全面整理:结构柱与构造柱

构造柱的模拟施工号对结果影响


某项目入口部分图纸如下各图所示:


入口平面图

(黄色不填充的柱子为构造柱

局部立面图


入口节点大样15


入口节点大样12


从上图可以看到,建筑采用4350mm高的斜板造形,如果仅按建筑填充部分做结构很难保证结构安全,结构在斜板顶端对应位置设置了一排构造柱,如下如图所示:


结构整体三维模型


入口局部放大模型

(入口柱网平面尺寸为19米*20米,转角部位还应增设一根虚梁分刮板,斜板侧板与主楼脱开并不相连)


在以往设计中,构造柱都是不建入模型中进行整体计算的,有需要时一般仅考虑其传递的荷载,如果按以往习惯,根据各构造柱负荷范围手工计算出各构造柱荷载输入到梁上即可,简单方便;

各柱落在密肋楼盖的肋梁上并且有斜板连接到下一层,同一排各构造柱竖向位移不同,荷载分配也会不同,考虑到模型建立比较方便并且不影响主体结构水平力的分配和引起刚度变化,在本模型中建立构造柱进行计算。


分塔三维显示


局部楼层计算简图

(框剪结构平面超长,两端受到刚度比较大的楼电梯间结束,考虑温度荷载影响,全楼按弹性板计算)


模拟施工号

(因梁托墙柱等原因,程序自动将模型4层以下设置为同一模拟施工号)


恒载作用下构造柱轴力

(同模拟施工号)

构造柱配筋

(同模拟施工号)


以下通过手工修改模拟施工号,把构造柱范围模拟施工号改为2,就可以模拟下部楼层拆除模板并且结构完成变形后(仅结构自重)再施工构造柱的目的:


模拟施工号


恒载作用下构造柱轴力

(和以下楼层不同模拟施工号)


构造柱配筋

(和以下楼层不同模拟施工号)


小结


1.一般情况下,本层结构浇浇完成并具有一定刚度后,下层才拆除模板,本层结构在自重作用下开始产生变形(模拟施工仅考虑结构自重),相邻层相互影响可以体现出来采用相同模拟施工号比较符合实际情况;

2.本项目装饰造型斜板不在施工组织的关键路线上,完全可以等入口顶盖拆模板后再施工构造柱,在程序中手工修改模拟施工号将其与以下楼层分开,角部构造柱配筋可以从34cm2降为16cm2,似乎更像构造柱






悬挑梁上构造柱(不建入模型)与框架柱(建入模型)比较


如前面所说,构造柱一般不需要建入模型中进行整体计算,而实际施工图中,一般都会在悬挑梁端设置构造柱(有砌体墙时),以防砌体顶部与梁底交接部位开裂(特别是大悬挑大活荷载情况)

建立一个简单的框架结构模型比较结果,如下图所示:


结构三维模型

(左图悬挑梁端有框架柱,右图悬挑梁端无框架柱)


单榀框架在恒荷载作用下弯矩图


单榀框架配筋简图


单榀框架在恒荷载作用下竖向位移图


从以上结果可以发现,悬挑梁梁端设置框架柱时,梁端竖向位移、弯矩和配筋均有所减小,当悬挑长度较大或荷载较大时,把构造柱稍微做大点做成框架柱还是比较有利的,把结构逆时针转90度来看,相当于把排架做成了框架,大大提高其刚度。


2019年某住宅顶部两层复式悬挑梁端设置框架柱


小结


1.较长的悬挑梁有条件时设置框架柱,把排架变为框架,可提高其刚度减少其挠度;

2.最底层悬挑梁梁端的梁柱节点钢筋构造做法可参考图集顶层边角柱做法,保证弯矩连续性。


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