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1、浅议如何对异形柱框架进行结构设计 摘要：本文笔者结合多年的设计实践经验,针对钢筋混凝土异形柱框架结构设计及其一些要点进行了分析探讨。关键词：异形柱框架结构设计计算分析 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。普通框架结构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接受,因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求结构工程师配合解决这个问题,因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。所谓异形柱是相对于通常的矩形截面柱而言的,是指截面各肢长与肢厚之比不大于4的截面形状为“Ｔ”形、“十字”形、“Ｌ”形、“
2、Ｚ”形的钢筋混凝土柱。钢筋混凝土异形柱框架结构是指仅由异形柱作为竖向构件组成的结构体系,它有如下特点: (1)具有一般矩形柱框架结构整体性较强,抗震延性好的优点。 (2)兼有砖混结构的优点,且又有效解决了砖混房屋超高的技术问题。因此特别适用于联排别墅、高档多层住宅等。 (3)因墙体厚度一般与异形柱肢厚相同,室内不出现柱楞不露梁,使用面积能增加8%～10%。既改善了建筑功能,也提供了大空间及住户拆改装修的便利条件。浅议如何对异形柱框架进行结构设计 摘要：本文笔者结合多年的设计实践经验,针对钢筋混凝土异形柱框架结构设计及其一些要点进行了分析探讨。关键词：异形柱框架结构设计
3、计算分析 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。普通框架结构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接受,因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求结构工程师配合解决这个问题,因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。所谓异形柱是相对于通常的矩形截面柱而言的,是指截面各肢长与肢厚之比不大于4的截面形状为“Ｔ”形、“十字”形、“Ｌ”形、“Ｚ”形的钢筋混凝土柱。钢筋混凝土异形柱框架结构是指仅由异形柱作为竖向构件组成的结构体系,它有如下特点: (1)具有一般矩形柱框架结构整体性较强,抗震延性好的优
4、点。 (2)兼有砖混结构的优点,且又有效解决了砖混房屋超高的技术问题。因此特别适用于联排别墅、高档多层住宅等。 (3)因墙体厚度一般与异形柱肢厚相同,室内不出现柱楞不露梁,使用面积能增加8%～10%。既改善了建筑功能,也提供了大空间及住户拆改装修的便利条件。 (4)由于填充墙推荐采用粉煤灰、加气混凝土砌块等非粘土质新型轻质墙体材料,使得造价能低于普通框架结构约10%～15%。 与消耗耕地的粘土砖混结构体系相比,异形柱框架结构体系优势明显,是砌体结构较好的替代品,因此具有很好的推广价值和广阔的市场前景。但是,在结构设计中,目前现行国家规范或规程中尚未给出异形柱框架结构设
5、计的专门条款,供设计人员参考的资料也很有限。笔者在对省《钢筋混凝土异形柱框架结构技术规程》的理解基础上,参考有关文献,结合工程实践,进行归纳总结,提出建议。 2、异形柱框架结构体系布置 适用条件 本着安全适用、技术先进、经济合理的设计原则,异形柱框架结构型式适用于地震烈度7度及以下地区的民用房屋,尤其适用于带错层、跃层的多层复杂住宅和小高层。《规程》关于异形柱框架结构的适用条件为:7度区总高度不超过24m,总层数不超过8层;6度区总高度不超过35m,总层数不超过12层。超过此限制标准时的小高层,建议采用短肢剪力墙结构。 结构布置 在工程设计实践中,异形柱常用截面
6、形式有“L”“T”“十”型等,特殊形式还有“Z”型和“一”型。在考虑满足建筑功能要求的前提下,体系以力求布局合理、刚度均匀、力求均衡、减少扭转为布置原则。因此异形柱的合理布局是整个结构布置的关键。柱布置时,宜规整对齐,并按“密柱小梁”的布置思路,平面节点(轴线交叉点)应尽量设柱,避免主次梁搭接。柱间距一般在3m～6m之间取值(柱网尺寸不应大于×);柱应双向拉结,以形成双向刚接框架。 对底层大空间的异形柱框架体系,转换层下的支承柱不允许采用异形柱,应全部采用矩形柱。对底层架空层抽柱形成转换层的情况,要求楼板厚度≥150mm;上层异形柱与下层矩形框架柱面积比宜接近1;上层异形柱
7、与下层矩形柱的重叠面积不应小于2/3。 值得注意的是:在结构平面布置时,有时因为建筑布局的功能、美观要求,只能设置“一字形”柱,且仅能保证一个方向有框架梁通过,此时在另一方向应沿柱肢宽增设暗梁,来保证柱平面外的刚度与稳定,且一字形柱的宽度不应小于300mm。 构件尺寸限制 (1)柱肢宽度,一般取与墙体相同的厚度(如200mm),不低于180mm和不超过250mm。若肢宽偏低会造成施工困难,偏高则导致柱体笨拙不经济,也可能造成短柱或剪跨比超限。 (2)肢长根据2≤肢厚比(肢长/肢宽)≤4的控制指标
