探讨异形柱框架结构设计在建筑工程的应用.doc

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1、探讨异形柱框架结构设计在建筑工程的应用摘耍：对异形柱框架结构与矩形柱框架结构在设计中的区别进行了分析，从异形柱框架结构的整体计算分析方法方面进行了阐述，为从事异形柱框架结构设计工作带来一定帮助。关键词：异形柱；框架结构设计；建筑工程；应用Abstract:thestructureandframeworkofspecial-shapedcolumnsrectangularcolumnframestructureinthedesignofthedifferenceareanalyzed,andtheunusualcolumnframestructurefromtheoverallanalys

2、ismethodtocalculateaspects,inordertoframestructuredesignofspecial-shapedcolumnsbringscertainhelp.Keywords:special-shapedcolumns;Framestrueturedesign;Buildingengineering;application中图分类号：TUI98文献标识码：A文章编号：随着经济的快速发展，异形柱框架结构作为一种全新的结构形式广泛用于住宅建筑屮，相对于传统的框架结构，能更好的满足建筑需求且造价略有降低，因此具有更好的经济效益和社会效益。该结构形式一般指同层

3、内异形柱数量超过柱总数量10%的框架或框架剪力墙结构，适用抗震设防烈度为6。或7。的地区。为此，文章对异形柱框架结构设计进行探讨,以推广该技术的使用。1・异形柱的定义截面儿何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高与肢厚之比（柱肢截而高度与厚度的比值）不大于4的柱。L形截面柱多用于墙的转角部位，T形和十字形截面柱多用于纵横墙交接处。所谓异形柱框架结构是由异形柱形成框架，和轻质填充墙组成的结构。根据建筑布置及结构受力的需要，在异形柱结构中，框架柱可全部采用异形柱，也可部分采用一般框架柱。2•异形柱框架结构受力特点异形柱结构受力特点主要有以下几个方面：1）由于截面的这种特殊性，使得墙肢平面

4、内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异；2）对于长柱（H/h>4）可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。而对于短柱（H/h<4）,剪切变形占有相当比例，构件变形能力下降。异形柱通常在短柱范围，口属薄壁构件，即使发生延性的弯曲型破坏，也因截面曲率M/EI或ecu/x（ecu为混凝土的极限压应变；％为截血受压区高度）较小，使弯曲变形性能有限，延性较差；3）异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，而该剪应力的存在，使柱

5、肢易先出现裂缝，也使得各肢的核心混凝土处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截而柱变形能力低，脆性破坏明显；4）异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差。由国内外大量的试验资料和理论分析，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等，影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比（剪跨比）、配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。2•异形柱框架结构的计算分析根据规范要求，对于矩形柱结构，当无斜向抗侧力构件时，结构设计的地震作用方向一般取工程纵横轴方向，即0。和90。，以此来求得地震作用下的结构内力，正截面承载力两个方向分别按单偏压计算配筋，其承载

6、力基本上可以包括地震作用沿其他方向的情况。但对于异形柱，由于截面惯性矩沿不同方向差别很大，地震作用下柱受力的最不利方向不一定是0。或90。，即仅沿该两个方向计算的正截面配筋并不能完全包括地震作用沿其他方向时的情况，尤其在高烈度地区体现得更显著。《规程》强制规定，7°及7°以上时地震作用尚应对与主轴成45。方向进行补充验算。异形柱轴压比控制和梁柱节点核心区受剪承载力计算是异形柱结构设计的两大特色。由于异形柱与矩形柱在截曲特性、内力、变形及抗震性能上均有较人差界，《规程》专门针对界形柱结构特点制定了相应的条文规定，且比其他规程要求严格。例如6。区应进行地震作用计算及结构抗震验算，应进行梁柱节

7、点核心区受剪承载力计算等。由于异形柱柱截面的特殊性，其抗震性能较弱，为满足国家抗震设防耍求，保证结构体系具有足够的抗農延性，根据异形柱截面双向偏压柱的工作机理，分析影响各种截面形状柱的截面曲率延性的主要因素，通过分析框架位移延性与梁、柱构件截面曲率延性Z间的相互关系及大量的电算分析，得到了在不同抗震等级下异形柱轴压比与匹配特征值的关系，据此给出了小于普通柱轴压比的异形柱轴压比限值。此轴压比限值是结构体系抗震性能的重要保证，设计中尤其