异形柱结构体系抗震性能初探

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1、第2o卷第1期茂名学院学报V01．2ONo．12010年2月J0URNALOFMAOMGUNⅣERSⅡYFeb．2O09异形柱结构体系抗震性能初探梁启雄，刘细林(1．茂名学院总务处，广东茂名525000；2．东莞市建筑工程质量监督站，广东东莞523076)摘要：吸取震害教训，力求抗震安全。分析了异形柱框架结构体系，cL结构体系(异性柱和复合墙板)的抗震性能，发现二者的抗震性能均较差，不适用于设防烈度为8度和小高层房屋。关键词：异形柱框架结构体系；CL结构体系；抗震性能中图分类号：TU375．3文献标识码：A文章

2、编号：1671—6590(2010)01—0068—04人们对建筑结构的要求是多方面的，如安全适用、经济合理、技术先进等。其中第一位的是安全问题。因为如果房屋遭受地震震害，出现倒塌，将影响建筑物内及周围人员的人身安全。中国处于地震区的城镇总计有1124个，且地震震害损失非常惨重(1556年的陕西华县地震死亡83万人，1920年宁夏海源地震死亡20万人，1976年河北唐山地震死亡24万人)，因此必须要高度重视抗震安全。故此，研究开发新的结构体系要吸取震害教训。本文拟就异形柱结构体系⋯和CL结构体系[3(异形柱与不

3、等厚复合墙板)的抗震安全问题进行初步探讨。1异形柱及其相关的结构体系异形柱框架结构是在普通钢筋砼柱框架结构基础上发展起来的，普通钢筋砼框架柱的截面是方形和矩形的，而异形柱则是j、T、+形截面。此外，两者的差别还表现为：异形柱截面的高度与宽度的比值(即宽高比)相差较大，配筋、节点构造都有变化。这些变化如何对抗震安全造成影响呢?可从如下方面进行分析：(1)抗震结构应具备足够的强度和良好的延性。就结构的抗震能力而言，应对普通RC柱和异形柱有关强度和延性进行比较。(2)异形钢筋砼梁和柱的截面宽度都小于普通RC框架梁和柱

4、的截面宽度。例如，有关异形柱技术规程规定对多层房屋异形柱截面肢厚可以是300rm，即取例肢厚为300ram，而普通RC框架取用柱截面800X800mm。Il1．1异形柱与普通RE柱受剪承载力的比较rL_]—_-J—取T形截面异形柱的截面与普通RC柱的截面近似相等，如图1所不。(a)T形截面异形柱(b)十形截面异形柱(c)普通RC矩形柱普通RC柱截面积为640000mm~，T形截面异形柱图1异形柱与普通RC矩形柱截面面积为660000mm~。应用受剪承载力计算公式(普通Rc柱公式中符号参见混凝土结构设计规范GBJ

5、50010—2002)。普通RC=[6+厶等。]异形柱=[6。+厶等]收稿日期：2008—12—15；修回日期：20o9—02—16基金项目：茂名学院自然科学基金(203l42)作者简介：梁启雄(1954一)，男，广东湛江人，本科，高级工程师，注册一级建造师，从事结构抗震研究。第1期梁启雄等：异形柱结构体系抗震性能初探69式中，b为地震作用验算方向的柱肢截面厚度；h曲表1受剪承载力比值为地震作用验算方向的柱肢截面的有效高度。以剪跨比为．：【=2例比较混凝土项承受剪力(如表I所示)。异形柱砼部分受剪承载力之所以小

6、于方形柱，是由于异形柱与作用力相垂直的砼截面，不能充分发挥受剪承载力，即公式中的截面宽度(腹板厚度)远小于方形柱的截面宽度。至于箍筋项受剪承载力，方形柱由于截面宽度较宽构造要求设置复合箍或中间拉条，因有复合箍或中间拉条而增加了箍筋受剪承载力；而异形柱只能是双肢箍，其受剪箍筋面积小于方形柱表2箍筋受剪承载力比值箍筋，以致它的箍筋项受剪承载力可能是方形柱的0．5一O．67，如表2所示。1．2异形柱与普通柱受扭承载力的比较由GB50010—2002混凝土结构设计规范查得，扭曲截面承载力的计算公式为：[35fY4+1．

7、24-#f,~纽式中，为扭矩设计值；Iv,为受扭构件截面受扭塑性表3扭曲承载力比值抵抗矩。方形截面=b3／3；T形截面=++，二者的砼项受剪承载力对比如表3所示。1．3异形柱与普通柱的梁柱节点受剪承载力的比较试验表明，在相同条件下相等节点水平截面积的L形、T形和+形截面柱的节点承载力分别比矩形柱的节点承载力降低33％、17．5％和8％，这主要是节点区翼缘肢面积(一b)在-44-点破坏时未充分发挥作用所致。异形柱节点与普通RC柱的对比关表4梁柱节点受剪承载力比值系如表4所示。[另外异形柱节点因截面宽度小，比较容易

8、发生纵向钢筋粘着破坏。1．4异形梁、柱的破坏性质异形梁、柱的截面宽高比较小，在梁柱交界处容易发生应力集中局部挤压破坏(见图2)，截面细长对受压最大的边缘应变约束较小，砼局部受压破坏，属于脆性破坏。T形异形柱(在腹板方向)低周反复水平荷载作用时的裂缝(见图3)，正反两方向的破坏形式不对称，薄弱方向脆性破坏。图2异形柱框架破坏性质图3异形柱裂缝及破坏图形1．5滞回线及其包线T形截面异形柱的