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異形截面柱的建筑結(jié)構(gòu)

2006-07-26 10:53    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  在工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中,異形截面柱較多的采用L形、T形、十形,亦有采用Z形。L形截面柱多用于墻的轉(zhuǎn)角部位,T形截面柱多用于縱橫墻交接處。

  柱肢寬度最適宜用與墻體相同的厚度,一般為200~250mm.

  異形截面柱的受力特點(diǎn)及抗震性能與工程中常用的矩形截面柱有很多不同之處,現(xiàn)階段對(duì)這方面理論分析和試驗(yàn)研究的資料不多,截面承載力計(jì)算還不能完全套用規(guī)范中的有關(guān)計(jì)算公式。

  采用有異形截面柱的框架結(jié)構(gòu)、框—剪結(jié)構(gòu),其整體變形特征與普通矩形截面柱相接近。與相同截面積的矩形柱比較,異形截面柱的自身剛度大,因而在框架結(jié)構(gòu)和框—剪結(jié)構(gòu)中采用異形截面柱后,結(jié)構(gòu)的整體剛度增大,結(jié)構(gòu)側(cè)移減少;雖然結(jié)構(gòu)的自振周期變短,水平地震作用加大,但結(jié)構(gòu)的整體剛性好,抗震性能不會(huì)減低。

  當(dāng)梁寬與異形截面柱肢寬度相同時(shí),樓蓋的豎向荷載是從柱肢端部傳至柱子上去的。對(duì)L形截面柱,其截面形心與柱肢中軸線不重合,柱子為雙向偏心受壓構(gòu)件。當(dāng)水平荷載作用時(shí),水平力也是從框架梁傳至柱肢中軸線上,使柱產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩。當(dāng)柱肢較長(zhǎng)時(shí)(肢長(zhǎng)與肢寬之比大于4),應(yīng)按開口薄壁桿件分析其受力狀態(tài),在柱肢軸線不通過柱截面彎曲中心的情況下,由彎曲扭轉(zhuǎn)力矩的作用,柱截面產(chǎn)生扇性剪應(yīng)力及扇性垂直應(yīng)力(翹曲應(yīng)力),扇性剪應(yīng)力通常很小,可以忽略不計(jì);而扇性垂直應(yīng)力則相對(duì)較大,需要考慮,若達(dá)到很大的數(shù)值時(shí),按平截面假定去分析柱面應(yīng)力可能會(huì)有一定的誤差。因此,異形截面柱的截面應(yīng)力要比一般矩形截面柱復(fù)雜得多,若用精確方法計(jì)算,計(jì)算工作量十分大。

  采用有異形截面柱的高層住宅建筑,若層高為2.80~3.00m,則層間凈高與柱肢長(zhǎng)之比約為3,屬短柱。這就使異形截面柱變形能力比矩形柱低,易產(chǎn)生脆性破壞,須從構(gòu)造上采取加強(qiáng)措施。廣東省建委批準(zhǔn)試行的《鋼筋混凝土異形柱設(shè)計(jì)規(guī)程》對(duì)異形截面柱的軸壓比限值規(guī)定較嚴(yán),按有關(guān)規(guī)范對(duì)普通矩形柱的規(guī)定限值減小0.05取用。對(duì)L形、T形截面柱的配筋構(gòu)造也有一些規(guī)定,如:縱向受力鋼筋:直徑25mm≥d≥14mm,間距≤300mm;箍筋:最小直徑Φ8,最大間距200mm,有抗震設(shè)防要求時(shí),在柱上下兩端的規(guī)定范圍加密區(qū)最大間距100mm.

  考慮到梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋錨固構(gòu)造,厚度為200mm的柱肢每排鋼筋宜設(shè)置2根,便于施工澆搗混凝土。各層樓蓋豎向荷載都通過梁作用于柱肢端部,使該部位局部壓力較大,宜設(shè)置暗柱。

  隨著異形截面柱在工程實(shí)踐中的使用,相關(guān)的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論將得到不斷的積累和發(fā)展。近而異形截面柱結(jié)構(gòu)會(huì)更好的服務(wù)于建筑設(shè)計(jì)。

延伸閱讀:異形 截面柱 建筑
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