《异形柱框架结构的设计与应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《异形柱框架结构的设计与应用（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、异形柱框架构造的设计与应用摘要：本文阐述了异形柱框架构造与矩形拄框架构造在设计中的局部差异，并简要介绍了异形柱框架构造在satb软件中有关粱柱节点域的处理方法，同时将作者在设计异形柱框架构造中的学习心得与广阔设计人员共同讨论。关键词：异形柱框架构造；矩形柱框架构造；sate：节点域1前言随着人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高，从而对建筑设计布局有了新的要求。普通框架构造的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔己越来越不能被房屋使用者所承受，因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求构造工程师配合解决这个问题，因此在框架构造中以异形截面柱代替矩形柱。在此，笔者拟与广阔设计人员共同讨论一下
2、混凝土异形柱框架构造的设计与应用。2异形柱构造的设计与应用21异形柱及异形柱构造的定义211?混凝土异形柱构造技术规程?(gj149-2022)对异形柱的定义是：截面几何形状为l形、t形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比(柱肢截面高度与厚度的比值)不大于4的柱。l形截面柱多用于墙的转角部位，t形和十字形截面柱多用于纵横墙交接处。212所谓异形柱框轻构造即是由异形(t型、l型、十字型)柱组成框架，由轻质填充墙所形成的构造。根据建筑布置及构造受力的需要，异形柱构造中的框架柱，可全部采用异形柱，也可局部采用一般框架柱。建立部在1996年11月发布的住宅产业现代化试点技术开展要点文件中，对其特点做了如下
3、阐述：1)由t形边柱、十字形中柱、l形角柱组成的框架：2)填充墙与柱壁同厚，室内不出现柱楞：3)因墙体减薄与砖混构造相比，可增加使用面积810；4)填充墙的墙体材料可根据当地保温隔热要求，因地制宜，就地取材。22异形柱框架构造与矩形柱框架构造在设计中的差异221对于一样烈度和构造类型的两种体系而言，异形柱构造适用的房屋最大高度有较大幅度的降低。222对于一样构造类型的两种体系而言，异形柱构造弹性层间位移角限值、弹塑性层闻位移角限值更加严格一些。223钢筋混凝土房屋应根据烈度、构造类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对于一样烈度和构造类型的两种体系而言，异形柱构造抗震等级确实定方法更加严格一些，其
4、在房屋高度的取值上降低了数值。224抗震设计时，改变不规那么的异形柱构造，楼层竖向构件的最大程度位移和层间位移与该楼层两端弹性程度位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45；而矩形柱框架构造的该比值为1.50。225抗震设计时，对于一样构造类型的两种体系而言，异形柱的轴压比限值均有不同幅度的降低，意味着其要求更加严格。226异形柱构造的地震作用计算，一般情况下，应允许在构造两个主轴方向分别计算程度地震作用并进展抗震验算，各方向的程度地震作用应由该方向抗侧力构件承当，7度(0.15g)及8度，(0.20g)时尚应对与主轴成方向进展补充验算。23异形柱框架构造在sate中的设计与应用可以有效地分析
5、带有混凝土异形柱的构造并进展截面配筋设计，这是sate软件的特点之一。在梁的刚度、荷载、及截面配筋计算时，充分考虑了异形柱框架构造的特殊性。由于混凝土异形柱的柱肢较长，梁、柱在节点处的重叠局部较大，合理的力学模型简化应将重叠局部作为刚域，自重计算时不应重复计算重叠局部的混凝土重量，sate软件中对梁考虑了这样的力学模型简化：(1)梁的计算按扣除刚域后的梁长计算：(2)梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；(3)截面设计按扣除刚域后的梁长计算；(4)梁端刚域的计算原那么如下：记梁两端与柱的重叠局部长分别为di和dj，梁长为l(即两端节点问的间隔 )，梁高为h，那么梁两端的刚域的长度分别为dbia(
6、0,dih/4)dbja(0,djh/4)扣除刚域后的梁长为：ll(dbidbj)24异形柱构造构造的设计心得241?异规?第613条规定，异形柱构造框架梁截面高度抗震设计时不应小于400。当节点的非弹性变形较大时，贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧，甚至出现沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏、现象发生。为保证其粘结应力不致过大，防止上述现象出现，规定梁的高度、即节点高度不能太校异形柱构造框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件，故务必遵守此条规定。242?异规?第613条规定，异形柱截面的肢厚不应小于200，肢高不应小于500。这是因为肢厚较小时，会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困
7、难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度缺乏，故限制肢厚不应小于200，以保证构造的平安及施工的方便。而限制肢高一方面为了满足伸入柱内的梁纵向钢筋锚固长度，另一方面是考虑柱双向正截面承载力要求和双向受剪性能的要求。243?异规?第6351条规定，抗震设计时，对二、三级抗震等级，贯穿中柱的梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱肢截面高度h的1/30，当混凝土的强度等级为40及以上时可取1/25，且纵向钢筋直径不应大干25。矩形柱框架的框架梁纵向钢筋伸入节点后，其相对保护层一般能满足，而异形柱的/d大局部仅为2.0左右，根据变形钢筋粘结锚固强度公式分析比照可知，后者的粘结才能约为前者的0.7。为此，规定抗震设计时，
8、梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱截面高度的1/30。由于粘结锚固强度随混凝土强度的进步而进步，当采用混凝土强度等级在40以上时，可放宽到1/25。244?异规?第6354条及表635给出了异形柱构造框架梁梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率。这比?抗规?第633条规定的梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5要严格。这是因为，在地震作用组合内力作用下，梁支座处纵向钢筋有可能在节点一侧受拉，另一侧受压，对于异形柱框架梁柱节点更易引起纵向钢筋在节点核心区的锚固破坏。为保证梁支座截面有足够的延性，设计时不考虑纵向钢筋的受压作用。为此，对二、三级抗震等级的框架梁可根据单筋梁满足的条件来确定梁纵向受拉钢筋最大配筋
9、率。以30混凝土，hrb335钢应的混凝土强度等级和钢筋级别得出的。245异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率，抗震设计时不应大于3。这是因为异形柱肢厚有限，柱中纵向受力钢筋的粘结强度较差，故将纵向受力钢筋的总配筋率由对矩形柱不大于5降为不应大于3，以减少粘结破坏和节点处钢筋设置的困难。3工程算例31工程概况某多层异形柱框架构造，共6层。地震烈度为7度(设计根本地震加速度为0.15g)，框架抗震等级为三级。该构造的标准层构造平面图(如图中仅表示出梁柱构造)所示。填充外墙为250厚u10轻骨料砼空心砌块(容重13kn/)，填充内墙为200厚u10蒸压砂加气砼砌块溶重8kn/)。32设计心得321在设计
10、该构造时，最初将混凝土强度等级定为30，但是计算得到的异形柱轴压比超过标准规定限制，同时梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率超过?异规?表635的要求。虽然对楼板而言，采用30混凝土是可以的，但考虑到梁板柱的施工问题，同时为满足异形柱轴压比以及梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率的要求，最终将梁板柱的混凝土强度等级全部改为40。不过考虑到混凝土强度等级较高时楼板易开裂的问题，在楼板设计中采取必要的抗裂措施。322从中可以看出，有z形、形柱，这里介绍一下这两种柱的处理方法。(1)z形柱，是由两个l形柱组成的。在pad输入时按两个l形柱来输入并进展内力及配筋计算。因为z形柱受力较大时易在中间肢劈开，劈开后(极
11、限状态)其受力接近于两个l形柱，按两个l形柱处理较为合理。此时两个l形柱间的梁会困刚度太大而超筋，因为实际上无此梁，只是有限元计算时两柱问有联络必须有此梁，故不必管。(2)形柱，计算及配筋时是按t形柱考虑的。只是由于建筑布置的要求，此处垂直搭接至t形翼缘上的梁的梁端钢筋锚固长度，由于翼缘厚度只有200，不能满足要求。故在此处增加一局部混凝土，该局部按构造配筋，就是为理解决梁端钢筋锚固长度的问题。通过该构造的设计，本人意识到为保证构造平安，构造构造在整个设计过程中起着非常重要的作用。尤其对于异形柱构造而言，实际上是梁柱节点域的设计。总之，异形柱框架构造有着较大的市场需求，在设计中根据其受力特点，充分理解其破坏机理，选用合理的柱网布置形式，正确掌握计算机分析方法加上人为分析，合理配置截面钢筋，使构造具有可靠的平安保证。
