浅谈异形柱设计.doc

浅谈异形柱设计随着国家行业标准混凝土异形柱结构技术规程颁布，砼异形柱结构将建筑美观、使用功能的灵活性与建筑结构合理的受力性能有机地结合起来，为用户提供了理想的居住环境，受到房地产开发商和广大用户的欢迎，由于其符合室内布置的要求，且与墙体（指填充墙）连接良好，在我国许多省市的住宅建筑已有广泛的实际应用，甚至在8度地震设防区得到一定程度的应用。1、概念及使用条件1.1异形柱：指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱。现在建筑界所讲的“异形柱”，特点是截面肢薄，由此引起构件性能与矩形柱性能的差异，这些包括受力、变形、构造做法等一系列差异。制定规程主要是针对肢厚200、250mm的异形柱。其形式与短墙肢相似，若肢较长就称短墙肢，很难划分两者的界线。1.2在异形柱结构中使用扁平柱是可以的，建议最小厚度取250，梁纵筋用3级钢，直径不超过12。各项验算同普通框架柱，构造和轴压比建议控制更严格一些。因“一”形异形柱不提倡用，在某工程上缺了还不行，没办法可用扁平柱，其计算按矩形柱方法计算。1.3由于异形柱截面尺寸薄，砼强度等级小于C25的话可能达不到其与钢筋之间保证粘结的要求；C50以上的异形柱构件及结构科学研究相对较少，还不足以行成编制规程条文的基础，所以这次规程未列入。1.4应用范围：异形柱应用在7度设防以下。1.5因用异形柱导致刚度下降，使得地震力减小，应采用地震力放大系数来适当地增加地震力。1.6计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期，应考虑非承重填充墙体对结构整体刚度的影响予以折减2、底层减柱的限制 2.1、落地的框架柱应连续贯通房屋全高；不落地的框架柱应连续贯通转换层以上的所有楼层。底部抽柱数不宜超过转换层相邻上部楼层框架柱总数的30%。转换层下部结构的框架柱不应采用异形柱；底部抽柱带转换层的异形柱结构可用于非抗震设计和6度、7度（0.10g）抗震设计的房屋建筑；2.2、底部抽柱，带转换层的异形柱结构在地面以上大空间的层数：非抗震设计不宜超过3层；抗震设计不宜超过2层； 底部抽柱带转换层异形柱结构适用的房屋最大高度应按本规程第3.1.2条规定的限值降低不少于10%，且框架结构不应超过6层。框架剪力墙结构，非抗震设计不应超过12层，抗震设计不应超过10层；2.3、不落地的框架柱应直接落在转换层主结构上。托柱梁应双向布置，可双向均为框架梁，或一方向为框架梁，另一方向为托柱次梁；转换层上部异形柱向底部框架柱转换时，下部框架柱截面的外轮廓尺寸不宜小于上部异形柱截面外轮廓尺寸。转换层上部异形柱截面形心与下部框架柱截面形心宜重合，当不重合时应考虑偏心的影响；2.4、转换层及下部结构的混凝土强度等级不应低于C30；转换层楼面应采用现浇楼板，楼板的厚度不应小于150mm，且应双层双向配筋，每层每方向的配筋率不宜小于0.25%。楼板钢筋应锚固在边梁或墙体内；2.5、转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比宜接近1。转换层上、下部结构侧向刚度比可按国家行业标准高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002第E.0.2条的规定计算。规程不允许次梁转换(二次转换)。2.6、托柱框架梁的截面宽度，不应小于梁宽度方向被托异形柱截面的肢高（就是柱全由梁宽包住）或一般框架柱的截面高度；不宜大于托柱框架柱相应方向的截面宽度。托柱框架梁的截面高度不宜小于托柱框架梁计算跨度的1/8；当双向均为托柱框架时，不宜小于短跨框架梁计算跨度的1/8。托柱次梁应垂直于托柱框架梁方向布置，梁的宽度不应小于400mm，其中心线应与同方向被托异形柱截面肢厚或一般框架柱截面的中心线重合。(注解：直接承托不落地柱的框架称托柱框架，直接承托不落地柱的框架梁称托柱框架梁，直接承托不落地柱的非框架梁称托柱次梁。)3、PKPM软件中的使用：3.1截面定义输入：异形柱截面有T形、十形、L形，对一字形、Z字形规程未列入应用，在PMCAD截面定义中输入T形按2截面工形输入，不用的地方输0；十形按6截面十形输入；L形用5截面槽钢形输入（定义某肢长为0）。其宽均为240，肢长为600。输入轴线节点处应注意偏心（以竖向肢中点来定位）材料应定为砼。为减少输入偏心转角的麻烦，在定义时要多定几个不同的截面类型。3.2配筋计算：采用双偏压、拉计算，（角柱程序在编制过程中就默认采用双偏压来计算，即使你在选择系数时选的单偏压计算模式，程序仍然按照双偏压计算）箍筋采用双剪箍。异形柱肢长与肢宽比4时（梁的刚度计算跨度以柱形心为准，这时在参数修正菜单中选择不考虑梁柱重叠影响，即不考虑梁的刚域），否则应考虑梁的刚域（梁的刚度计算跨度以柱净跨为准，这样梁的刚度计算长度就短，刚度就大）。这时梁柱重叠部分，按刚域参数考虑。3.3施工图画法：3.3.1全楼柱钢筋归并。3.3.2平面柱大样画法画异形柱施工图，应注意箍筋加密与普通柱相同；柱分布筋之间设拉筋，其直径同箍筋，间距是箍筋的2倍；横向肢、竖向肢分别按计算配置一个矩形箍筋，并分别满足X、Y向计算箍筋面积的要求。3.3.3竖向筋要满足最小间距要求，采用对称配筋，一排排不下，程序自动放两排；按固定钢筋（L形角部的角筋双向共用）和分布筋（竖向架立筋200）的构造要求分别配制固定钢筋和分布筋。3.3.4在核心区箍筋相交处，若无主筋时，应设竖向架立筋如T形柱内侧，架立筋为构造筋，隐含直径D=14mm。4、总结PKPM系统实现了异形柱的布置、计算、施工图设计。在异形柱布置时应注意偏心，转角的应用；在TAT或SATWE计算时，要了解异形柱的刚度计算（注意应考虑剪应力不均匀分布的