混凝土异形柱框架结构的设计探讨.pdf

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宋穗徽混凝土异形柱框架结构的设计探讨
GO NGCHENGSHE I
混凝土异形柱框架结构的设计探讨
宋穗徽2
(1.合肥『业大学上木健筑に程学院,交微合肥230009:2.东华に程科技股份有限公司,安徽令肥230024)
摘要:异形柱框架结构是和适应∏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
构的使用范制、受力分析、结构布置、结构计算、构造要求等方面作了些探讨,并対工程设计提出了些建议,供结构设计人员参考。
关健词:异形柱;结构布置;结构计算;构造要求
中图分类号:IU375.3:1IU375.4文献标识码:A文章编号:16735781(2007)01-003903
寸大于4.5m时,不育采用纯异型框架结构。
(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人和住宅产业不超过21m和12m,文献[2]规定7度地震区不超
现代化的人力推进,建筑功能优于普通框架结构的多过30m
层异形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[]规定7、8度地震区分
用,经过近几年的实践表明,异形柱框架结构宅具别不超过3.5和2.5,文献[2]規定不超过3。
有良好的经济效益、环境效与社会效,并显示出
(5)填充墙采用高强质墙体材料,块材强度等
艮好的发前景
数不宜低」MU3.5,砂浆强度等数不宜低」M5,块
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、字形中、L形角,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,
在半面图上,框架梁的中心轴线要和柱肢中心线
而节省空间,避免了房间边角因采用矩形枉时所产相重合,根据薄壁件的穹曲科扭转埋论,当荷载通
牛的梭角突出的毛病,消火室内柱や角,从而使房间过截面的剪力中心作用吋,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,所以剪力中心也称为弯曲中心。通过对常
架结构的应用范围和设计条款,目前国家行业标准リ用的气.T、”字形3种截面形式的分析可知,这些
山正式实施,设计人员述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規架梁恰好是沿着柱肢方向布置,因此柱的扭转作用问
范?,本文结合に程实例,对异形柱结构的使用范围、题可以忽略,仍可按偏心受压杠进行截面计算
受力分析、结构布置、结构计算、构造要求等方面进行是,対“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
异形柱框架结构的设计原则
的,实际上框架梁往往会布置在两翼,这样不可避免
地产生对柱的翘曲应力,所以设计吋尽量不要选择这
1.1适用范围
种截面,作不得已使用“Z”形截面吋,建议把按框架
(1)抗震设防烈度:根据文献[1],适用」7度、8分析所得的截面弯矩乘以1.15~1.25的增人系数以
度地区,根据文献[2],适用于7度及7度以ド地区,考虑翘出应力的影响
设计人员应根据具体情况具体分析。
异形柱不同于矩形柱,它存在着単纯翼缘柱肢
(2)柱网尺寸限值:最人为7.2m,小于4.5m受压的情况,其延性更差。异形柱的破坏形心分
为小开间柱网,大于4.5m为大斤间柱?、若柱?尺为:湾曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等;影响其破
收稿日期:200605-12;修收日期:2006-12-05
作者简介:宋穗徵(1967-),女,安微合肥人,合肥⊥业大学硕士生,东佧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
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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、柱净高与截而肢
(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。出于受力性能的复杂性,设计中必须通过
规定,抗震等级为三级时,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炷比限分別为0.6、0.65、0.7,抗震等级为一.数
性
时L形、T形、十字形柱的轴比限偵分別为0.
结构计算
0.55、0.6。
在进行内力讣算和配筋设计时,应选用带有异形
)异形柱的配筋要求:在同一截面内,纵向受
在计算功能的计算软件。目前,国内と有可以直接进力钢筋宜采用相同直径,H直径不应大丁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;纵回受力钢筋之间的净距不应小
錟科学研究院PKPM工程部编制的结构计算软件于50mm
数时纵向钢筋的间距不宜大
PKPM系列软件(TAT、 SATWE)及广东省建筑设计200mm;异形柱框架梁的配筋要求:山于柱科利梁截而
研究院編制的广厦建筑结构CAD系列软件,随着程的关系,造成框架梁与柱的节点处钢筋过于密集,在
序的不断完善,在输入和运行上都有了极大的改进,选择纵向受力钢筋时应根据配筋面积选择较大自存
运用这些程序计算出来的筋结果准确性较高,可以的钢筋、每排钢筋最好不超过2根,若超过时,分成2
有效地满足结构安全性的要求。
排布置.。
4结构布置
(5)水平位移限値:最大层间位移角,框架结构
(1)平面布置:在异形柱框架结构的一个独立结为1/600。
构单元内结构的半而形状简单、对称、滅少偏心,2工程实例
刚度和承载力分布宜均匀,框架纵、横向柱网轴线宜
对齐拉通,异形柱截面肢厚中心线宜与框架梁中心线
合肥某小区6层宅楼,半面布置详见图1所
?齐。
示,建筑物总高自室外地邶算起为18.35m,宽度
(2)%向布置:建筑立面和竖向测而官规则
5m高宽比为1.6:标准层层高2.9m,底层层高
匀,避免过大的外挑、内收及楼层刚度沿咚向的突变,自基础地梁顶面算起为3.9m,地震设防烈度7度,
竖间结构构件的截面尺寸与材料强度不宜在同一楼抗震等级,场地类别为Ⅱ类,基本风压为
层变化。
0.35kN/m2,基本雪压为0.6kN/m2。
抗震等级
根据建筑使用能的要求,本稈釆用现浇钢筋
异形柱框架结构应根据结构体系、房屋高度及抗混凝:异形柱框架,在两个方向均有拉结。结合建筑
震设防烈度采用不同的抗震等纹,且应符合相应的使用要求,将柱网定在5m以内,在没有必要设置异
计算和构造措施要求。根据文献[1],6度区高形柱的地方,均设置了矩形柱,异形框架柱、梁宽
度21m时,抗震等级按四级考虑,高度>21m时,200mm,砖砌填允墙釆用非承重料上空心破(质量分
抗震等级按三级考虑;7度区高度<21m时,抗震等数9.4kN/m),楼屋而活荷载按文献[2,5]取值。
级按三级考虑,高度>21m时,抗震等级按二级考
本「程底层层高为3.9m、梁高为400mm时,
虑;8度区高度412m时,抗震等致按考虑。
按规定异形柱的最大肢长为875mm,最小为
构造要求
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