的基础上又提出了新的要求，根据转换层所设位置的不同分别采用剪切刚度比和剪弯刚度比来确定转换层与其相邻上层结构的刚度比，转换层所处的位置越高，要求越严格。当转换层位于1、2层时，采用剪切刚度比，剪切刚度与楼层的竖向抗侧力构件(柱、剪力墙)有关，不受楼层地震剪力的影响;当转换层设置在2层以上时，采用楼层的侧向刚度比和楼层的剪弯刚度比控制转换层与其相邻上层的刚度比，目前国内的一些结构设计软件都可得到这三种刚度比。此处对刚度比的严格要求可以有效地防止转换层上下的刚度相差太大，避免层间构件的内力发生突变。

1.2结构的嵌固部位

对结构底部嵌固层，《高规》[2]要求其与相邻上层的侧向刚度比采用考虑层高修正后的比值，且不宜小于1.5。有地下室的高层建筑，当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下1层与首层侧向刚度比采用剪切刚度比，且不宜小于2，同时为了保证地下室顶板具有足够的平面内刚度，其厚度不宜小于180mm，且地下室必须为完整的地下室，新《抗规》中已取消了对地下室层数的要求。工程实例分析表明，地下室层数的准确确定对结构楼层的位移比会产生较大的影响。

1.3 0.2V0系数调整

在框架-剪力墙结构中，为了保证框架部分在地震作用时发挥其第二道防线的作用，框架部分承担的地震剪力不宜太小。但按结构的侧向刚度分配时，框架部分分得的剪力往往比较小，不能发挥其作为结构第二道防线的作用，因此当计算所得的框架部分的剪力太小时，需要对其按照结构底层总剪力的20%和1.5Vf,max(Vf,max为各层框架承担的地震总剪力中的最大值)中的较小值进行调整。部分框支剪力墙结构中，转换层的楼板在其平面内的刚度并不是无限大，相反会有很大的面内变形，从而导致框支柱的剪力增大，在落地的剪力墙开裂刚度下降后，框支柱的剪力也会增大。因此根据转换层的位置不同和框支柱数目的多少也应对框支柱的剪力进行调整。综上所述，对于框支剪力墙结构中的框支柱应同时考虑《高规》[2]8.1.4条和10.2.17条对框架部分地震剪力的调整。

2斜柱转换的工程应用

斜柱转换也称为斜撑转换，主要用于楼层上下柱网不一致，或需要梁托柱的结构中，一般主要应用于结构的局部转换。在这些结构中，由于上下柱子不连续，如采用梁托柱转换，竖向荷载传递不直接，转换梁的截面尺寸也需很大，影响了结构的使用功能。采用斜柱转换可以有效降低转换梁的截面尺寸，合理利用建筑空间，降低结构自重，避免转换层上下刚度发生突变，传力更直接。例如:沈阳华利广场[3]利用斜柱将上部柱子的荷载传给了核芯筒，传力更直接，同时大大减小了转换梁的截面尺寸，改善了其受力性能;福州香格里拉酒店主楼[1]利用“V”形斜柱转换将上部结构两排柱的荷载传给下部的一排柱，这种转换上、下层刚度几乎没有变化，竖向荷载传递更明确。鉴于斜柱转换的各种优势，斜柱转换也正在逐步应用于框支剪力墙结构中，但主要是针对短肢剪力墙[4]，需要研究斜柱—转换梁托剪力墙对结构整体受力、变形的影响，为工程应用打下理论基础。

3工程实例分析

3.1工程概况

本工程位于贵州省平坝县，为框支剪力墙高层住宅建筑。结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第一组，地震基本加速度为0.05 g，建筑场地类别为Ⅱ类，基本风压为0.3 k N/m2，地面粗糙度类别为B类。建筑总高度为98.35 m，地上共33层，地下为1层，作为停车场使用，地下室及地上1层带有裙房，地上1层为商铺，转换层位于地上第2层，其层高为4.2 m，作为设备层和仓库使用，3层及3层以上为剪力墙结构。转换层建筑平面见图1，建筑标准层平面见图2。

3.2斜柱在转换层的平面布置

本工程转换层层高为4.2 m，采用实腹梁转换时，转换梁的截面高度最高为2 200 mm，严重影响了结构的使用功能;同时由于转换层与其相邻上层刚度比差别很大，造成了楼层层间承载力在转换层处产生突变。为了解决以上问题，本工程考虑在不影响建筑原有使用功能的基础上，在结构的周边适量布置斜柱，以降低转换梁的高度，解决转换层上下刚度突变的问题。本工程在框支剪力墙的下部布置斜柱，斜柱的截面尺寸为450×450mm，斜柱一端与转换层中转换柱的柱脚连接，另一端与转换梁连接，转换层上部剪力墙的布置以及斜柱在转换层的布置详见图3～4。

3.3斜柱转换和实腹梁转换的结构性能对比分析

(1)结构的自振周期。

(单位:s)

由表1可知，斜柱转换和实腹梁转换的结构自振周期都满足《荷载规范》[5]T1=(0.05～0.10)n的要求，同时满足结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值不大于0.85的规定。上表中斜柱转换的自振周期略大于实腹梁转换的自振周期，这是因为为了使实腹梁转换的刚度比和承载力之比满足规范规定，加厚了其落地剪

(2)结构整体水平位移。如下图5～6分别为地震和风荷载作用下结构的水平位移，B表示实腹梁转换，C表示斜柱转换，X表示X方向的位移，Y表示Y方向的位移。从图中可知斜柱转换在地震作用和风荷载作用下与实腹梁的水平位移有一定的差别，在X方向斜柱转换的水平位移小于实腹梁转换的水平位移，Y方向斜柱转换的水平位移大于实腹梁转换的水平位移，由于结构整体X方向的刚度小于Y方向的刚度，因此结构整体水平位移X方向大于Y方向。

(3)转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比。

(单位:107kN/m)

由表2可知，斜柱转换和实腹梁转换的剪切刚度比在X、Y两个方向都满足不小于0.5的要求，转换层上层二者的结构布置和剪力墙的截面尺寸没有变化，因此二者的剪切刚度变化不大。斜柱转换结构中在转换层X、Y方向布置的斜柱显著提高了转换层的剪切刚度，使转换层上下的刚度比更易满足要求，同时可以在满足框支柱和落地剪力墙轴压比的情况下减小其截面尺寸。

(4)转换梁截面高度的降低。本工程在布置斜柱的位置降低了转换梁的截面尺寸，以取得更多建筑使用空间。如表3所示列出了斜柱转换和实腹梁转换的部分转换梁截面尺寸，从中可以看出在布置斜柱之后转换梁的截面尺寸明显减小。

(单位:mm×mm)

4结论

(1)斜柱转换在结构的周期和整体水平位移方面与实腹梁转换相差甚微，能取得与实腹梁转换相同的地震反应效果。

(2)斜柱转换能明显的改善转换层与其相邻上层结构的侧向刚度比，避免层间刚度突变，传力直接、明确，同时在竖向构件的轴压比满足要求的情况下可以适当的减小该竖向构件的截面尺寸。

(3)斜柱转换能降低转换梁的截面尺寸，取得更多的建筑使用空间。

摘要：本文从转换层与其相邻上层结构的侧向刚度比、结构的嵌固部位以及0.2V0系数调整这三个方面,总结了框支剪力墙结构设计时应注意的问题。介绍了斜柱转换在工程中的应用,并对一实际工程分别采用斜柱转换和实腹梁转换的计算结果进行对比分析。结果表明:斜柱转换能明显改善转换层与其相邻上层结构的侧向刚度比,降低转换梁的截面尺寸,节省建筑的使用空间。

关键词：框支剪力墙,斜柱转换,实腹梁转换,侧向刚度比

参考文献

[1]张维斌.钢筋混凝土带转换层结构设计释疑及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]李豪邦.高层建筑中结构转换层的新形式—斜柱转换[J].建筑结构学报,1997,18(2):41-45.

[4]陈绮.斜柱转换与梁式转换在益辉大厦中的对比研究[D].重庆:重庆大学,2004.

输电铁塔斜柱式基础施工技术探讨 篇3

斜柱式基础型式连接形式在输电铁塔的设计中占了较大比例, 尤其在500k V以下的输电线路工程中几乎都采用钢筋混凝土基础 (以下简称斜柱式基础) 浇制, 采用地脚螺栓与塔脚板连接的方式, 必须确保斜柱式基础的主柱钢筋、地脚螺栓下段的坡度 (倾斜度) 均要求与各种塔型的腿部主材坡度一致。由于各施工标段的施工方法不同, 不能形成统一的施工工艺标准, 造成各施工队的施工质量参差不齐, 其基础主柱的施工坡度达不到设计要求。通过某工程3个标段102基基斜柱式基础浇制的施工质量进行了现场调查了解, 发现优良率只达到94%, 造成斜柱式基础施工质量不达标的主要问题是由于地脚螺栓中心对主柱中心偏移及基础主柱坡度 (倾斜度) 偏差导致的。为达到公司“优品交付”、“争创优质工程”的质量要求, 通过分析、研究, 查找问题所在, 总结和提炼成功施工技术经验, 重点解决地脚螺栓中心对立柱中心偏移和基础主柱坡度的问题。

1 问题的提出

1.1 地脚螺栓固定模板加工是否不精确

施工中要求安装地脚螺栓前, 应先在坑口用钢管搭设支撑架 (考虑较重的地脚螺栓) , 再把地脚螺栓用其固定模板固定, 绑扎好箍筋放入坑内置于支撑架上, 然后利用支撑架将地脚螺栓提起到一定位置后再放入主柱钢模内, 但在实际施工过程中并未按此执行, 以致地脚螺栓间距不精确。

1.2 基础主柱坡度是否符合要求

在砼浇制前, 在所用立柱钢模及支撑过程中, 应根据不同塔型, 不同坡度、不同基础型式确定选用, 其次在支模过程中应用钢管, 双钩紧线器采取吊桶法支模, 最后, 再对主柱钢模进行校正, 可是经现场调查, 在施工中绝大部分施工技术人员由于工器具不完善及使用不当造成主柱倾斜度不达标。

1.3 在支模时立柱倾斜度是否未校正

在斜柱式基础施工中, 立柱钢模拼装合成后, 应将地脚螺用支撑架提起, 将立柱钢模校正固定后, 才能将地脚螺栓置于立柱中央在固定立柱钢模时应采用钢管, 1.50吨-3吨双钩紧线器并采用对每个腿的外角侧用二根双钩紧张器将立柱钢模吊起到坑口用的井字型钢管上, 以便调节立柱高低及坡度, 调正后应及时将其支撑牢固, 并用短钢管在立柱中间加强一道井字型腰箍, 在实际施工时, 只有一个施工队是按上述方法进行的, 其余的施工队未按此实施, 因此导致主柱坡度不达标。

1.4 立柱钢模、坡度及地脚螺栓偏移是否经过多次校正

基础立柱钢模的坡度地脚螺栓的校正, 按照一定的方法精确测量, 在砼浇制前和浇制中, 应随时进行测量控制, 经调查有20基在施工时只校正过一次, 并且未达标, 结合施工实际至少应进行三次以上校正才能满足要求。

2 问题的解决

针对以上提出的主要问题, 采取相应的对策措施进行逐一解决:

2.1 地脚螺栓固定模板加工不精

首先重新加工地脚螺栓固定模板, 确保所加工的模板符合塔型地脚螺栓规格及间距的尺寸以, 并适合所用基础型式, 地脚螺栓固定模板根据各种塔型及基础型式立柱断面尺寸分别采用40mm厚, 宽60-100mm, 长800-1400mm的木方进行加工, 并要求与不同的地脚螺栓规格、间距、立柱断面尺寸的尺寸保持一致。

另外, 在地脚螺栓固定模板上将地脚螺栓固定好后, 再在同组地脚螺栓间距间加撑小木方, 小木方的规格视地脚螺栓的规格及其间距而定, 这样可以使地脚螺栓固定更牢固, 不会受到振动后产生位移。

2.2 基础主柱坡度达不到优良率

通过改进支模方法, 采用吊桶法支模, 补充支模时所需工器具, 支模过程中, 根据不同塔型、不同基础型式选配钢模, 并采用钢管、双钩紧线器进行加强牢固, 且应留有可调节部分, 完善工器具的使用方法。

异型模板及普通模板确定后, 应将其表面涂土脱模剂后, 再进行合模, 合模时须用结实可靠的回形销进行连接, 并将四角用角模连接牢固。当立柱钢模合好并校正立柱钢模时, 应首先由测量人员用仪器认真检查扎筋支模前所打的基础控制桩的基础根开及对角线尺寸是否有误, 确认无误后, 再进行立柱钢模的校正,

同时应按立柱高度确定所需要加固钢管的位置, 施工要求每隔l米-1.5米应加固一道井字型钢管, 特别是大基础, 为避免立柱向内角倾斜, 影响立柱的坡度, 应采用1.5-3吨的双钩紧线器, 每个腿至少2根将立柱的外角侧自下而上连结, 使其斜柱有可调范围, 当基础立柱校正完后, 应用测量工具对其坡度进行检查, 经检查确定符合设计要求后, 方能进行砼浇制。

2.3 在支模时立柱倾斜度未校正

在钢模拼装合成后应及时对其操平、找正, 然后用双钩紧线器在立柱下方到上方进行外角侧处控制立柱的高低, 并保证立柱坡度达标, 同时在立柱中间加撑短钢管形成的井字架腰箍一道以防立柱在砼浇筑时爆肚。

2.4 基础立柱钢模坡度及地脚螺栓中心对立柱中心偏移未校正

首先对测量人员进行专门的技术交底, 尽量减少测量误差, 基础立柱及地脚螺栓校正好后, 规定在砼浇制过程中的测量控制部位为上、下、底盘各复测一次, 浇到立柱时每隔1米复测一次, 浇劲立柱顶面时必须全面复测, 每次复测过程, 应随时调整立柱坡度及地脚螺栓的位置, 砼初凝时再校核、检查, 调正主柱倾斜度及地脚螺栓间距及对角线基础根开及对角线尺寸, 基础立柱顶面间相对高差及地脚螺栓垂度, 以便消除砼收缩应力对地脚螺的影响, 同时还应对立柱断面尺寸进行校正, 确认立柱坡度正确、地脚螺栓在立柱正确位置后, 才能保证同组地脚螺栓中心对立柱中心偏移、立柱坡度得到有效控制。

3 结束语

通过施工技术的改进和操作规范的统一, 并对后续的基础施工质量进行全检, 其优良率达99%, 大大提高了斜柱式基础施工质量, 解决了斜柱式基础的主柱坡度与地脚螺栓中心对立柱中心的偏移尺寸控制不当, 砼浇制后容易造成组立塔时塔脚板与基础顶面连接不好, 主材坡度与立柱坡度不一致的问题, 彻底控制了立柱坡度和地脚螺栓中心偏移尺寸, 杜绝了返工现象。

摘要：斜柱式基础的主柱坡度与地脚螺栓中心对立柱中心的偏移尺寸控制不当, 砼浇制后容易造成组立塔时塔脚板与基础顶面连接不好, 造成主材坡度与立柱坡度不一致, 误差偏大, 甚至造成主材变形, 针对此类情况, 结合施工实际, 采取相应措施给予解决。

关键词：输电铁塔,斜柱式基础,坡度,施工工艺

参考文献

[1]《输电杆塔结构基础设计与线路施工技术机械设备应用手册》.吉林科学技术出版社.2005.7.

[2]《电力工程施工分部分项技术交底操作规范大全》.北京.当代中国音像出版社.2006.12.

现浇钢筋混凝土异形斜柱施工技术 篇4

图书大厦工程造型新颖、独特, 大楼为上大下小的倒锥椭圆体, 工程占地5.1万m2, 总建筑面积7.2万m2。大楼室外地面以上高度30.6m, 地上5层, 两个结构单元, 首层长轴方向135m, 短轴方向90m, 五层长轴方向156m, 短轴方向104m;大楼采用钢筋混凝土框架--剪力墙结构, 两侧单元采用工架结构, 大楼中厅两侧斜柱为钢骨混凝土框架柱。132根异形斜柱分为独立斜柱、等径斜交分支柱和从剪力墙根部分出的斜柱。一层周边设38根分支柱, 28根斜柱, 二屋以上设66根斜柱, 柱断面为圆形;1层层高6m, 2~5层层高5.4m, 柱直径为70cm和80cm, 外倾角自18.43°至25.63°等七种不同角度。

工程周边采用钢筋混凝土现浇外斜柱和分支柱, 现浇钢筋混凝土外斜柱在国内应用的实例少, 施工难度大。结合工程实际, 对现浇钢筋混凝土斜柱施工技术进行研讨和创新, 通过准确测量定位控制和模板体系设计及施工综合应用, 形成了外斜柱测量控制+定型钢模板支撑体系的综合施工技术, 为了保证斜柱施工质量、加快进度, 采用斜柱先施工, 后施工梁板的施工工艺, 操作简便、经济合理、方法可靠的施工技术。

二、测量控制

保障斜柱施工质量的关键因素在于确保斜柱倾斜度与轴线位置准确。

由于测量点量大复杂, 为提高测量精确度, 按施工图纸中注明的斜柱距轴线的距离作为控制依据, 施工现场利用经纬仪和全站仪 (RTS632B) 等实时监控。

斜柱是钢筋骨架, 在倾斜、自重下易出现变形、偏斜等现象, 造成模板支设困难。因此在钢筋绑扎过程中, 要实时监测轴线位置数据的变化, 及时通过花篮螺栓、钢丝绳对斜柱钢筋骨架进行调整和临时固定, 以保证钢筋骨架轴线位置和倾斜度准确。

在斜柱模板支设过程中, 通过花篮螺栓和钢丝绳及可调支托调整模板位置, 确保轴线位置准确。在斜柱混凝土浇筑过程中, 观察斜柱顶端下沉和模板变形情况, 发现异常, 立即停止浇筑并及时修正浇筑时荷载增加造成的构件轴线位置偏差。

三、斜柱钢筋绑扎

斜柱钢筋用量约210t。绑扎斜柱时首先根据放好的斜柱边线调整斜柱主筋根部位置, 然后用做好的斜柱角度模型调整每根斜柱主筋角度, 柱主筋调整完成后开始绑扎斜柱接头以下的柱箍筋。斜柱钢筋绑扎按图纸设计要求及有关规范进行施工, 在柱模支设固定前应根据倾角大小设置临时支撑。由于钢筋笼在倾斜、自重下易出现变形、偏斜现象, 故在钢筋绑扎时, 通过钢丝绳和花篮螺栓对钢筋笼的位置进行调整和临时固定。钢筋绑扎过程必须测量配合, 保证钢筋笼轴线位置和倾斜度准确, 防止偏斜造成模板支设困难。在绑扎柱箍筋时注意箍筋编号和斜柱的变化方式, 以免用错箍筋。

四、模板工程

1.斜柱模板及模板安装设置

斜柱模板体系的设计与制作是施工项目的难点重点。斜柱为倾斜悬挑结构, 分支柱为异型结构。针对分支柱为异型连体构件, 创新设计定型钢模板, 既能解决定型问题, 又解决了模板安装拆除难题。结合斜柱截面的圆形结构, 设计为钢制定型模板, 不但保证构件成型质量, 而且对斜柱倾斜悬挑构件的支撑体系确立了科学的设计方案。斜柱定型模板支撑体系为定型钢模板+可调支托+花篮螺栓钢丝绳+落地钢管脚手架的综合模板体系, 操作简便、安全度高。

2.定型钢模板设置原理

(1) 设置分支斜柱模板:依据相贯线原理, 以分支柱的两条相交的柱中心线形成的面为界, 每分支柱对称设计两片半圆定型钢制模板, 通过花篮螺栓实现两片对称模板的安拆, 两片模板之间的拼缝采用子母扣拼接方式, 减少拼缝漏浆。

面板规格采用5mm钢板, 法兰和筋规格采用80×8扁钢, 花篮螺栓M16x40, 设计成标准节形式, 两端设端板, 端板设卷边, 端板与面板之间采用16mm的连续角焊缝焊接, 筋与面板之间采用16mm的间断角焊缝焊接, 筋与筋之间采用16mm的连续角焊缝焊接。

(2) 设置圆柱模板:以圆柱轴线为界, 每柱对称设计两片半圆定型钢制模板, 通过花篮螺栓实现两片对称模板的安拆, 两片模板之间的拼缝采用子母扣拼接方式, 减少拼缝漏浆。

面板规格采用5mm钢板, 法兰和筋规格采用80×8扁钢, 花篮螺栓M16x40, 设计成标准节形式, 每节长3m, 节与节之间设端板, 端板设卷边, 端板与面板之间采用16mm的连续角焊缝焊接, 筋与面板之间采用16mm的间断角焊缝焊接, 筋与筋之间采用16mm的连续角焊缝焊接。

3.斜柱模板安装流程

大楼脚手架应随结构的倾斜搭设为全高、扣件式落地多排脚手架, 搭设高度最高处为31.5m。在斜柱模板支设过程中, 采用人工配合倒链安装, 按照模板编号将钢制模板预先拼装好, 通过花篮螺栓牢固, 槽钢肋组装并安装牢固, 拼接完成后进行层层吊线校正, 保证柱模板符合要求。

安装流程:

模板底部座砂浆→第一节非标钢模板安装→第二节钢模板安装→第三节钢模板安装→通过钢丝绳和顶托调整模板位置→位置准确后加固模板→模板检查验收→斜柱混凝土浇筑→拆除模板。

4.斜柱模板操作事项

(1) 定型钢制模板采用专业定制加工, 并派专人进厂指导, 按照国家《建筑施工模板安全技术规范》 (JGJ162-2008) 执行, 从材质、加工尺寸、精度和焊接质量等符合设计要求。

(2) 斜柱定型模板采取分层平放运输, 编号进场, 存放于现场的棚内, 或放置室内, 以防止钢制模板淋雨生锈。

(3) 进场后要按编号、规格分类整齐堆放, 作好标识, 安装施工中明确各工序间的成品保护责任, 不能随意乱扔乱放或撞碰等, 防止模板变形。

(4) 定型模板安装前涂刷脱模剂, 在保管期间, 应将模板与混凝土接触的表面涂上防锈油。

(5) 模板支撑架必须严格按照设计方案搭设, 连墙件、斜拉杆、剪刀撑按照设计图设置齐全。

(6) 斜柱钢制模板采用14mm螺栓连接, 并在横向肋的槽钢外侧拼接孔采用18mm螺栓连接, 柱模板校正完成后, 采用钢管加固。

(7) 针对斜柱模板根部出现跑浆“烂根”现象, 模板安装前, 检查斜柱根部支模范围内是否平整 (或派专人在混凝土收面时对柱根部找平) , 如不平整, 抹水泥砂浆找平, 并在混凝土浇筑前一天用水泥砂浆将模板周边封堵。

5.斜柱模板拆除

项目工程在施工工艺上先施工斜柱, 后施工梁板。对于斜柱而言, 由于斜度较大, 斜柱相当于悬挑构件, 部分斜柱无法自身形成稳定体系。故拆模时间应综合考虑其为倾斜的特点, 拆模时机必须照经设计验算后制定的标准执行, 防止过早拆除支撑造成斜柱和斜柱拉梁出现结构受损。待斜柱混凝土强度等级达到2.5Mpa满足拆模强度要求后, 经与设计单位沟通后确定拆模时间。

拆除时禁止死拉猛砸, 保护模板不会变形。先将各个拼装孔内的螺栓拆除, 再将斜柱模板拆除。模板拆除后立即打磨, 并涂刷脱模剂, 避免模板面锈蚀引起的外观质量问题。

五、混凝土工程

斜柱混凝土在沉实过程比一般垂直构件时间长, 所以对斜柱混凝土施工方式是先浇斜柱混凝土, 再浇梁混凝土。同时, 外斜柱采用定型钢模板, 实现了现浇混凝土的清水混凝土施工技术, 操作简便, 施工速度快, 拆模后混凝土构件无跑模、涨模、漏浆现象, 保证柱混凝土的外观质量。

混凝土浇筑工艺:混凝土浇筑通过塔吊和料斗入模, 分层浇筑和振捣, 由于框架柱是倾斜的, 振捣棒在自重作用下不易下至柱底部, 在混凝土浇筑时, 在柱中心插入一根直径为15cm的硬质波纹管下至柱底部, 并在波纹管表面开宽度为10cm的槽, 将振捣棒放在槽内。选用作用半径较大的7cm振捣棒, 浇筑混凝土前将振捣棒通过波纹管顺利下至柱底部, 振捣时保持振捣棒始终在胶管内, 同时胶管作为串筒, 向下输送座底砂浆和底部混凝土, 随混凝土面逐渐提高, 逐步提升波纹管和混凝土振捣棒, 保证混凝土分层振捣密实。

异形斜柱的特殊造型导致混凝土施工难点分析:

1.斜柱底部混凝土缺少砂浆。主要原因是由于斜柱箍筋较密, 在斜柱底面呈一斜面, 混凝土在向下输送过程中, 拌和物中的砂浆易被箍筋挂住, 造成斜柱底部混凝土缺少砂浆。

施工措施:严格控制混凝土拌和物的坍落度和扩展度, 现场在斜柱混凝土大面积施工前先浇筑了5根斜柱作为试验, 根据试验结果总结出混凝土拌和物坍落度在21~23cm, 扩展度在37~45cm间浇筑的斜柱外观质量是最好的。大面积施工时以此作为控制依据, 在每根斜柱浇筑前均检测坍落度和扩展度, 符合要求的混凝土才允许进行浇筑。

2.混凝土蜂窝、麻面。主要原因是斜柱振捣过程中, 混凝土中产生的气泡不易排出, 会积聚在顶面模板下, 造成顶面混凝土蜂窝, 麻面。

施工措施:在斜柱顶面模板上每间2m开通气槽。通气槽高度3cm, 宽度20cm, 内衬细钢丝网。在浇筑斜柱混凝土时, 设专人在顶面模板用5cm振捣棒轻振模板, 同时观察通气槽的气泡, 尽量使气泡从通气排出。此外, 为了保证施工安全和斜柱的质量, 制定了质量验收标准和安全措施, 规范施工, 精心管理, 抓好钢筋、模板、砼浇注三个方面的质量控制, 以确保混凝土斜柱施工质量。

施工质量注意事项:

1.楼里排脚手架前期为承重架, 立杆横距0.9m, 纵距0.75m, 步距1.8m, 距离外墙0.3m。待主体完后, 将立杆隔一拆一改为装饰装修架立杆纵距1.5m, 横距、步距不变。

2.脚手架立杆、横杆选用外径48mm, 壁厚3.0mm的钢管, 剪刀撑选用外径48mm, 壁厚3.5mm的钢管, 表面平整光滑, 无孔洞、分层、压痕、划道和硬弯。

3.搭设架子前应对钢管保养, 除锈并统一涂色。搭设架子使用的扣件规格与钢管匹配, 采用可锻铸铁, 不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷、贴合面应平整, 活动部位灵活。脚手片采用质地坚韧木跳板。混凝土所用的水泥、水、骨料、外加剂等必须符合施工规范及有关规定, 检查出厂合格证或试验报告是否符合质量要求。

4.混凝土原材料、配比、外观质量、尺寸偏差等质量控制标准必须符合施工规范执行, 统一同一视觉范围内混凝土的强度等级, 以免影响清水饰面混凝土的效果。

5.斜柱混凝土浇筑过程中, 设测量人员观察斜柱顶端下沉和模板变形情况。发现异常, 立即停止浇筑并进行调整。浇筑混凝土应分层进行, 分层厚度不超过50cm, 并在下一层混凝土初凝前进行上一层混凝土浇筑。

6.在斜柱模板支设和混凝土浇筑施工过程中用经纬仪和全站仪进行轴线位置动态复核和变形监测, 根据监测数据实时调整模板位置和预留变形值, 预防在施工过程中出现轴线位置偏差。

7.拆模后混凝土的养护采用缠绕塑料薄膜全封闭养护, 避免混凝土表面出现色差、收缩裂缝等现象, 以保证混凝土养护质量。

8.斜柱定型钢模板存在梁柱节点切割困难, 影响梁柱节点外观质量的关键, 施工时切割应准确。

浇筑梁板混凝土时, 对先前浇筑柱混凝土造成的梁板钢筋污染应清除干净。

六、结语