本實(shí)用新型涉及防止板柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的穿透破壞及連續(xù)倒塌的技術(shù)，特別涉及一種對(duì)角穿柱受力鋼筋。

背景技術(shù)：

鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)通常是指由樓板和柱子構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，與通常的框架結(jié)構(gòu)不同，板柱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是樓板下沒有梁，具有結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)單、傳力路徑簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，因此，空間具有層間高度低，施工速度快，便于分隔房間等優(yōu)點(diǎn)，適用于地下車庫(kù)、立體車庫(kù)、多層廠房、公共建筑。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱-核心筒結(jié)構(gòu)等新型混合板柱結(jié)構(gòu)，大量應(yīng)用于高層居民住宅、車庫(kù)等建筑。

由于板的設(shè)計(jì)厚度有限，且樓板沒有梁的支撐，柱節(jié)點(diǎn)處只有板與柱的連接，導(dǎo)致板柱節(jié)點(diǎn)處內(nèi)力大，受力狀態(tài)復(fù)雜，成為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。2010年7月8日，加拿大安大略的一個(gè)雙層車庫(kù)，一個(gè)小型吊車誤入停車場(chǎng)，導(dǎo)致其中一個(gè)板柱節(jié)點(diǎn)穿透破壞，進(jìn)而引起其余五個(gè)節(jié)點(diǎn)穿透破壞，形成連續(xù)倒塌。2014年11月17日，山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)一地下車庫(kù)在地下室回填土過程中，由于回填土堆積過多，超過了車庫(kù)頂層樓板的承載能力，導(dǎo)致了柱子發(fā)生穿透破壞，最后形成大面積連續(xù)倒塌。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

板柱結(jié)構(gòu)中板的跨度都比較大，板上荷載最后都要傳遞給柱子，因此，板柱節(jié)點(diǎn)處內(nèi)力很大，且受力狀態(tài)復(fù)雜，是板柱結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。節(jié)點(diǎn)發(fā)生沖切破壞前，柱子和樓板之間的作用力主要是彎矩和剪力，節(jié)點(diǎn)發(fā)生沖切破壞后，會(huì)存在短暫的過渡階段，穿過破壞錐面的鋼筋會(huì)產(chǎn)生一定的銷栓作用，隨著鋼筋的拉伸階段，柱子與樓板之間的作用力主要是鋼筋的拉力，樓板會(huì)“懸掛”在柱頭上，節(jié)點(diǎn)存在“沖切破壞后參與承載力”。如果鋼筋因?yàn)槌休d力不足而拉斷或者從鋼筋中拔出，柱子徹底失去對(duì)樓板的支撐作用時(shí)，柱子會(huì)穿過樓板而使樓板在重力作用下向下塌落。板柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生穿透破壞以后，相鄰節(jié)點(diǎn)處內(nèi)力會(huì)明顯增大，進(jìn)而可能發(fā)生沖切破壞和穿透破壞，從而引發(fā)板柱結(jié)構(gòu)橫向連續(xù)倒塌。對(duì)于多層板柱結(jié)構(gòu)，發(fā)生橫向連續(xù)倒塌的樓板會(huì)塌落到下一層的樓板上，導(dǎo)致下層樓板與柱子之間節(jié)點(diǎn)處內(nèi)力增大，進(jìn)而發(fā)生縱向連續(xù)倒塌。為了預(yù)防板柱結(jié)構(gòu)的橫向或縱向連續(xù)破壞，本實(shí)用新型專利提供一種防板柱結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的結(jié)構(gòu)，目的是即使在柱子與板發(fā)生穿透破壞后，所配鋼筋也能承受住被穿透的板，不能立即發(fā)生橫向連續(xù)倒塌，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的延性，以達(dá)到防災(zāi)的目的。

在沒有增設(shè)對(duì)角穿柱鋼筋之前，一個(gè)柱子通過上部及下部的受力穿柱鋼筋將板上荷載傳遞周圍的四根柱子，假設(shè)與之正對(duì)的四根分擔(dān)力為N1，其他對(duì)角的柱子分擔(dān)的力為N2，則N1、N2之間的關(guān)系為對(duì)比板柱結(jié)構(gòu)沒有增設(shè)對(duì)角穿柱鋼筋之前，正對(duì)的四根柱子所力應(yīng)為如此看來(lái)，柱子減少了則柱子承受荷載減少百分率為

本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：防止板柱結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有2個(gè)要點(diǎn)，其一是首先為結(jié)構(gòu)提供備用的荷載傳遞路徑；其二是局部破壞周圍結(jié)構(gòu)有足夠富余度支撐新路徑傳遞荷載。根據(jù)這兩個(gè)要點(diǎn)提出三個(gè)技術(shù)方案：其一是在板中增加對(duì)角穿柱鋼筋,對(duì)比原來(lái)，當(dāng)柱子與板發(fā)生沖切破壞時(shí)，板上的荷載會(huì)通過對(duì)角鋼筋傳遞給周圍更多的柱子，不再僅是周圍的四根，這樣板即使被穿透也不至于立即發(fā)生橫向倒塌。第二種則是在柱子附近用鋼筋將斜向鋼筋和板中其他的受力鋼筋箍住(或是焊接)形成環(huán)形鋼筋籠。此環(huán)形鋼筋目的就是將柱子周圍鋼筋約束住，有利于柱子穿透板之后，板上荷載更加均勻穩(wěn)定的傳遞給周圍柱子；第三種則是考慮到板柱結(jié)構(gòu)的板本身厚度有限，若再增添對(duì)角鋼筋，支座處勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)鋼筋密集的現(xiàn)象，為解決這個(gè)技術(shù)問題，可以使斜向鋼筋不穿過柱子，利用上述的環(huán)形鋼筋與之焊接形成連續(xù)的鋼筋網(wǎng)，以此來(lái)達(dá)到防止板柱結(jié)構(gòu)連續(xù)破壞的問題。(圖形可以參考附圖)其中，在板與柱子交接處，對(duì)角穿柱鋼筋可以利用彎起式配筋方法，即對(duì)角穿柱鋼筋向樓板上方彎起，彎起角度45°，這樣既提高了鋼筋的利用率，也可預(yù)防板柱結(jié)構(gòu)的沖切破壞。具體技術(shù)方案如下：

一種防板柱結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的結(jié)構(gòu)，在樓板的中性軸偏向上位置設(shè)置對(duì)角穿柱鋼筋，在板柱結(jié)合處，樓板中相鄰的穿柱鋼筋連接成一體；對(duì)角穿柱鋼筋和板中其他的受力鋼筋形成環(huán)形鋼筋籠；對(duì)角穿柱鋼筋不穿過柱子，利用所述的環(huán)形鋼筋籠焊接形成連續(xù)的鋼筋網(wǎng)；在板與柱子交接處，對(duì)角穿柱鋼筋向上樓板上方彎起，彎起角度45度。

本實(shí)用新型的有益效果是:通過對(duì)板柱結(jié)構(gòu)中柱增加斜向穿柱鋼筋的技術(shù)，達(dá)到預(yù)防板柱結(jié)構(gòu)發(fā)生沖切破壞后繼續(xù)發(fā)生橫向或是縱向連續(xù)倒塌的目的，使結(jié)構(gòu)的抗火，抗震等防災(zāi)能力得到顯著提高，此種方法經(jīng)濟(jì)可行，技術(shù)簡(jiǎn)單，易于掌握，便于施工，可廣泛用于地下車庫(kù)等板柱結(jié)構(gòu)防災(zāi)加固處理中。有效改善國(guó)內(nèi)外板柱結(jié)構(gòu)抵抗連續(xù)倒塌破壞能力不足的現(xiàn)狀，使板柱結(jié)構(gòu)及其混合結(jié)構(gòu)的安全狀況與與穩(wěn)定發(fā)展的城市經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)。

附圖說(shuō)明：

附圖1是：對(duì)角穿柱鋼筋方案一剖面圖；

附圖2是；對(duì)角穿柱鋼筋方案二剖面圖；

附圖3是；對(duì)角穿柱鋼筋方案三剖面圖；

附圖4是；對(duì)角穿柱鋼筋在支座處剖面詳圖；

圖中，1為對(duì)角穿柱鋼筋，2為分布鋼筋，3為環(huán)形鋼筋籠，4為柱，5為樓板。

具體實(shí)施方式：

1.板內(nèi)分布鋼筋除注明外見下表：

2.板跨中長(zhǎng)向鋼筋置于短向鋼筋之上；支座處長(zhǎng)向負(fù)筋置于短向負(fù)筋之下。樓板澆筑前應(yīng)設(shè)置足夠的支鐵、墊塊，以確保板內(nèi)鋼筋位置的準(zhǔn)確。

3.板的鋼筋網(wǎng)綁扎與基礎(chǔ)相同，雙向板鋼筋交叉點(diǎn)應(yīng)滿綁。應(yīng)注意板上部的負(fù)鋼筋(面加筋)要防止被踩下

4.縱向受力鋼筋出現(xiàn)雙層或多層排列時(shí)，兩排鋼筋之間應(yīng)墊以直徑15mm的短鋼筋，如縱向鋼筋直徑大于25mm時(shí)，短鋼筋直徑規(guī)格與縱向鋼筋相同規(guī)格。

5.本實(shí)用新型提到的斜向穿柱鋼筋施工時(shí)注意應(yīng)在板中性軸偏向上布置(板中性軸理論上不受力，若鋼筋布置在中性軸上，則起不到實(shí)質(zhì)作用)。

6.本實(shí)用新型提到的環(huán)形鋼筋施工方案如下：

(1)首先，相鄰的對(duì)角穿柱鋼筋用φ12HRB335鋼筋綁在一起，形成不連續(xù)的環(huán)形箍筋；

(2)用相同規(guī)格的鋼筋再將已經(jīng)綁好的相鄰鋼筋綁在一起，形成連續(xù)的環(huán)形箍筋；

(3)對(duì)角穿柱鋼筋在支座處可做成彎起鋼筋，彎起角度a為45度。