關于異形柱框架的結構設計

1、<p>　　關于異形柱框架的結構設計</p><p>　　摘要：異性柱結構的運用可以大大提高室內空間的利用率，適應現(xiàn)代社會的需求?？臻g異形柱框架由L、T、＋字形等級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生特有的結構性能能。本文基于對異形柱結構設計要點進行了分析總結。以便于在工程設計中更好地把握其特點。 </p><p>　　關鍵詞：異形柱；框架結構；設計 &

2、lt;/p><p>　　中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　近年來，隨著我國住宅產業(yè)的迅速發(fā)展以及人們對住宅建筑使用要求的不斷提高，普通的矩形框架柱會給室內裝飾和家具布置帶來極大的不便。如何合理地利用建筑的有效面積，這對住宅結構設計提出了一項新的要求。異型柱框架結構

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構體系的優(yōu)點，它將是今后住宅結構體系的發(fā)展方向之一。 </p><p>　　1、異型柱框架結體系主要技術優(yōu)點 </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.室內不凸出梁柱，便于使用美觀，同時還增加了房間的使用面積，比相同形式的磚混結構可增加約8-10％的使用面積；圍護墻通常是非承重的輕質隔

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，能更好地實現(xiàn)建筑功能的要求；雖然增加了施工難度，但因擴大使用面積，加之自重較輕，減少了基礎費用，綜合考慮總體經濟效益較好。 </p><p>　　2、異形往結構設計的一般規(guī)定 </p><p><b>　　2.1結構布置 </b></p><p>　　與一般鋼筋混凝土結構相比，異

5、形柱架結構在結構布置時應注意以下原則： </p><p>　　2 1.1結構平面宜盡量對稱，使平面和剛度均勻，2個主軸方向應協(xié)調布置，避免扭轉帶來的不利影響；如果有明顯的不對稱，應考慮扭轉對結構受力的不利影響。 </p><p>　　2.1.2異形框架宜雙向設置，框架柱相對齊，框架梁應拉通，避免縱橫框架梁相互支撐，使結構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豎向布置應力求體型規(guī)則、均勻，避免過大的外挑和內收，防止樓層剛度沿豎向的突變，盡量避免錯層。 </p><p>　　2.2適用高度、高寬比及長細比限制 </p><p>　　異形柱框架在7度抗震設防烈度區(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，柱凈高與截面長邊之比，即長細比不宜大于4小于8，長細比大于8，易引起失穩(wěn)破壞。 </p><p><b>　　2.3抗震等級 </b></p><p>　　異形柱框架結構應根據結構類型、房屋高度及抗震設防烈度采用不同的抗震等級，并應符合相應的計算和構造措施要求。 </p><p>　　3、異形柱的結構計算方法 </p>

8、<p>　　目前，異形柱的結構設計還沒有統(tǒng)一的國家規(guī)范，僅有兩部地方性法規(guī)，即廣東省和天津市的標準就可供參考。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，一般來說，有以下幾種計算方法。 </p><p><b>　　3.1直接計算法 </b></p><p>　　根據國內外的部分實驗結果，進行統(tǒng)計分析，擬合成經驗公式。即按T型截面分別

9、計算出縱向力作用x軸及y軸，考慮相應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算的偏心受壓構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的比值為參數(shù)進行修正。 </p><p>　　3.2等代矩形柱計算法 </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上， </p><p>

10、;　　3.2.2將其輸入空間分析程序(如TBSA)進行位移和內力計算，可簡化工程量。 </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力進行正、斜截面的配筋計算。 </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用較多。但用這種方法計算時應明確的是：按矩形柱計算時得出的內力要

11、轉換到異形柱上斷面形心的位置。然后按矩形柱計算陪配筋；按矩形柱得出的軸壓比應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先配筋再復核法 </p><p>　　對于有經驗的設計人員，在參考一些相關算例的前提下，可以先對異形柱配筋再復核截面就顯得更為簡便，截面復核時可分x軸和y軸均按T型截面分別復核。不論是哪種計算方法，都可以參與GB(50010-

12、2002)混凝土結構設計規(guī)范有關偏心受壓構件的內容來進行計算。 </p><p>　　4、異形柱框架結構的計算要點 </p><p>　　4.1剪跨比的限制 </p><p>　　剪跨比是反應柱截面所受彎矩與剪力相對大小的一個參數(shù)。是影響框架柱破壞形態(tài)的最重要的因素?？刂萍艨绫燃纯刂浦鶅舾吲c柱截面肢長之比。由于異形柱的抗剪性能差，選擇異形柱截面時，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重要因素。有關研究結果表明：軸壓比對異形柱的影響遠遠超過對普通矩形柱的影響，為保證異形柱的延性，必須嚴格控制軸壓比，柱應具有足夠打的截面尺寸，以防止出現(xiàn)小偏壓破壞，并應滿足抗震要求，同時避免長細小于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算出的軸壓比數(shù)值

14、不能直接應用于異形柱。 </p><p>　　4.3主筋配筋率及配箍率的調整 </p><p>　　軸壓比控制值的調整，使計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比值應予以放大?？紤]到異形柱自身的受力特點，外由于異形柱較普通柱易于開裂的特點，設計時以普通框架柱的構造體積配箍率0.8％-1.2％為依據，異形柱的配箍率取其上限，并且配箍形式選用矩形復合箍筋。 </p>

15、<p>　　4.4抗震調整系數(shù)的選取 </p><p>　　考慮地震作用組合的異形柱，其截面承載力應除以承載力抗震調整系數(shù)。對于正截面承載能力，取0.8；對于斜截面承載力0.85。 </p><p>　　5、異形柱結構提高延性、防止粘結破化的措 </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)短柱的角度來說，異形柱的肢高短一些為好。但是，從框架節(jié)點對受力縱筋的錨固粘結來說，有要求肢高稍長一點為好。所以，兼顧兩個方面的原因，實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)之間選用的構造要求，又可解決避免出現(xiàn)短柱的要求。 </p&g