浅谈异形柱框架结构住宅设计.doc

浅谈异形柱框架结构住宅设计
摘要:异形柱框架结构住宅使房间布局规整,有效增大了室内使用面积,而且墙体分隔灵活,便于住户装修改造。同时,这种住宅的抗震性能也优于砖混结构,具有良好的经济效益,环境效益及社会效益,并愈来愈显示出其良好筋可在柱筋的外侧穿过。
二、结构平面布置
异型柱框架结构的平面布置,除应遵守一般框架结构的构造措施、相关规定、设计要求外,还应考虑自身的特点,注意以下几点:
(一)平面布置宜尽量对称,两个主轴方向要协调,使合力中心尽可能和刚度中心重合,减少偏心距,尽量减少因扭转产生的不利影响;
(二)异形框架宜双向设置,框架柱应对齐,框架梁应拉通,避免纵横框架梁相互支撑,使结构形成空间受力并具有足够的承载能力、刚度和稳定性,同时具有良好的整体性和较好的抗震性能。
(三)竖向布置应力求体型规则、均匀,避免过大的外挑和内收,防止楼层刚度沿竖向的突变,尽量避免错层。
总之,异型柱设计的目的主要是合理解决小面积房屋的使用问题,应重点布置在房屋中影响房间使用的墙角部位,其它部位从受力合理和施工方便两个方面考虑宜采用矩形截面柱。这样兼顾了使用和经济两个方面,充分发挥了异型柱使用和受力的特点创造出每平方米建筑面积用钢量较低的好指标。
三、异形柱结构设计时应注意的问题
异形柱的受力情况复杂,结构延性相对较差,单纯依靠目前的程序计算配筋尚难满足结构抗震的延性要求,因此必须加强构造措施,从概念出发,保证结构具有足够的安全度。
(一)轴压比控制
异形柱的延性比通俗矩形柱要差。轴压比、高长比(即柱净高与截面肢长之比)是影响异形柱破损形态及延性的两个主要原因。异形柱因为多肢的存在,其剪力中心与截面形心往往不重合,在受力状况下,各肢发生翘曲正应力和剪应力。因为剪应力,使柱肢混凝土先于通俗矩形柱呈现裂痕,即发生腹剪裂痕,导致异形柱脆性较差,使异形柱的变形能力比通俗矩形柱降低。为了保证异形柱的延性,必需严格节制轴压比,同时避免高长比小于4(短柱)。可以通过控制柱距、采用轻质墙体、优化结构平面布置改善。柱肢端承受梁传来的集中荷载,局部压应力大,可设置暗柱。
(二)配筋构造
在正确的结构选型及计算后,截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点,柱肢端部会出现较大应力,加上梁作用于柱肢上应力的不均匀,一般越靠肢端应力越大,对柱肢形成偏心压力,进一步加大肢端压应力。因此在异形柱配筋时,应在肢端设暗柱,暗柱的外排钢筋由计算而定。离端部厚度范围内设2Ф14的构造纵筋,箍筋同柱,这样可限制柱肢的砼裂缝的开展,提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。柱上的箍筋不仅能抗剪,也可约束砼变形,增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍,因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下,箍筋直径大,其延性指标好,因而箍筋可用Ф8、Ф10,其间距可比普通柱箍筋间距小。
(三)梁柱节点设计
梁柱节点是异形柱结构的薄弱部位。由于节点的作用是将本层和上层荷载通过核心区传至下层柱中,其作用力为与节点相连的梁端和柱端弯矩、轴力、剪力、扭矩,受力非常复杂。异形柱框架节点由于异形柱截面的特点,正交方向梁截面的宽度与柱接触面积较小且偏置,对节点核心区砼难以达