異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析探討

1、異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析探討【摘要】在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，異形柱結(jié)構(gòu)將建筑美觀、使用功能的靈活性與建筑結(jié)構(gòu)合理的受力性能有機(jī)地結(jié)合起來，因此，得到了廣泛應(yīng)用。本文闡述了異形柱設(shè)計中應(yīng)注意的問題?！娟P(guān)鍵詞】異形柱；設(shè)計；問題隨著多層和中高層的民用住宅建筑在我國城鎮(zhèn)中越來越多，而這些住宅設(shè)計多因建筑上要求平面的靈活性和結(jié)構(gòu)設(shè)計上的抗震要求而大多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，由于普通鋼筋混凝土框架柱多采用矩形斷面的型式，且柱斷面較墻斷面寬，常常使柱子突出

2、房間內(nèi)墻，形成墻角，在使用上產(chǎn)生諸多的不便，也使房間的實(shí)際建筑使用面積減小，影響環(huán)境美觀，住宅用戶和開發(fā)商對此頗有意見，為解決這個日益突出的實(shí)際設(shè)計在使用過程出現(xiàn)的矛盾，鋼筋混凝土異形柱的設(shè)計自然而然地被一些設(shè)計人員所采用，這種異形柱的框架體系能較好地解決目前住宅框架體系設(shè)計中的矛盾。1、異形柱結(jié)構(gòu)的受力分析1.1由于截面的特殊性，使得墻肢平面內(nèi)外兩個方向剛度對比相差較大，導(dǎo)致各向剛度不一致，其各向承載能力也有較大差異。1.2對于長柱可

3、以不考慮剪切變形的影響，控制軸壓比較小時，受力明確，變形能力較好。而對短柱，剪切變形占有相當(dāng)比例，構(gòu)件變形能力下降。異形柱通常在短柱范圍，且屬薄壁構(gòu)件，即使發(fā)生延性的彎曲“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計目標(biāo)。2.2控制軸壓比限值在異形柱結(jié)構(gòu)中，柱的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，為保證異形柱的延性，應(yīng)嚴(yán)格控制軸壓比。研究結(jié)果表明：軸壓比對異形柱的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對普通矩形柱的影響，柱應(yīng)具有足夠大的截面尺寸，以防止出現(xiàn)小偏壓破壞，

4、并應(yīng)滿足抗震要求，同時避免長細(xì)比小于4的短柱。目前的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范就是通過規(guī)定軸壓比限值來保證框架柱具有一定的延性，關(guān)于異形柱的軸壓比限值問題，已經(jīng)對異形柱的軸壓比限值給出了明確的規(guī)定。異形柱的軸壓比限值普遍低于矩形柱的限值，在同一抗震等級中，L形柱的限值最小，十字形的限值最大，T形的則居中，由此也反映了這三種構(gòu)件的延性性質(zhì)。2.3材料的選擇考慮采用高強(qiáng)混凝土，工程應(yīng)用人員普遍認(rèn)為它有兩大缺點(diǎn)：技術(shù)難度大和延性差，但是，隨著新技術(shù)的

5、應(yīng)用以及對混凝土材料的深入研究，混凝土長期以來被低估的性能已展現(xiàn)出來。事實(shí)上，高強(qiáng)混凝土可以滿足許多特殊要求，高強(qiáng)混凝土在異形柱中的應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn)：明顯減小柱內(nèi)軸壓比，有利于提高柱的延性；可減小異形柱截面肢長，不易造成短柱，軸壓強(qiáng)度提高，使柱的剪跨比增大，剪壓比（Vbhfc）減小，從而提高了柱的剪切抗力，避免出現(xiàn)剪切型破壞，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。對于延性隨強(qiáng)度增加而降低的問題，可以考慮采用摻加適量的纖維，纖維混凝土的研究已取得了長足的進(jìn)