2015年結(jié)構(gòu)師考試結(jié)構(gòu)工程異型柱框架設計知識點

　　異型柱框架的結(jié)構(gòu)設計要點

　　(l)非抗震設防區(qū)采用異形柱框架結(jié)構(gòu)，除了截面承載力計算以外，在設計中與矩形柱框架結(jié)構(gòu)相同;在抗震設防區(qū)采用時，由于異形柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸較小(柱肢寬度小)，即使加強了配筋，在地震早期易于出現(xiàn)混凝土被壓碎現(xiàn)象和引起鋼筋屈服。目前對這種結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能了解得還不夠。異形柱截面的設計方法不同于矩形柱，國家尚未頒布異形柱框架的設計規(guī)程。因此，目前在抗震設防區(qū)，其層數(shù)不宜超過10層;在8度地區(qū)，層數(shù)不宜超過8層，總高度不宜超過22m。

　　(2)異型柱框架宜設計成雙向梁柱剛架體系，以承受縱橫兩個方向的地震作用或風荷載。異型柱框架可以是現(xiàn)澆柱、T形疊合粱結(jié)構(gòu)，也可以是現(xiàn)澆粱柱結(jié)構(gòu);樓蓋宜采用現(xiàn)澆整體或者裝配整體式;其梁柱混凝土強度等級不應低于C20。

　　(3)異型柱框架梁、柱截面應當按“強柱弱梁”和“密柱小粱”的要求確定。承受較大軸力的異形柱，如滿足軸壓比的要求，往往需要較大的截面尺寸，但因柱肢寬度受到墻厚的限制，所以一般柱肢較長。柱肢長和肢寬之比應不大于4，肢長不宜超過600mm。倘若超過，則已屬于薄壁構(gòu)件，應按剪力墻計算。同時，根據(jù)工程實踐，柱截面肢寬較小時，框架梁柱節(jié)點處的鋼筋設置困難，不易旋工，因而肢寬不宜小于250mm。在抗震設計中，為了保證柱子的延性，必須對框架柱在地震作用組合條件下的軸壓比給予一定的限制，雖然有試驗研究表明，異形柱的延性和矩形柱相當，但因?qū)嶒灁?shù)據(jù)有限，設計時可按《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設計與旌工規(guī)程》中軸壓比限值減小0.05采用(三級不應大于0.85)。

　　(4)異型柱框架設計時，應結(jié)合建筑平面和高度需要以及抗震要求，布置L、T、十字形等截面柱或混合布置矩形柱或剪力墻，以充分發(fā)揮異形柱和各種構(gòu)件在建筑使用上和結(jié)構(gòu)性能上的優(yōu)點，這樣，才能做到設計合理，取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。同時，結(jié)構(gòu)設計中應重視異形柱的合理布置，平面節(jié)點處(交叉點處)應盡量設柱，宜使結(jié)構(gòu)平面及剛度分布均勻?qū)ΨQ，減小或避免地震作用扭轉(zhuǎn)效應對結(jié)構(gòu)受力的不良影響。由于扭轉(zhuǎn)效應以結(jié)構(gòu)平面角區(qū)最為顯著，而角柱又為L形截面(在y方向不對稱)，所以結(jié)構(gòu)的均勻簡單對L形柱更為重要，以保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，使整個結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、抗側(cè)移剛度和延性。

　　(5)梁柱節(jié)點設計。由于柱截面肢寬較小，鋼筋在梁柱節(jié)點處應適當內(nèi)移。若采用預制疊合粱，也可將柱筋內(nèi)移，以確保梁下部鋼筋直行。

　　(6)柱與墻體的連接。柱子側(cè)面預留拉結(jié)鋼筋伸入墻體，一般可用2≯6，伸入長度500～600mm，在三、四段框架中，拉結(jié)長度不小于墻長的1/5且不小于700mm。但在旆工中，框架填充墻對結(jié)構(gòu)剛度的影響，避免結(jié)構(gòu)沿高度形成剛度突變。

　　(7)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移設計，可以利用電算程序。用CAD輸入數(shù)據(jù)時，為簡便起見，可用慣矩與異形柱相等的矩形柱代替。梁柱的計算慣性可按《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設計與施工規(guī)程》的有關條文采用。

　　關于柱截面承載能力設計可規(guī)定正截面計算：軸向力作用在T形截面對稱軸上時，T形柱為單向偏壓構(gòu)件，按《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》計算;對于L形截面以及T形截面為雙向偏壓構(gòu)件時，可用當量彎矩法計算。斜截面計算按《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》計算。有抗震要求時，上述計算應考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)。

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