混凝土异形柱框架结构的设计探讨 宋穗徽1 ,2 (1. 合肥工业大学 土木建筑工程学院 ,安徽 合肥 230009 ;2. 东华工程科技股份有限公司 ,安徽 合肥 230024) 摘 要 :异形柱框架结构是一种适应目前城市住宅建设发展需要、抗震性能较好的结构体系 ,文章结合工程实例 ,对异形柱框架结 构的使用范围、受力分析、结构布置、结构计算、构造要求等方面作了一些探讨 ,并对工程设计提出了一些建议 ,供结构设计人员参考。 关键词 :异形柱 ;结构布置 ;结构计算 ;构造要求 中图分类号 : TU375. 3 ; TU375. 4 文献标识码 :A 文章编号 :167325781 (2007) 0120039203 0 引 言 随着我国住宅建筑规模的不断扩大和住宅产业 现代化的大力推进 ,建筑功能优于普通框架结构的多 层异形柱框架轻质墙结构体系逐渐得到了推广和应 用 ,经过近几年的实践表明 ,异形柱框架结构住宅具 有良好的经济效益、环境效益与社会效益 ,并显示出 良好的发展前景。 异形柱框架结构与传统结构相比 ,由于采用了 T 形边柱、Z 形边柱、十字形中柱、L 形角柱 ,多暗藏于 墙内看不出来 ,用于住宅楼比较多 ,有利于布置家具 , 而且节省空间 ,避免了房间边角因采用矩形柱时所产 生的棱角突出的毛病 ,消灭室内柱凸角 ,从而使房间 平整、布置灵活、方便 ,深受用户欢迎。有关异形柱框 架结构的应用范围和设计条款 ,目前国家行业标准[1 ] 已正式实施 ,设计人员还可依据以下地方规程 ,如上 海、天津、广东和安徽等地方的异型柱框架结构规 范[2 ] ,本文结合工程实例 ,对异形柱结构的使用范围、 受力分析、结构布置、结构计算、构造要求等方面进行 探讨。 1 异形柱框架结构的设计原则 1. 1 适用范围 (1) 抗震设防烈度 :根据文献[1 ] ,适用于 7 度、8 度地区 ,根据文献[2 ] ,适用于 7 度及 7 度以下地区 , 设计人员应根据具体情况具体分析。 (2) 柱网尺寸限值 :最大为 7. 2 m ,小于 4. 5 m 为小开间柱网 ,大于 4. 5 m 为大开间柱网 ,若柱网尺 寸大于 4. 5 m 时 ,不宜采用纯异型柱框架结构。 (3) 高度限值 :文献[ 1 ]规定 7、8 度地震区分别 不超过 21 m 和 12 m ,文献[ 2 ]规定 7 度地震区不超 过 30 m。 (4) 高宽比限值 :文献[ 1 ]规定 7、8 度地震区分 别不超过 3. 5 和 2. 5 ,文献[ 2 ]规定不超过 3。 (5) 填充墙采用高强轻质墙体材料 ,块材强度等 级不宜低于 MU3. 5 ,砂浆强度等级不宜低于 M5 ,块 材质量分数不宜超过 11 kN/ m3 。 1. 2 受力分析 在平面图上 ,框架梁的中心轴线要和柱肢中心线 相重合 ,根据薄壁杆件的弯曲和扭转理论 ,当荷载通 过截面的剪力中心作用时 ,构件只产生弯曲而不产生 扭转作用 ,所以剪力中心也称为弯曲中心。通过对常 用的“L . T、十”字形 3 种截面形式的分析可知 ,这些 截面中的两肢中心线的交点即为剪力中心 ,而一般框 架梁恰好是沿着柱肢方向布置 ,因此柱的扭转作用问 题可以忽略 ,仍可按偏心受压柱进行截面计算。但 是 ,对“Z”形截面而言 ,它的剪力中心与形心虽然重 合 ,但要使所有梁的布置均通过它的形心是不可能 的 ,实际上框架梁往往会布置在两翼 ,这样不可避免 地产生对柱的翘曲应力 ,所以设计时尽量不要选择这 种截面 ,在不得已使用“Z”形截面时 ,建议把按框架 分析所得的截面弯矩乘以 1. 15～1. 25 的增大系数以 考虑翘曲应力的影响[3 ,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。异形柱的破坏形态分 为 :弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等 ;影响其破

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