型钢混凝土异形柱框架抗震分析与设计[薛建阳，刘祖强著]2013年

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

1.1 问题的提出及研究的意义
以异形柱代替传统的矩形柱作为竖向支承构件而形成的结构体系,主要包括异形异形柱是指截面形状为L形、T形、十形或Z形的结构柱,异形柱结构是
柱框架结构和异形柱框架-剪力墙结构。
“得房率”高,实际使用面积大,便于家具布置和室内装修,为建筑设计及使用异形柱结构中柱肢与填充墙等厚,避免柱校在室内凸出,建筑观瞻好,房间
功能带来灵活性与方便性。同时,异形柱结构采用轻质、保温、隔热、高效的墙体材料作为填充墙及内隔墙,构成异形柱框轻节能结构体系,符合墙体改革、节
约能源的要求,并充分利用工业废料,减少环境污染。由于异形柱结构优越性显著,深受国家的重视以及业主和房地产开发商的青
睐。国家为保证异形柱结构健康顺利的发展、推广和应用,颁布了多项指导性文件,行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149-2006)也于2006
先后建成异形柱结构住宅,取得了可观的经济和社会效益。年8月1日正式实施。从20世纪70年代开始,天津、广东、甘肃、上海等地已
必须指出,目前推广应用的异形柱结构,均是钢筋混凝土结构,科学研究和
工程实践表明,钢筋混凝土异形柱结构具有明显的局限性,使异形柱结构的发展
受到限制。(1)钢筋混凝土异形柱承载力不足。异形柱的柱肢与填充墙等厚,肢高肢厚
比不大于4,使得其截面面积有限,同时受到混凝土强度和截面配筋率的限制,
导致钢筋混凝土异形柱的承载力较低。因此,规程规定的钢筋混凝土异形柱结构的最大适用高度较低,尤其是在较高抗震设防区,8度设防时框架结构的最大适
用高度仅为12m。
(2)钢筋混凝异形柱的轴压比限值过低。由于截面不对称,配筋也很难做
到对称,造成钢筋混凝土异形柱承受水平荷载作用时,延性出现明显的不对称,一个方向的延性很好,而相反方向的延性却很差。为保证延性,现行规程对钢筋
混凝土异形柱的轴压比限值进行产格控制,即轴压比限值较低。(3)钢筋混凝土异形柱框架节点较为薄弱。由于柱肢较薄,造成节点核心区
的截面较小,钢筋混凝土异形柱框架节点的抗剪承载力明显低于矩形柱框架节点。
·2· 型钢混凝异形柱框架抗震分析与设计
同时,由于柱肢厚度一般与梁宽相同,梁和柱的受力钢筋在同一平面内相交,钢筋密集且位置不易错开,导致混凝土浇筑以及钢筋锚固很难保证施工质量。
(4)钢筋混凝土异形柱结构的抗震性能不理想。与矩形柱相比,异形柱截面
不规則使得其受力特性发生改变,造成钢筋混凝土异形柱结构的抗震性能较差。不
同的荷载作用方向,异形柱的承载力、刚度、延性等抗震性能指标差异较大;异形
柱截面周长大,导致混凝土脱落面积大,受荷载作用时承载力下降较快;异形柱受扭时,在内拐角处容易出现应力集中现象。正是由于对其抗震性能的顾虑,我国规
程规定钢筋混凝土异形柱结构的适用范围为设防烈度为8度及以下地区。
构,或者在高地震烈度区建造异形柱结构,则研究承载力高、轴压比限大、抗显而易见,要扩大异形柱结构的应用范围,建造高层及超高层的异形柱结
震性能好的新型异形柱结构已成为一个亟待进行的课题。作者所在的科研团队多年来一直致力于型钢混凝(SRC)结构的研究,经验
丰富,理论水平高,近年来经过对异形柱结构进行反复研究和探索,提出SRC异形柱结构体系的概念并进行了较为系统的研究。前期主要针对SRC异形柱及其框
架节点的基本力学行为和抗震性能进行研究,结果显示,和钢筋混凝异形柱结构
相比,SRC异形柱结构的承载力高、抗震性能好、节点性能得到明显改善,在高
层结构及高地震烈度区具有良好的应用前景,SRC异形柱及其框架节点只是整体结构的一部分,其性能不能完全反映整体结构的性能,因此要更深入了解该新型结
构体系,则需要对SRC异形柱整体结构进行研究。本书在课题组前期研究的基础上,主要对SRC异形柱框架结构的抗震性能进行试验研究和理论分析。