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異形柱設(shè)計小結(jié)

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一 形柱的概念定義

異形柱：指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱?，F(xiàn)在建筑界所講的“異形柱”，特點是截面肢薄，由此引起構(gòu)件性能與矩形柱性能的差異，這些包括受力、變形、構(gòu)造做法等一系列差異。制定規(guī)程主要是針對肢厚200、250mm的異形柱。其形式與短墻肢相似，若肢較長就稱短墻肢，很難劃分兩者的界線。稱呼異議：大多數(shù)比矩形柱、圓形柱稱異形柱如建設(shè)部第415號批準(zhǔn)天津大學(xué)主編的《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ149—2006，（自2006年8月1日起實施，）亦有稱異型柱如上海市同濟(jì)大學(xué)主編的《鋼筋混凝土異型柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》地方規(guī)范。 二“一”、“Z”形柱未列入規(guī)程的原因 1、“一”形柱截面兩主軸方向抗彎能力相差甚大。不論是在風(fēng)荷載作用下還是在地震作用下結(jié)構(gòu)中的柱一般都是受到兩個方向的彎矩同時作用，其受力后的表現(xiàn)可想而知，它在雙向剪力作用下性能也不好，由GB50010柱雙向受剪承載力計算公式可見，柱截面相鄰兩邊長相差越多，其斜向受剪承載力越低。如沿“一”形柱短邊方向有梁與其相連，則此梁柱節(jié)點的核心區(qū)面積只有柱厚乘梁寬這一點點，顯然承受不了它受到的節(jié)點剪力。所以異形柱規(guī)程未將“一”形柱列入。 2、“Z”形柱在實際工程中，應(yīng)用還是很多的，比如陽臺轉(zhuǎn)角。“Z”形截面柱與“一”形截面柱類似，即兩主軸方向抗彎能力相差甚大，多數(shù)情況下是Z形的上下兩水平肢受與其方向一致的力，即由兩根梁傳來的拉力或壓力，這只有通過中間肢的受扭來傳遞，后果只能是中間肢的斷裂！ 3、“Z”形異形柱目前研究的不是很多，但在實際工程還是有用的。如果結(jié)構(gòu)中只是個別柱為Z 形，可以采用加強(qiáng)構(gòu)造的做法設(shè)計，應(yīng)該問題不大。 三、異形柱應(yīng)用的意義 隨著國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》頒布，砼異形柱結(jié)構(gòu)將建筑美觀、使用功能的靈活性與建筑結(jié)構(gòu)合理的受力性能有機(jī)地結(jié)合起來，為用戶提供了理想的居住環(huán)境，受到房地產(chǎn)開發(fā)商和廣大用戶的歡迎，由于其符合室內(nèi)布置的要求，且與墻體（指填充墻）連接良好，在我國許多省市的住宅建筑已有廣泛的實際應(yīng)用，甚至在8度地震設(shè)防區(qū)得到一定程度的應(yīng)用。 四、扁平柱的使用 在異形柱結(jié)構(gòu)中使用扁平柱是可以的，建議最小厚度取250，梁縱筋用3級鋼，直徑不超過12。各項驗算同普通框架柱，構(gòu)造和軸壓比建議控制更嚴(yán)格一些。因“一”形異形柱不提倡用，在某工程上缺了還不行，沒辦法可用扁平柱，其計算按矩形柱方法計算。 五、異形柱限制砼強(qiáng)度等級≥C25和≤C50原因 由于異形柱截面尺寸薄，砼強(qiáng)度等級小于C25的話可能達(dá)不到其與鋼筋之間保證粘結(jié)的要求；C50以上的異形柱構(gòu)件及結(jié)構(gòu)科學(xué)研究相對較少，還不足以行成編制規(guī)程條文的基礎(chǔ)，所以這次規(guī)程未列入。 六、底層減柱的限制 1.落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通房屋全高；不落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通轉(zhuǎn)換層以上的所有樓層。底部抽柱數(shù)不宜超過轉(zhuǎn)換層相鄰上部樓層框架柱總數(shù)的30%。轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的框架柱不應(yīng)采用異形柱；底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)可用于非抗震設(shè)計和6度、7度（0.10g）抗震設(shè)計的房屋建筑； 2.底部抽柱，帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)在地面以上大空間的層數(shù)：非抗震設(shè)計不宜超過3層；抗震設(shè)計不宜超過2層；底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層異形柱結(jié)構(gòu)適用的房屋最大高度應(yīng)按本規(guī)程第3.1.2條規(guī)定的限值降低不少于10%，且框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)超過6層?？蚣埽袅Y(jié)構(gòu),非抗震設(shè)計不應(yīng)超過12層，抗震設(shè)計不應(yīng)超過10層； 3.不落地的框架柱應(yīng)直接落在轉(zhuǎn)換層主結(jié)構(gòu)上。托柱梁應(yīng)雙向布置，可雙向均為框架梁，或一方向為框架梁，另一方向為托柱次梁；轉(zhuǎn)換層上部異形柱向底部框架柱轉(zhuǎn)換時，下部框架柱截面的外輪廓尺寸不宜小于上部異形柱截面外輪廓尺寸。轉(zhuǎn)換層上部異形柱截面形心與下部框架柱截面形心宜重合，當(dāng)不重合時應(yīng)考慮偏心的影響； 4.轉(zhuǎn)換層及下部結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30；轉(zhuǎn)換層樓面應(yīng)采用現(xiàn)澆樓板，樓板的厚度不應(yīng)小于150mm，且應(yīng)雙層雙向配筋，每層每方向的配筋率不宜小于0.25%。樓板鋼筋應(yīng)錨固在邊梁或墻體內(nèi)； 5.轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比宜接近1。轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比可按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002第E.0.2條的規(guī)定計算。規(guī)程不允許次梁轉(zhuǎn)換(二次轉(zhuǎn)換)。 6.托柱框架梁的截面寬度，不應(yīng)小于梁寬度方向被托異形柱截面的肢高（就是柱全由梁寬包?。┗蛞话憧蚣苤慕孛娓叨?；不宜大于托柱框架柱相應(yīng)方向的截面寬度。托柱框架梁的截面高度不宜小于托柱框架梁計算跨度的1/8；當(dāng)雙向均為托柱框架時，不宜小于短跨框架梁計算跨度的1/8。托柱次梁應(yīng)垂直于托柱框架梁方向布置,梁的寬度不應(yīng)小于400mm,其中心線應(yīng)與同方向被托異形柱截面肢厚或一般框架柱截面的中心線重合. 7.注解：直接承托不落地柱的框架稱托柱框架，直接承托不落地柱的框架梁稱托柱框架梁，直接承托不落地柱的非框架梁稱托柱次梁。 七、應(yīng)用范圍 異形柱應(yīng)用在7度設(shè)防以下。 八、地震力系數(shù)放大 因用異形柱導(dǎo)致剛度下降，使得地震力減小，應(yīng)采用地震力放大系數(shù)來適當(dāng)?shù)卦黾拥卣鹆Α?/span> 九、自振周期折減 計算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期，應(yīng)考慮非承重填充墻體對結(jié)構(gòu)整體剛度的影響予以折減。 十、截面定義輸入： 異形柱截面有T形、十形、L形，對一字形、Z字形規(guī)程未列入應(yīng)用，在PMCAD截面定義中輸入T形按2截面工形輸入，不用的地方輸0；十形按6截面十形輸入（該正正該負(fù)負(fù)）；L形用5截面槽鋼形輸入（定義某肢長為0）。其寬均為240，肢長為600。輸入軸線節(jié)點處應(yīng)注意偏心（以豎向肢中點來定位）材料應(yīng)定為砼。為減少輸入偏心轉(zhuǎn)角的麻煩，在定義時要多定幾個不同的截面類型。 十一、配筋計算： 配筋計算：采用雙偏壓、拉計算，（角柱程序在編制過程中就默認(rèn)采用雙偏壓來計算，即使你在選擇系數(shù)時選的單偏壓計算模式，程序仍然按照雙偏壓計算）箍筋采用雙剪箍。異形柱肢長與肢寬比≤4時（梁的剛度計算跨度以柱形心為準(zhǔn)，這時在‘參數(shù)修正’菜單中選擇不考慮梁柱重疊影響，即不考慮梁的剛域），否則應(yīng)考慮梁的剛域（梁的剛度計算跨度以柱凈跨為準(zhǔn)，這樣梁的剛度計算長度就短，剛度就大）。這時梁柱重疊部分，按剛域參數(shù)考慮。 十二、施工圖畫法： a全樓柱鋼筋歸并；b平面柱大樣畫法畫異形柱施工圖，應(yīng)注意箍筋加密與普通柱相同；柱分布筋之間設(shè)拉筋，其直徑同箍筋，間距是箍筋的2倍；橫向肢、豎向肢分別按計算配置一個矩形箍筋，并分別滿足X、Y向計算箍筋面積的要求；c豎向筋要滿足最小間距要求，采用對稱配筋，一排排不下，程序自動放兩排；按固定鋼筋（L形角部的角筋雙向共用）和分布筋（豎向架立筋@≤200）的構(gòu)造要求分別配制固定鋼筋和分布筋。d在核心區(qū)箍筋相交處，若無主筋時，應(yīng)設(shè)豎向架立筋如T形柱內(nèi)側(cè)，架立筋為構(gòu)造筋，隱含直徑D=14mm。 十三、其它 頂層托斜層頂?shù)模ń牵┲?guī)程對此沒有涉及，它所受軸力、彎矩均不大，柱本身強(qiáng)度不會成問題，關(guān)鍵是房屋頂部結(jié)構(gòu)整體性能，設(shè)計人員自己把握抗震設(shè)計的異形柱結(jié)構(gòu)不應(yīng)有錯層，原因是免形成短柱。較小的錯層(梁高范圍內(nèi)樓板錯開)不算“錯層”，即這里的錯層是指規(guī)范和高規(guī)中的“較大的錯層”。抗震設(shè)計時，框架柱的凈高與柱截面長邊之比不宜小于4，不應(yīng)小于3。一般樓梯處易出現(xiàn)短柱，為此在樓梯間兩側(cè)布置剪力墻其它地方還是以異型柱為主。異形柱在斜向水平荷載作用下，其受剪承載力的平面圖形為梅花狀，等肢情況下（即兩肢長度、寬度相同）異形截面柱受剪承載力在各象限圖形是凸的。在斜向剪力作用下，如果按X、Y兩個分量分別配筋滿足要求的話，其斜向承載力也能滿足要求。由以上原因，異形柱規(guī)程規(guī)定異形柱的斜截面承載力可以分X、Y向分別進(jìn)行設(shè)計。，不等肢情況時，該圖形的凸出程度要差一些，兩肢長度相差越大，凸出程度越差，一形柱就是個扁橢圓。所以，這也是規(guī)程規(guī)定異形柱截面任一肢肢長不得小于500mm的一個原因。 十四、總結(jié) PKPM系統(tǒng)實現(xiàn)了異形柱的布置、計算、施工圖設(shè)計。在異形柱布置時應(yīng)注意偏心，轉(zhuǎn)角的應(yīng)用；在TAT或SATWE計算時，要了解異形柱的剛度計算（注意應(yīng)考慮剪應(yīng)力不均勻分布的影響系數(shù)，一般矩形柱為1.2，異形柱采用分塊積分法在TAT數(shù)據(jù)檢查時統(tǒng)一完成）、剛域計算、整體內(nèi)力到柱肢內(nèi)力的分配計算，尤其是軸力的分配計算問題、以及異形柱配筋計算；在繪施工圖時，要了解異形柱的構(gòu)造要求，角點筋的配置，架立分布筋的設(shè)置等。
發(fā)布：2007-07-27 12:44    編輯：泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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