异型混凝土框架结构设计和实践

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1、异型混凝土框架结构设计和实践　　摘要：本文分析了混凝土异形框架结构的特点和钢筋混凝土框架结构的分部优化设计方法，并以某钢筋混凝土结构收费大棚为例，介绍了它的设计与实践。关键词：异型；混凝土框架；结构设计Abstract:thispaperanalysesthecharacteristicsofconcretespecial-shapedframestructureandsteelreinforcedconcreteframestructureoptimizationdesignmethodofdi

2、vision,takingchargeofreinforcedconcretestructures,greenhouses,forexample,introducesthedesignandpracticeofit.Keywords:alien;Concreteframe;Thestructuredesign中图分类号：TU375.4文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)前言6钢筋混凝土框架结构是由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来形成空间结构体系。框架结构具

3、有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计，可以具有较好的延性性能。但是，框架结构也不可避免的存在一些缺点：整体侧向刚度较小,在强烈地震作用下侧向变形较大,容易使填充墙产生裂缝，同时当层数较多或水平力较大时,水平位移较大,在强烈地震作用下往往由于变形过大而引起非结构构件的破坏,为了满足承载力和侧向刚度的要求,柱子的截面设计往往较大,既耗费了建筑材料,又会减少使用面积，

4、这就使框架结构的建筑高度受到一定的限制，因此这种结构一般用于非地震区或层数较少的低烈度高层建筑。因此，在框架建筑结构设计中，如何做到结构设计优化，使设计的整体结果分布更均匀、设计更合理是十分重要的课题。一、异形混凝土框架结构的特点与设计要点异形柱：截面几何形状为L形、T形、和十字形，截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。异形混凝土框架结构：通常以异形柱代替一般框架柱，和梁刚性连接组成的承受竖向和水平作用的结构。实际应用中不少建筑为了线条的流畅和美观，经常采用弧线梁设计，其形状与尺寸随其长度方向变化的，

5、有的甚至比S型还复杂。61、异形柱与矩形柱具有不同的截面特性及受力特性，实验研究及理论分析表明：异形柱的双向偏压正截面承载力随荷载(作用)方向不同而有较大差异。在L形、T形和十字形三种异形柱中，以L形柱的差异最为显著。当异形柱结构中混合使用等肢异形柱与不等肢异形柱时，则差异情况更为错综复杂，成为异形柱结构地震作用计算中不容忽视的问题。所以对异形柱结构应采用三维空间分析的方法，目前能用于这种结构抗震分析的常用软件有TAT，SATwE等。2、异形柱在单调荷载特别在低周反复荷载作用下粘结破坏较矩形柱严重

6、。对柱的剪跨比不应小于1.5的要求，是为了避免出现极短柱，减小地震作用下发生脆性粘结破坏的危险性，为了设计方便，当反弯点位于层高范围内时．柱的净高与柱肢截面高度之比不宜小于4，抗震设计时不应小于3。3、异形柱多为两肢、三肢、甚至四肢，剪切中心往往在平面尺寸之外，受力时要靠各肢交点处核心混凝土协调变形和内力分布。由弹性分析知道这种变形协调使各柱肢存在相当的翘曲正应力和剪应力，而该剪应力的存在，首先使柱肢混凝土先于普通压剪构件出现裂缝，其次对各肢相交之核心混凝土，使其单元应力呈三维剪压状态，由此使异形

7、柱较普通框架柱变形能力低，脆性破坏明显。64、异形柱作为压剪构件，其破坏形态有：弯曲破坏，小偏压破坏，粘接破坏，高压剪破坏以及剪压破坏，剪拉破坏和斜压破坏。和其破坏形态相关的主要因素是：轴压比、柱净高与截面肢长之比(即剪跨比)、纵筋配筋率等。通过必要的构造措施可以防止粘结、剪拉及斜压等脆性破坏，提高柱肢的小偏压及剪压破坏的延性。5、异形柱框架梁柱节点核心区的受剪承载力低于截面面积相同的矩形柱框架梁柱节点的受剪承载力，是异形柱框架的薄弱环节。为确保安全，对抗震设计的二、三、四级抗震等级柱节点核心区以

8、及非抗震设计的梁柱节点核心区，均应进行受剪承载力计算。在设计中，尚可采取各类有效措施，包括例如梁端增设支托或水平加腋等构造措施，以提高或改善梁柱节点核心区的受剪性能。对于纵横向框架共同交汇的节点，可以按各自方向分别进行节点核心区受剪承载力计算。6、和传统的直线梁相比，弧形梁在施工和设计方面有许多不同之处，其中，在荷载作用下，它的内力和直线型相比，除了弯矩，剪力，轴力的计算方法不一样外，还有非常大的扭矩，而直线型基本上无扭矩。弧形梁处于弯剪扭共同作用的复合受力状态。构件的受扭与受弯，