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摘要:介绍了异型柱结构体系的优点,对比分析了规程对异型柱结构的高度要求,对异形柱结构平面布置进行了探讨,可供工程设计人员参考。
关键词:异型柱异型柱结构倾覆力矩小高层高层
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0029-01
1 概述
异形柱结构是采用T 形、L 形、十字形等截面的异形柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构,在工程设计中可根据建筑设计对建筑功能及建筑布置的要求,在结构的不同部位,采取不同形状截面的异形柱。异形柱的柱肢厚度及梁宽度与框架填充墙协调一致,避免了框架柱及梁在屋内凸出,从建筑学角度也可称其为“隐式框架”。
近年来,随着我国住宅产业的迅速发展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高,普通的矩形框架柱会给室内装饰和家具布置带来极大的不便。如何合理地利用建筑物的有效面积,这对住宅结构设计提出了一项新的要求。异型柱框架结构体系在一定程度上满足了上述要求,它博采了框架及剪力墙结构体系的优点,它将是今后住宅结构体系的发展方向之一。
比较其他结构体系异型柱结构体系具有以下主要优点:
(1)柱肢厚通常采200mm,肢厚基本与填充墙等厚,框架梁宽也同墙厚,室内不凸出梁柱,便于使用又美观,同时还增加了房间的使用面积,比相同形式的砖混结构可增加约8%～10%的使用面积;
(2)围护墙通常是非承重的轻质隔墙,使得房间布置更加灵活,能更好地实现建筑功能的要求;现有的异型柱规程也要求填充墻应采用轻质材料,大大地减轻了结构自重,地震作用随之减小,有利于抗震设计。
(3)在小高层以及高层结构设计中,对比剪力墙结构以及短肢剪力墙结构,综合考虑总体经济效益较好。
另一方面,任何一种结构体系都存在着它的有待完善之处。
从“强柱弱梁”的抗震概念来讲,异型柱结构体系推迟或避免脆性剪切破坏,实现延性弯曲破坏的能力较差;从施工角度来讲,异型柱结构体系梁柱节点尺寸有限,这就造成节点核心区钢筋较多较密,从而影响到柱中受力钢筋的粘结强度。以上等等就要求设计人员要深刻了解异型柱结构体系的特点,熟练掌握异型柱规程与现行结构设计规范的异同之处,并在设计工作中加以应用。
2 背景
建设部于2006年3月9日正式批准《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149—2006 J 514—2006),并于2006年8月1日起正式实施。
3 新的要求
《混凝土异形柱结构技术规程》的颁布实施给广大结构设计人员提供了有力的理论依据,结束了过去仅仅有方性法规的局面。
但是,笔者对天津市标准《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》(DB29-16-98)和《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149—2006 J 514—2006)进行了对比。发现异形柱结构适用的房屋最大高度有了一定程度的变化。
当然,有关于异形柱结构的地方标准还有很多,但由于天津大学为此次《规程》的主编单位,而且异形柱结构在天津得到了非常广泛的应用,所以这样比较具有一定的可比性和连贯性。
天津市标准《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》,表1,表2:
4 结论
由上比较可知,《规程》规定的异形柱结构适用的房屋最大高度有了一定程度的降低。如果说在天津市标准的要求下,异形柱框架结构尚可应用于小高层结构设计的话,在《规程》正式条文颁布以后,此种可能已不存在。
《规程》3.1.1条:“异形柱结构可采用框架结构和框架-剪力墙结构体系。根据建筑布置及结构受力的需要,异形柱结构中的框架柱,可全部采用异形柱,也可部分采用—般框架柱。”
《规程》3.1.2条:“框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其适用的房屋最大高度可比框架结构适当增加”
以上《规程》条文说明,小高层及高层结构设计不能采用异形柱框架结构(包括带有少量剪力墙的框架结构),必须采用异形柱框架-剪力墙结构。尤为重要的是在结构平面布置中,剪力墙必须“加足”。此处的“加足”的意思是除了满足高层结构周期和位移的要求之外,还应满足剪力墙部分承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。因为只有满足此条件,才能使结构的高度做到小高层及高层的要求。
5 结语
由于墙板壳元有限元程序(SATWE)所计算的结果较为符合真实受力状况,通过计算结果做出准确判断,从而使建筑物的经济性和安全性同时得到保证。
以上通过对异形柱结构适用的房屋最大高度的分析,从而对异型柱结构形式的选取有了更深入的了解,熟悉掌握将对设结构计工作有所帮助。
参考文献
[1] JGJ 149—2006混凝土异形柱结构技术规程[S].
[2] DB29-16-98大开间住宅钢筋混凝土异型柱框架结构技术规程[S].
[3] 严士超,康谷贻,王依群,赵艳静,陈云霞.混凝土异形柱结构技术规程理解与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4] 周艳.异型柱框架结构设计浅析[J].工程建设与设计,2006,(1):29-30.
关键词:异型柱异型柱结构倾覆力矩小高层高层
中图分类号:TU71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0029-01
1 概述
异形柱结构是采用T 形、L 形、十字形等截面的异形柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构,在工程设计中可根据建筑设计对建筑功能及建筑布置的要求,在结构的不同部位,采取不同形状截面的异形柱。异形柱的柱肢厚度及梁宽度与框架填充墙协调一致,避免了框架柱及梁在屋内凸出,从建筑学角度也可称其为“隐式框架”。
近年来,随着我国住宅产业的迅速发展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高,普通的矩形框架柱会给室内装饰和家具布置带来极大的不便。如何合理地利用建筑物的有效面积,这对住宅结构设计提出了一项新的要求。异型柱框架结构体系在一定程度上满足了上述要求,它博采了框架及剪力墙结构体系的优点,它将是今后住宅结构体系的发展方向之一。
比较其他结构体系异型柱结构体系具有以下主要优点:
(1)柱肢厚通常采200mm,肢厚基本与填充墙等厚,框架梁宽也同墙厚,室内不凸出梁柱,便于使用又美观,同时还增加了房间的使用面积,比相同形式的砖混结构可增加约8%～10%的使用面积;
(2)围护墙通常是非承重的轻质隔墙,使得房间布置更加灵活,能更好地实现建筑功能的要求;现有的异型柱规程也要求填充墻应采用轻质材料,大大地减轻了结构自重,地震作用随之减小,有利于抗震设计。
(3)在小高层以及高层结构设计中,对比剪力墙结构以及短肢剪力墙结构,综合考虑总体经济效益较好。
另一方面,任何一种结构体系都存在着它的有待完善之处。
从“强柱弱梁”的抗震概念来讲,异型柱结构体系推迟或避免脆性剪切破坏,实现延性弯曲破坏的能力较差;从施工角度来讲,异型柱结构体系梁柱节点尺寸有限,这就造成节点核心区钢筋较多较密,从而影响到柱中受力钢筋的粘结强度。以上等等就要求设计人员要深刻了解异型柱结构体系的特点,熟练掌握异型柱规程与现行结构设计规范的异同之处,并在设计工作中加以应用。
2 背景
建设部于2006年3月9日正式批准《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149—2006 J 514—2006),并于2006年8月1日起正式实施。
3 新的要求
《混凝土异形柱结构技术规程》的颁布实施给广大结构设计人员提供了有力的理论依据,结束了过去仅仅有方性法规的局面。
但是,笔者对天津市标准《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》(DB29-16-98)和《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ 149—2006 J 514—2006)进行了对比。发现异形柱结构适用的房屋最大高度有了一定程度的变化。
当然,有关于异形柱结构的地方标准还有很多,但由于天津大学为此次《规程》的主编单位,而且异形柱结构在天津得到了非常广泛的应用,所以这样比较具有一定的可比性和连贯性。
天津市标准《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》,表1,表2:
4 结论
由上比较可知,《规程》规定的异形柱结构适用的房屋最大高度有了一定程度的降低。如果说在天津市标准的要求下,异形柱框架结构尚可应用于小高层结构设计的话,在《规程》正式条文颁布以后,此种可能已不存在。
《规程》3.1.1条:“异形柱结构可采用框架结构和框架-剪力墙结构体系。根据建筑布置及结构受力的需要,异形柱结构中的框架柱,可全部采用异形柱,也可部分采用—般框架柱。”
《规程》3.1.2条:“框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其适用的房屋最大高度可比框架结构适当增加”
以上《规程》条文说明,小高层及高层结构设计不能采用异形柱框架结构(包括带有少量剪力墙的框架结构),必须采用异形柱框架-剪力墙结构。尤为重要的是在结构平面布置中,剪力墙必须“加足”。此处的“加足”的意思是除了满足高层结构周期和位移的要求之外,还应满足剪力墙部分承受的第一振型底部地震倾覆力矩大于结构总底部地震倾覆力矩的50%。因为只有满足此条件,才能使结构的高度做到小高层及高层的要求。
5 结语
由于墙板壳元有限元程序(SATWE)所计算的结果较为符合真实受力状况,通过计算结果做出准确判断,从而使建筑物的经济性和安全性同时得到保证。
以上通过对异形柱结构适用的房屋最大高度的分析,从而对异型柱结构形式的选取有了更深入的了解,熟悉掌握将对设结构计工作有所帮助。
参考文献
[1] JGJ 149—2006混凝土异形柱结构技术规程[S].
[2] DB29-16-98大开间住宅钢筋混凝土异型柱框架结构技术规程[S].
[3] 严士超,康谷贻,王依群,赵艳静,陈云霞.混凝土异形柱结构技术规程理解与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4] 周艳.异型柱框架结构设计浅析[J].工程建设与设计,2006,(1):29-30.