超高層勁性鋼柱變截面位置的優(yōu)化處理探析

黃書鑫?馬棚?凡金國

摘 要 超高層核心筒內(nèi)勁性鋼柱的使用，使建筑結(jié)構(gòu)的受力特性得以提高，并且使墻體和柱截面減小，增加了結(jié)構(gòu)適用性，隨著樓層結(jié)構(gòu)的升高，勁性鋼柱的截面也在變小，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)踐，對變截面位置的設(shè)置，變截面節(jié)點(diǎn)形式進(jìn)行了比較分析，在今后的同類項(xiàng)目中起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞 超高層;勁性鋼柱;變截面;節(jié)點(diǎn)

1工程概述

富力首府項(xiàng)目D16地塊項(xiàng)目位于大英山CBD東側(cè)國興大道以南，海府大道以西，大英山西一路以東，緊鄰正在建設(shè)的?？诘貥?biāo)建筑?？陔p子塔，總建筑面積23.18萬平，其中有4座超高層，結(jié)構(gòu)體系屬于型鋼混凝土框架-筒體結(jié)構(gòu)，在此以2#住宅為代表，對核心筒勁性鋼柱的變截面位置所遇到的問題在此做一探析了解。2#住宅樓矩形核心筒長寬約18米，共設(shè)有30根勁性型鋼柱，其中8根為十字形勁性鋼柱，其余為工字形鋼柱，截面由下往上經(jīng)過4次變截面，逐步變小，工字鋼截面尺寸由H700×300×40×40最終變?yōu)镠500×200×30×30，十字型截面鋼柱由H900（700）×300×40×40最終變?yōu)? H650（450）×300×24×24， 針對該核心筒勁性鋼柱多次變截面所遇到的問題在此做一探析。

2影響分析

2.1 較小高差范圍內(nèi)，截面變化次數(shù)多

結(jié)構(gòu)高差約75米范圍內(nèi)，進(jìn)行4次變截面，截面變化次數(shù)較多，截面每次變化為100mm和50mm兩種形式，這就需要鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)人員對土建設(shè)計(jì)圖紙和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙都要非常熟悉，并且有豐富的鋼結(jié)構(gòu)深化經(jīng)驗(yàn)，否則一旦鋼柱截面變化量和截面變化位置深化錯誤，會導(dǎo)致鋼柱構(gòu)件直接成為廢品，并會影響工期，會造成非常大的損失。

2.2 容易影響后期鋁模的封模

目前高層，超高層在施工到標(biāo)準(zhǔn)層后，會采用定制的組合鋁模取代木質(zhì)模板，提高模板施工效率。但是定制的鋁模不能像木模板那樣根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場切割，這就是鋁模和鋼柱變截面位置產(chǎn)生沖突時，不易解決的原因。因此這就要特別注意勁性鋼柱變截面位置的確定。例如，10層樓板以上標(biāo)準(zhǔn)層墻體要相對10層樓板以下標(biāo)準(zhǔn)層墻體收縮50mm，這時就要考慮在不影響結(jié)構(gòu)受力的情況下，變截面位置是設(shè)置在10層樓板下方，還是設(shè)置在10層樓板上方。

2.3 勁性柱變截面形式和土建變截面形式的沖突

超高層核心筒土建墻體變截面收縮幾乎都是到達(dá)一定設(shè)計(jì)標(biāo)高后，直接收縮墻體，而不進(jìn)行過渡段收縮，如果勁性鋼柱選擇的變截面位置和截面過渡形式不合理，就會使土建鋁模無法收縮到位，鋁模無法正常嚴(yán)密合攏。

3改進(jìn)措施及建議

3.1 優(yōu)化變截面位置節(jié)點(diǎn)形式

一般構(gòu)件變截面分為直接變截面和過度變截面兩種形式（見圖2），第一種直接變截面形式節(jié)點(diǎn)常用與受力不大的次要結(jié)構(gòu)，第二種常用與受力要求較嚴(yán)格的構(gòu)件，結(jié)合該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)采用過度變截面形式（如圖1右），確保結(jié)構(gòu)受力滿足要求。

3.2 變截面位置的優(yōu)化調(diào)整

由于土建墻體收縮，是直接收縮，使墻體厚度變小，而鋼柱變截面是過渡變截面，為了防止出現(xiàn)鋁模在變截面位置無法直接收縮到位，在不影響結(jié)構(gòu)受力的情況下，把鋼柱變截面位置，調(diào)整到該變截面樓層板下方，這樣在土建收縮墻體變截面時，鋼柱變截面已經(jīng)過渡完成，就避免了此種情況的設(shè)計(jì)及施工沖突。如果鋼柱變截面位置下移到變截面樓板位置下方，受力不足，可采取添加設(shè)置加勁板，達(dá)到受力要求。

3.3 鋼柱變截面過渡位置的栓釘設(shè)置

由于勁性鋼柱，在柱體外側(cè)會設(shè)置栓釘，來增強(qiáng)鋼柱在混凝土內(nèi)部的受力特性，因此在勁性鋼柱變截面位置同樣會設(shè)有栓釘（如圖2，紅色部分栓釘），此處栓釘也常會出現(xiàn)影響鋁模不能正常合攏，但是此情況涉及栓釘數(shù)量很少，可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際影響施工情況，采取把栓釘砸彎來解決。

3.4 現(xiàn)場安裝控制

鋼柱在現(xiàn)場安裝時，注意安裝精度的控制，由于鋼柱變截面位置是易與后序施工工序產(chǎn)生交叉沖突的地方，因此在安裝變截面鋼柱時，注意安裝精度的把控，盡量把安裝誤差控制到非收縮墻體截面一側(cè)，減小對鋁模施工的影響。

4結(jié)束語

勁性鋼柱變截面的處理是否恰當(dāng)，會直接影響后序模板施工及后期混凝土施工等相關(guān)環(huán)節(jié)的正常進(jìn)行， 而勁性鋼柱變截面的問題是高層，超高層常遇見的問題，通過該項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采取了以上注意措施，取得了良好的施工效果，在此進(jìn)行總結(jié)探析 。

參考文獻(xiàn)

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[3] 陳紹蕃，顧強(qiáng).《鋼結(jié)構(gòu)（下）》[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.