小议异形柱框架结构设计.doc

小议异形柱框架结构设计
佟盛勋 端木庆辉 摘要:为适应住宅平面灵活布置,异形柱框架结构是一种较好的结构形式。从异型柱框架结构的自身受力特点出发,结合工程实践经验提出了异型柱结构设计中应注意的相关问题及设计心得。
关键词:异很大,不能简单把矩形柱的计算方法应用到异型柱中,异形柱结构的分析模型应符合结构的实际受力状况,内力和唯一分析应采用空间分析模型,可选择空间杆系模型、空间杆-薄壁杆系模型、空间杆-墙板元模型或其他组合有限元模型。在设计中应注意以下几个问题
(1)用TAT程序进行结构整体计算时,按异形柱模式可能导致结构刚度下降,应适当增加抗地震力;
(2)在一般的矩形柱的多层框架结构中侧移多不起控制作用,而对于异形柱框架结构,由于侧向刚度较小,有时侧移会超过规范允许值;
(3)剪跨比不大与2的柱及因设置填充墙等形成的对柱的净高与柱截面长边尺寸之比小于4的异形柱,应沿柱高全高加密箍筋,以减小地震作用下柱剪切脆性破坏的危险性和改善柱的变形性能;
(4)异形柱结构的地震作用计算,一般情况下,应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担,7度()及8度,()时尚应对与主轴成方向进行补充验算;
(5)位于L形柱角处的纵向受力钢筋为双向共用;
(6)为安全起见,对抗震等级三级及三级以上的结构,应对节点进行计算,以保证节点区的可靠性;
构造设计
(1)柱壁厚度和砼标号的选择 异形柱截面的肢厚不应小于200mm,肢高不应小于500mm;混凝土强度等级C25~C50;异形柱的剪跨比宜大于2,。
(2)纵向钢筋和箍筋 因异形柱肢厚薄,为节点施工方便,纵向受力钢筋每边不宜过多,宜用2根,且应选取较大直径钢筋以减少根数。
规范要求异形柱纵筋间距不大于350mm,因此肢宽较大时应设置构造钢筋,直径可Ф12、Ф14,不必选用更粗的钢筋。
(3)轴压比限值 由于异形柱结构的抗震性能不及矩形柱结构,因此,异形柱的轴压比限值比矩形柱更加严格。在程序试算后,应初步确定出各柱的轴压比具体限值,并在配筋简图中仔细查看各层柱的计算轴压比是否有超限的。因为此时异形柱的实配纵筋和箍筋还是未知的,PKPM程序无法判断每个柱的轴压比具体限值,只有在轴压比超过矩形柱结构的轴压比限值时,程序才会报告轴压比超限。因此,异形柱的轴压比超限,必须逐一手工核算。
3 异形柱结构构造的设计心得
(1)《异规》,异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm。梁截面高度太小会使柱纵向钢筋在节点核心区内锚固长度不足,容易引起锚固失效,损坏节点的受力性能,特别是地震作用下的抗震性能,为避免上述现象出现,规定梁的高度、即节点高度不能太小。异形柱结构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。
(2)《异规》,异形柱截面的肢厚不应小于

200mm,肢高不应小于500mm。根据近年异性柱结构的工程实践,肢厚小于200mm时,会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度不足,故限制肢