2015年結(jié)構(gòu)師考試結(jié)構(gòu)工程異型柱框架設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)

　　異型柱框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　(l)非抗震設(shè)防區(qū)采用異形柱框架結(jié)構(gòu)，除了截面承載力計(jì)算以外，在設(shè)計(jì)中與矩形柱框架結(jié)構(gòu)相同;在抗震設(shè)防區(qū)采用時(shí)，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(qiáng)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(duì)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(shè)計(jì)方法不同于矩形柱，國家尚未頒布異形柱框架的設(shè)計(jì)規(guī)程。因此，目前在抗震設(shè)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(shè)計(jì)成雙向梁柱剛架體系，以承受縱橫兩個(gè)方向的地震作用或風(fēng)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(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。

　　(3)異型柱框架梁、柱截面應(yīng)當(dāng)按“強(qiáng)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(zhǎng)。柱肢長(zhǎng)和肢寬之比應(yīng)不大于4，肢長(zhǎng)不宜超過600mm。倘若超過，則已屬于薄壁構(gòu)件，應(yīng)按剪力墻計(jì)算。同時(shí)，根據(jù)工程實(shí)踐，柱截面肢寬較小時(shí)，框架梁柱節(jié)點(diǎn)處的鋼筋設(shè)置困難，不易旋工，因而肢寬不宜小于250mm。在抗震設(shè)計(jì)中，為了保證柱子的延性，必須對(duì)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(yàn)研究表明，異形柱的延性和矩形柱相當(dāng)，但因?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)有限，設(shè)計(jì)時(shí)可按《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與旌工規(guī)程》中軸壓比限值減小0.05采用(三級(jí)不應(yīng)大于0.85)。

　　(4)異型柱框架設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)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(diǎn)，這樣，才能做到設(shè)計(jì)合理，取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視異形柱的合理布置，平面節(jié)點(diǎn)處(交叉點(diǎn)處)應(yīng)盡量設(shè)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(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)受力的不良影響。由于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)以結(jié)構(gòu)平面角區(qū)最為顯著，而角柱又為L(zhǎng)形截面(在y方向不對(duì)稱)，所以結(jié)構(gòu)的均勻簡(jiǎn)單對(duì)L形柱更為重要，以保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，使整個(gè)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(diǎn)設(shè)計(jì)。由于柱截面肢寬較小，鋼筋在梁柱節(jié)點(diǎn)處應(yīng)適當(dāng)內(nèi)移。若采用預(yù)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(yù)留拉結(jié)鋼筋伸入墻體，一般可用2≯6，伸入長(zhǎng)度500～600mm，在三、四段框架中，拉結(jié)長(zhǎng)度不小于墻長(zhǎng)的1/5且不小于700mm。但在旆工中，框架填充墻對(duì)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(shè)計(jì)，可以利用電算程序。用CAD輸入數(shù)據(jù)時(shí)，為簡(jiǎn)便起見，可用慣矩與異形柱相等的矩形柱代替。梁柱的計(jì)算慣性可按《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》的有關(guān)條文采用。

　　關(guān)于柱截面承載能力設(shè)計(jì)可規(guī)定正截面計(jì)算：軸向力作用在T形截面對(duì)稱軸上時(shí)，T形柱為單向偏壓構(gòu)件，按《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算;對(duì)于L形截面以及T形截面為雙向偏壓構(gòu)件時(shí)，可用當(dāng)量彎矩法計(jì)算。斜截面計(jì)算按《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算。有抗震要求時(shí)，上述計(jì)算應(yīng)考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)。

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