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几十层的高楼承重柱最底下的部分为什么不会被压裂?

几十层的高楼承重柱最底部分,除了好的水泥配比以外,关健靠钢筋的强度与设计结构,这都由结构工程师设计并由监理现场监督施工,现在因为工程质量,尤其是高层建筑工程质量是终生负责制,所以监理对高层建筑底层基础部分施工监管也不敢马虎。

这些层间梁与柱组成的框架结构混凝土把整个高楼重量均摊到各个承重柱之间,让各承重柱的受力均匀。

这些梁柱对钢筋扎制和钢筋规格及大小都有相当要求,尤其是锣纹钢和箍筋钢规格是监理监督的重点。

除了承重柱和承重梁之外,底层还有这种钢筋混疑土的承重墙,这个就更厉害了。

有了由承重柱、承重墙和承重梁组成的钢筋混凝土框架基础,现在许多高层楼房地下室都还是相当坚固的人防工程,这样几十层的高楼根本就不怕压裂柱体了。而且这种框架结构混凝土的高楼还抗地震,强风。如果出现强裂地震,房子只会不同程度受损,不会瞬间垮塌,给人们增加了逃生时间。

补充一点,为了增加强度,所有高层建筑的承重柱的主要竖立钢筋必须全部要求焊接,这样每一层的框架等于连成了一个整体,同时为减轻重量,现在高层建筑一般采用轻质砖砌墙。

之所以不被压坏,是因为虽然受力很大,但是混凝土也很结实,不像很多人想的那么脆弱。就好比你去打施瓦辛格,虽然你非常用力,但是无奈施瓦辛格太抗打。

现实生活中压裂的混凝土很少见,所以大家没有什么直观印象。想要压碎混凝土,即使是很小的试件,需要的力也非常大。

这是混凝土课做的测试,ASTM 标准试件,换算成公制单位直径为15厘米,截面积为 0.018㎡,高度为 30.5 厘米。把这样的一个小试件压成这样,需要施加多大的力呢?

三个试件破坏时候的受力分别为48.62吨、52.97吨、52.24吨。

你想过50吨是什么概念吗?一辆 M1 坦克的重量才 54 吨,改装后的 M1A2 重量是 62 吨。也就是说,这个直径15厘米的混凝土小试件,几乎可以承受一辆 M1 坦克那样的重量。

这才只是个截面积 0.018㎡的小试件,如果是一根截面1米乘以1米的方柱子,那么等比例换算,把这样的一根截面积1㎡的混凝土柱子压坏,需要 2500 吨的重量。

那么我们的房子多重呢?普通的混凝土结构的楼面结构,大概每平米1到1.5吨。假设柱子和柱子之间的平均间距是8米,也就是每根柱子的受荷面积大约为64㎡,按1.5吨算,每层压到这根柱子上的重量就是1.5乘以64约等于100吨。25层的房子,25乘以100,最底下的柱子承受的重量刚好为2500吨。所以用这样的1米乘以1米的混凝土柱子,差不多可以建造25层的房子。

有读者就说了,问题就来了,你这里算的只能造25层?那为什么那么多高楼都好几十层呢?

螺旋箍筋,是建筑术语,简称螺箍。在钢筋混凝土结构中,将梁、柱、桩等条形构件里面的单个箍筋(简称单箍)做成连环形状,即成为螺旋箍筋。

螺箍总分为圆形和方形两种

方形螺旋箍筋又分为:

.单串螺旋箍筋,是通用的类型,由若干圈组成,单串螺箍可做成等截面和变截面两种,等截面用于一般梁柱构件,变截面用于根粗稍细的悬挑梁中;

2.单片螺旋箍筋,由一根料连续弯折做成如同2~3个单箍联合在一起的形式。

3.连续复合螺旋箍筋,即将单片螺箍再连续起来,直接做成整体螺旋及内外复合螺旋的复杂形状;

螺旋箍筋是约束混凝土中的主要组成材料之一,约束混凝土利用螺旋箍筋的整体连续特性,显著提高构件的承载力及抗破坏能力,进而达到超越普通混凝土构件的抗震效果,约束混凝土作为普通混凝土应用,可节省钢筋用量,提高工作效率,确保工程质量。

螺旋箍筋具有以下优点:

1.螺旋箍筋每圈按单箍相比,减少了两个135度弯钩,累加计算起来可大量节省钢筋原材;

2.螺旋箍筋是一根料连续弯成取代多个单箍,能减少下料的根数和次断,且减少成型的弯数,在绑扎时可自动撑起骨架方便定位,由于没有135度众多开口弯钩的勾连,更能加快绑扎速度提高绑扎效率,缩短绑扎作业时间,可大量节省工时及用工;

3.螺旋箍筋是连续整体的钢筋组件,用螺箍绑扎成型的钢筋骨架呈众多三角形紧密结合,其稳定性突显优异,牢靠坚固,预制绑扎骨架在吊装运输过程中,螺箍成品在混凝土浇捣过程中,均能确保钢筋成品经受剧烈扰动碰撞踩踏而不走样不变形;

对于有抗震需求的大型构件,还要设计螺箍加密区,以防止地震形成的剪切力所带来的破坏。

1柱箍筋加密范围是:

底层柱(底层柱的柱根系指地下室的顶面或无地下室情况的基础顶面)的柱根加密区长度应取不小于该层柱净高的1/3,以后的加密区范围是按柱长边尺寸(圆柱的直径)、楼层柱净高的1/6,及500mm三者数值中的最大者为加密范围。

2、梁箍筋加密范围:

加密范围从柱边开始,一级抗震等级的框架梁箍筋加密长度为2倍的梁高,二、三、四级抗震等级的框架梁箍筋加密长度为1.5倍的梁高,而且加密区间总长均要满足大于500mm,如果不满足大于500mm,按500mm长度进行加密。

假定以C30混凝土制作一个等截面实心柱子,前面说了,C30每平方米可以承重3000吨,而C30混凝土的比重约2.5,即每立方米2.5吨。显然,这根柱子要达到3000/2.5,即1200米高,底部才可能不能承受自重压力而破坏。

我们再看建筑物情况。

以30层的高层建筑为例,假设每层1000平方米,30层楼合计30000平方米建筑面积,高层建筑用材,每平方米大约1吨砖石混凝土,70公斤钢材,30000平方米高层建筑的总重约为32100吨。

假设基础也是1000平方米,那么摊到基础上,每平方米基础承压才32吨。当然,建筑物不可能被结构填满,那么,建筑的柱、墙承受了多大压力?

按C30混凝土的抗压强度计,大约截面积十平方米的混凝土柱、墙,可以承受这32100吨建筑物重量。

10平方米是1000平方米的1%,也就是说,即便是30层的钢筋混凝土高层建筑,也只需要1%面积布置混泥土柱、墙,就可以满足混泥土的抗压问题。

可见,即便是C30混凝土也是可以轻而易举解决抗压问题,当然,实际高层建筑的混凝土柱、墙肯定不止楼层面积的1%,而且还可以用更抗压性能更好、更高标号的混凝土,因此,用混凝土,抗压肯定是没问题的。

更高的建筑,会用钢结构减轻建筑重量,以实现更少的结构面积占用。但就混凝土结构来说,不考虑其它,单纯满足超高建筑的承压,也是没有问题的。

至于柱和基础的连接部位,有很多抗剪措施,保证不会在连接处剪切破坏。

承重柱不会被被压裂,是因为有螺旋箍筋在起着重要作用。

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