探讨异形柱框架结构设计在建筑工程中的应用

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1、广东建材2011年第11期建筑设计与装饰探讨异形柱框架结构设计在建筑工程中的应用阳旦娇(湖南华亿市政工程设计有限公司)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。文章详细阐述了异形柱框架的受力性能，分析了异形柱结构设计的计算方法，对设计实际工程中异形柱结构构造措施等方面进行了探讨，供广大工程设计人员参考。关键词：异形柱；框架结构；受力性能；计算分析；设计构造1引言2．3平面布置随着经济的快速发展，异形柱框架结构作为一种全(1)鉴于异形柱受力复杂且抗震性能不好，能采用矩新的结构形式广泛用于住宅建筑中，相对于传统的框架形柱的地方优先采用矩形柱，对于卧室等对空间有要求结构，能

2、更好的满足建筑需求且造价略有降低，因此具的地方采用异形柱。有更好的经济效益和社会效益。该结构形式一般指同层(2)设计时应和建筑师商量尽量使纵横柱网轴线对内异形柱数量超过柱总数量10％的框架或框架剪力墙齐拉通，震害表明柱网轴线不对齐形不成完整的框架，结构，适用抗震设防烈度为6。或7。的地区。为此，文可能因扭转效应和传力路线中断等问题引发严重震害。章对异形柱框架结构设计进行探讨，以推广该技术的使(3)对于异形柱结构L形柱宜采用两肢等长的柱，但用。是由于建筑方案地下室一侧为停车库，为了保证车子出入的宽度，这一排异形L柱均采用不等长的柱，但保证2设计实例两肢肢高比不超过1．6。2．1工程概况(4)在

3、用PKPM建模时，因为建筑图中有部分轴线问某建筑地下一层(层高3．6m)，地上7层(层高3离不大，若建两个节点容易出现短梁，而且建两个节点m)，顶层为坡屋顶，总层高为3×7+3．6=24．6lIl。经过柱子只能布置在一个节点上，另一节点上的梁程序不可研究讨论，该工程确定采用异形柱框架结构设计，地下以搭在此柱上，这样程序计算时容易出错，所以对此问本工程抗震设防烈度为7度，异形柱框架结构的抗震等题的解决办法是两轴线间离不大时，一轴线上的梁柱采级为三级，异形柱结构弹性层间位移角限值为i／6oo，用偏心方式布置在另一轴线上，这样就解决了短梁和不弹塑性层间位移角限值为i／6o，轴压比限值：L形认梁搭柱

4、的情况。0．60，T形0．65，十字形0．70。(5)电算建模中柱子配筋要采用双偏压原则，考虑双2．2异形柱建筑图向地震作用计算。异形柱建筑图，见图1。2．4PKPM计算PKPM计算结果，见表1、表2。PKPM系统完成了异形柱的布置、计算、施工图设计，但在异形柱布置时，要注意偏心、转角的应用；在表1周期、地震力与振型输出文件(侧刚分析方法)I振型号周期转角平动系数(X+Y)扭转系数l0．816589．960．99(0．00+0．99)O．O120．79911．510．94(0．94+0．O0)0．O630．7480i56．320．07(0．06+0．01)O．93图I40．2451179．2

5、40．99(0．99+0．O0)O．O1—61—建筑设计与装饰广东建材2011年第11期表2SATWEttr．~Ymt$1"出文件度与柱肢宽度的比值一般在2．5～4，墙肢曲内外两楼层最大位移最火水平位移和层间位移与个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度致，其各振型号相应楼层平均值的比值X方向Y方向X方向y方向向承载能力也有较大差异。10．8l6589．96O．99(0．00+0．99)0．O14．2变形特征20．79911．510．94(0．94+0．O0)0．O6一一般住宅的层高在2．8～3．1m，异形柱肢厚在20030．7480156．32O．07(0．06+0．O1)O．93lnm左右，

6、异形柱为了获得足够的承载力，肢长‘般不会TAT或SATWE计算时要知道异形柱的刚度计算、刚域计太小，这就容易造成柱剪跨比过小，形成短柱(柱净高算、整体内力到柱肢内力的分配计算，特别是轴力的分H／柱，肢长h<4)，以剪切变形为主，构件变形能力卜配计算和异形柱的配筋计算；在绘制施工图时要了解异降。即使存在轴压比较小的柱H／h>4，由于异形梓属薄形柱的构造要求和角点筋的配置，架立分布筋的设置。壁构件，也会因截面曲率M／EI或ecu／X(ecu为混凝2．5其他方面的极限压应变，x为截面受压区高度)较小，使弯曲变形顶层托斜层顶的柱，规程没涉及，它所受轴力、弯矩性能有限，延性较差。均不大，柱本身强度没问

7、题，关键是顶部结构的整体性能。设计人员自动把握抗震设计的异形柱结构不应有的5异形柱的计算分析错层，原因是避免形成短柱，但楼梯处容易形成短柱，所5．1计算方法以，在楼梯问两侧布置剪力墙，其他地方可用异形柱，但在低烈度区，且水平力作用在截面对称轴内时(如能用方柱的地方尽量用方柱。异形柱为十字形)，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，3异形柱节点分类按混凝土设计规范计算。