關(guān)于異形柱框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　關(guān)于異形柱框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：異性柱結(jié)構(gòu)的運(yùn)用可以大大提高室內(nèi)空間的利用率，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需求?？臻g異形柱框架由L、T、＋字形等級(jí)多種性能差別很大的異性截面柱組成，這些不同類型截面柱組合后產(chǎn)生特有的結(jié)構(gòu)性能能。本文基于對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié)。以便于在工程設(shè)計(jì)中更好地把握其特點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：異形柱；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì) &

2、lt;/p><p>　　中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　近年來(lái)，隨著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及人們對(duì)住宅建筑使用要求的不斷提高，普通的矩形框架柱會(huì)給室內(nèi)裝飾和家具布置帶來(lái)極大的不便。如何合理地利用建筑的有效面積，這對(duì)住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了一項(xiàng)新的要求。異型柱框架結(jié)構(gòu)

3、體系在一定程度上滿足了上述要求，它博采了框架及剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)，它將是今后住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展方向之一。 </p><p>　　1、異型柱框架結(jié)體系主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　柱肢厚通常用180-200mm，肢厚基本與填充墻等厚，框架梁寬也同墻厚.室內(nèi)不凸出梁柱，便于使用美觀，同時(shí)還增加了房間的使用面積，比相同形式的磚混結(jié)構(gòu)可增加約8-10％的使用面積；圍護(hù)墻通常是非承重的輕質(zhì)隔

4、墻，原則上允許任意穿墻打洞，甚至拆除重砌，這使得房間布置更加靈活，能更好地實(shí)現(xiàn)建筑功能的要求；雖然增加了施工難度，但因擴(kuò)大使用面積，加之自重較輕，減少了基礎(chǔ)費(fèi)用，綜合考慮總體經(jīng)濟(jì)效益較好。 </p><p>　　2、異形往結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 </p><p><b>　　2.1結(jié)構(gòu)布置 </b></p><p>　　與一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，異

5、形柱架結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)注意以下原則： </p><p>　　2 1.1結(jié)構(gòu)平面宜盡量對(duì)稱，使平面和剛度均勻，2個(gè)主軸方向應(yīng)協(xié)調(diào)布置，避免扭轉(zhuǎn)帶來(lái)的不利影響；如果有明顯的不對(duì)稱，應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)受力的不利影響。 </p><p>　　2.1.2異形框架宜雙向設(shè)置，框架柱相對(duì)齊，框架梁應(yīng)拉通，避免縱橫框架梁相互支撐，使結(jié)構(gòu)形成空間受力并具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)具有良好的整體性和

6、較好的抗震性能。 </p><p>　　2.1.3豎向布置應(yīng)力求體型規(guī)則、均勻，避免過(guò)大的外挑和內(nèi)收，防止樓層剛度沿豎向的突變，盡量避免錯(cuò)層。 </p><p>　　2.2適用高度、高寬比及長(zhǎng)細(xì)比限制 </p><p>　　異形柱框架在7度抗震設(shè)防烈度區(qū)，要求房屋高度≤35m，層數(shù)<12，建筑物的高寬比不宜大于5；8度區(qū)房屋高度不大于25m，建筑物的高度比不宜

7、大于4.另外，柱凈高與截面長(zhǎng)邊之比，即長(zhǎng)細(xì)比不宜大于4小于8，長(zhǎng)細(xì)比大于8，易引起失穩(wěn)破壞。 </p><p><b>　　2.3抗震等級(jí) </b></p><p>　　異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、房屋高度及抗震設(shè)防烈度采用不同的抗震等級(jí)，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。 </p><p>　　3、異形柱的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法 </p>

8、<p>　　目前，異形柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還沒有統(tǒng)一的國(guó)家規(guī)范，僅有兩部地方性法規(guī)，即廣東省和天津市的標(biāo)準(zhǔn)就可供參考。異形柱不宜用套用普通柱的配筋公式，也不宜直接用剪力墻的配筋公式，一般來(lái)說(shuō)，有以下幾種計(jì)算方法。 </p><p><b>　　3.1直接計(jì)算法 </b></p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)外的部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，擬合成經(jīng)驗(yàn)公式。即按T型截面分別

9、計(jì)算出縱向力作用x軸及y軸，考慮相應(yīng)的初始偏心距增大系數(shù)后，按僅考慮曲肘邊縱向受力鋼筋計(jì)算的偏心受壓構(gòu)件所能承載的縱向力Nx和Ny，然后以初始偏心距的截面邊長(zhǎng)的比值為參數(shù)進(jìn)行修正。 </p><p>　　3.2等代矩形柱計(jì)算法 </p><p>　　3.2.1將異形柱截面折算成慣性距相等的矩形截面而且將等代矩形柱的形心置于異形柱兩肢肝軸線的交點(diǎn)上， </p><p>

10、;　　3.2.2將其輸入空間分析程序(如TBSA)進(jìn)行位移和內(nèi)力計(jì)算，可簡(jiǎn)化工程量。 </p><p>　　3.2.3以上電算輸出的是作用在等代矩形桿形心處的組合內(nèi)力，需將其回歸到單肢截面的形心處。這樣每天單肢就可按其各自的組合內(nèi)力進(jìn)行正、斜截面的配筋計(jì)算。 </p><p>　　這樣用面積等效換算作抗壓抗剪分析的方法在工程應(yīng)用較多。但用這種方法計(jì)算時(shí)應(yīng)明確的是：按矩形柱計(jì)算時(shí)得出的內(nèi)力要

11、轉(zhuǎn)換到異形柱上斷面形心的位置。然后按矩形柱計(jì)算陪配筋；按矩形柱得出的軸壓比應(yīng)乘以矩形柱斷面面積與異形柱斷面而積之比值才是異形柱的軸壓比。 </p><p>　　3.3先配筋再?gòu)?fù)核法 </p><p>　　對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員，在參考一些相關(guān)算例的前提下，可以先對(duì)異形柱配筋再?gòu)?fù)核截面就顯得更為簡(jiǎn)便，截面復(fù)核時(shí)可分x軸和y軸均按T型截面分別復(fù)核。不論是哪種計(jì)算方法，都可以參與GB(50010-

12、2002)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)偏心受壓構(gòu)件的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　4、異形柱框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算要點(diǎn) </p><p>　　4.1剪跨比的限制 </p><p>　　剪跨比是反應(yīng)柱截面所受彎矩與剪力相對(duì)大小的一個(gè)參數(shù)。是影響框架柱破壞形態(tài)的最重要的因素。控制剪跨比即控制柱凈高與柱截面肢長(zhǎng)之比。由于異形柱的抗剪性能差，選擇異形柱截面時(shí)，為避免出現(xiàn)短柱。

13、</p><p>　　4.2軸壓比的限制 </p><p>　　它是影響柱破壞形態(tài)和變形能力的另一個(gè)重要因素。有關(guān)研究結(jié)果表明：軸壓比對(duì)異形柱的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)普通矩形柱的影響，為保證異形柱的延性，必須嚴(yán)格控制軸壓比，柱應(yīng)具有足夠打的截面尺寸，以防止出現(xiàn)小偏壓破壞，并應(yīng)滿足抗震要求，同時(shí)避免長(zhǎng)細(xì)小于4的短柱。由于異形柱的截面積比具有相同抗彎剛度的矩形柱小，因此用矩形柱替換后計(jì)算出的軸壓比數(shù)值

14、不能直接應(yīng)用于異形柱。 </p><p>　　4.3主筋配筋率及配箍率的調(diào)整 </p><p>　　軸壓比控制值的調(diào)整，使計(jì)算得出的矩形柱配筋值一般均較小，用于異形柱截面配筋時(shí)比值應(yīng)予以放大?？紤]到異形柱自身的受力特點(diǎn)，外由于異形柱較普通柱易于開裂的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)以普通框架柱的構(gòu)造體積配箍率0.8％-1.2％為依據(jù)，異形柱的配箍率取其上限，并且配箍形式選用矩形復(fù)合箍筋。 </p>

15、<p>　　4.4抗震調(diào)整系數(shù)的選取 </p><p>　　考慮地震作用組合的異形柱，其截面承載力應(yīng)除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)。對(duì)于正截面承載能力，取0.8；對(duì)于斜截面承載力0.85。 </p><p>　　5、異形柱結(jié)構(gòu)提高延性、防止粘結(jié)破化的措 </p><p>　　由于異形柱的肢厚都很小，往往同框架梁的寬度一樣寬，所以，它對(duì)梁縱筋的錨固能力比普通矩形

16、柱差。因此，異形柱就誒狗框架梁貫通中柱的縱向鋼筋直徑要求不應(yīng)大于該縱筋方向柱肢高的1／30，而普通矩形柱框架的要求僅為1／20，從避免出現(xiàn)短柱的角度來(lái)說(shuō)，異形柱的肢高短一些為好。但是，從框架節(jié)點(diǎn)對(duì)受力縱筋的錨固粘結(jié)來(lái)說(shuō)，有要求肢高稍長(zhǎng)一點(diǎn)為好。所以，兼顧兩個(gè)方面的原因，實(shí)際采用的柱肢高一般在500-700mm之間，既可以解決梁縱筋直徑可在16-22mm(柱肢高的1／30)之間選用的構(gòu)造要求，又可解決避免出現(xiàn)短柱的要求。 </p&g