混凝土异形柱框架结构的设计探讨

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1、工程设计GONGCHENGSHEJI宋穗徽:混凝土异形柱框架结构的设计探讨混凝土异形柱框架结构的设计探讨1,2宋穗徽(1.合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥230009;2.东华工程科技股份有限公司,安徽合肥230024)摘要:异形柱框架结构是一种适应目前城市住宅建设发展需要、抗震性能较好的结构体系,文章结合工程实例,对异形柱框架结构的使用范围、受力分析、结构布置、结构计算、构造要求等方面作了一些探讨,并对工程设计提出了一些建议,供结构设计人员参考。关键词:异形柱;结构布置;结构计算;构造要求中图分类号:TU375.3;TU375.4文献标识码:A文章

2、编号:167325781(2007)0120039203寸大于4.5m时,不宜采用纯异型柱框架结构。0引言(3)高度限值:文献[1]规定7、8度地震区分别随着我国住宅建筑规模的不断扩大和住宅产业不超过21m和12m,文献[2]规定7度地震区不超现代化的大力推进,建筑功能优于普通框架结构的多过30m。层异形柱框架轻质墙结构体系逐渐得到了推广和应(4)高宽比限值:文献[1]规定7、8度地震区分用,经过近几年的实践表明,异形柱框架结构住宅具别不超过3.5和2.5,文献[2]规定不超过3。有良好的经济效益、环境效益与社会效益,并显示出(5)填充墙采用高强轻质墙体材

3、料,块材强度等良好的发展前景。级不宜低于MU3.5,砂浆强度等级不宜低于M5,块3异形柱框架结构与传统结构相比,由于采用了T材质量分数不宜超过11kN/m。形边柱、Z形边柱、十字形中柱、L形角柱,多暗藏于1.2受力分析墙内看不出来,用于住宅楼比较多,有利于布置家具,在平面图上,框架梁的中心轴线要和柱肢中心线而且节省空间,避免了房间边角因采用矩形柱时所产相重合,根据薄壁杆件的弯曲和扭转理论,当荷载通生的棱角突出的毛病,消灭室内柱凸角,从而使房间过截面的剪力中心作用时,构件只产生弯曲而不产生平整、布置灵活、方便,深受用户欢迎。有关异形柱框扭转作用,所以剪力中心

4、也称为弯曲中心。通过对常[1]架结构的应用范围和设计条款,目前国家行业标准用的“L.T、十”字形3种截面形式的分析可知,这些已正式实施,设计人员还可依据以下地方规程,如上截面中的两肢中心线的交点即为剪力中心,而一般框海、天津、广东和安徽等地方的异型柱框架结构规架梁恰好是沿着柱肢方向布置,因此柱的扭转作用问[2]范,本文结合工程实例,对异形柱结构的使用范围、题可以忽略,仍可按偏心受压柱进行截面计算。但受力分析、结构布置、结构计算、构造要求等方面进行是,对“Z”形截面而言,它的剪力中心与形心虽然重探讨。合,但要使所有梁的布置均通过它的形心是不可能的,实际上框架

5、梁往往会布置在两翼,这样不可避免1异形柱框架结构的设计原则地产生对柱的翘曲应力,所以设计时尽量不要选择这1.1适用范围种截面,在不得已使用“Z”形截面时,建议把按框架(1)抗震设防烈度:根据文献[1],适用于7度、8分析所得的截面弯矩乘以1.15～1.25的增大系数以[3,4]度地区,根据文献[2],适用于7度及7度以下地区,考虑翘曲应力的影响。设计人员应根据具体情况具体分析。异形柱不同于矩形柱,它存在着单纯翼缘柱肢(2)柱网尺寸限值:最大为7.2m,小于4.5m受压的情况,其延性更差。异形柱的破坏形态分为小开间柱网,大于4.5m为大开间柱网,若柱网尺为:

6、弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等;影响其破收稿日期:2006205212;修改日期:2006212205作者简介:宋穗徽(1967-),女,安徽合肥人,合肥工业大学硕士生,东华科技股份有限公司高级工程师.《工程与建设》2007年第21卷第1期39工程设计GONGCHENGSHEJI宋穗徽:混凝土异形柱框架结构的设计探讨坏形态的因素有:荷载角、轴压比、柱净高与截面肢(3)轴压比限值:异形柱的轴压比限值各地规定长比(剪跨比)、配筋率以及箍筋间距与纵筋直径的不尽相同,但总的来说比普通的框架柱要严。文献比值等。由于受力性能的复杂性,设计中必须通过[1]规定,抗震等

7、级为三级时,L形、T形、十字形柱的可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延轴压比限值分别为0.6、0.65、0.7,抗震等级为二级[3,4]性。时,L形、T形、十字形柱的轴压比限值分别为0.5、1.3结构计算0.55、0.6。在进行内力计算和配筋设计时,应选用带有异形(4)异形柱的配筋要求:在同一截面内,纵向受柱计算功能的计算软件。目前,国内已有可以直接进力钢筋宜采用相同直径,且直径不应大于25mm,也行异形柱截面内力计算和截面设计的软件,如中国建不应小于14mm;纵向受力钢筋之间的净距不应小筑科学研究院PKPM工程部编制的结构计算软件于50mm,在二、

8、三级时纵向钢筋的间距不宜大于PKPM系列软件(TAT、SATWE)