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框架柱范文1

【關(guān)鍵詞】異型柱；框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)方法

1、異形柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1由于異形柱采用T形、L形、十字形等截面形式，所以使得墻肢平面內(nèi)外兩個(gè)方向剛度對(duì)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。異形柱由于多肢的存在，其剪切中心與截面形心往往是不重合的，且在平面范圍之外，受力時(shí)要靠各柱肢交點(diǎn)處核心砼協(xié)調(diào)變形和內(nèi)力，這種變形協(xié)調(diào)使各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，而該剪應(yīng)力的存在，使柱肢易先出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態(tài)，它使得異形柱較普通截面柱變形能力低，脆性破壞明顯。

1.2特別是異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。由國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析表明，異形柱的破壞形態(tài)為：彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態(tài)的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長(zhǎng)比（剪跨比），配箍率以及箍筋間距S與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的復(fù)雜，設(shè)計(jì)中必須通過(guò)可靠的計(jì)算和必要的構(gòu)造措施來(lái)保證其強(qiáng)度和延性。

2、異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1結(jié)構(gòu)計(jì)算方面

（1）進(jìn)行柱的配筋計(jì)算時(shí)，單偏壓、雙偏壓計(jì)算均適用于一般框架結(jié)構(gòu)，但單偏壓計(jì)算不適用于異形柱結(jié)構(gòu)，因此，只能選用雙偏壓計(jì)算。

（2）兩個(gè)主軸方向除了計(jì)算水平地震作用，還要驗(yàn)算抗震驗(yàn)算，此外，7度與8度還要驗(yàn)算與主軸成45°方向。

（3）柱框架結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，根據(jù)《抗震》相關(guān)規(guī)定：建筑樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與層間位移，對(duì)比該層兩端彈性水平位移與層間位移之間的平均比值要小于1.5，但對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu)此比值應(yīng)小于1.45。

（4）按照規(guī)定，建筑樓層承載力出現(xiàn)變換時(shí)，薄弱層地震剪力按照1.15倍系數(shù)增加，但異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)按照1.2倍系數(shù)增加，設(shè)計(jì)者應(yīng)該注意此系數(shù)并進(jìn)行調(diào)整。

2.2截面方面

一般矩形結(jié)構(gòu)，當(dāng)其截面高寬之比值小于4且厚度小于300時(shí)，結(jié)構(gòu)柱的受力性能就會(huì)下降，異形柱不適用，用于異形柱必須加強(qiáng)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3配筋方面

一般來(lái)說(shuō)，框架梁配筋的布置遵循梁寬同柱寬的方式，但是在梁與柱的節(jié)點(diǎn)位置，需要把梁的鋼筋彎入柱的縱筋內(nèi)側(cè)，由于異形柱柱肢厚度不足，容易導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)位置的鋼筋間距過(guò)密，因此，框架梁配筋應(yīng)結(jié)合異形柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

舉例說(shuō)明：當(dāng)框架梁寬度為200mm且柱縱筋直徑為1.6cm時(shí)，對(duì)于普通框架梁，其上部配置3根縱筋即可，假設(shè)梁縱筋直徑為a，當(dāng)在異形柱結(jié)構(gòu)的梁上部配置3根縱筋時(shí)，便出現(xiàn)如下結(jié)果：2×30-2×16-3a-3×1.5a=200，那么a=14.4mm，結(jié)果表明：在異形柱200mm寬的梁上部按普通框架梁一樣配置3根縱筋時(shí)，其直徑必須小于14mm，此值未考慮施工誤差；假如只配置3根14mm寬的鋼筋，在實(shí)際工程中，現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)位置也可能出現(xiàn)鋼筋過(guò)密的問(wèn)題，所以，異形柱結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處的鋼筋數(shù)應(yīng)≤2根。

2.4梁柱節(jié)點(diǎn)剪承載力方面

對(duì)于異形柱框架結(jié)構(gòu)，由于其柱肢厚度較小，異形柱結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受剪承載力會(huì)小于普通框架結(jié)構(gòu)的受剪承載力，造成異形柱梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受剪承載力出現(xiàn)超限情況，所以，進(jìn)行異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過(guò)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)等方法解決此問(wèn)題。

3、異型柱框架的結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1結(jié)構(gòu)的布置

異形框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行布置的過(guò)程中，其異形柱的所設(shè)置的隔墻交叉點(diǎn)，必須要充分的滿足要求。不僅僅要對(duì)結(jié)構(gòu)的合理布置進(jìn)行考慮，還必須要最大限度的確保柱子所分布的均勻性，并且保證良好的改造余地。同時(shí)，對(duì)于跨度也應(yīng)當(dāng)要合理的進(jìn)行調(diào)整，不要在客廳以及主臥室之中進(jìn)行梁設(shè)置。如果在某些特殊情況下，客廳和陽(yáng)臺(tái)臥室需要進(jìn)行梁設(shè)置，那么可以采取在板內(nèi)進(jìn)行暗梁的方式。同時(shí)在有陽(yáng)臺(tái)的臥室、客廳之中，可以直接向陽(yáng)臺(tái)的兩側(cè)進(jìn)行異形柱的翼柱外伸設(shè)置。如果說(shuō)建筑結(jié)構(gòu)的單元強(qiáng)和建筑的劉體檢不是出在一個(gè)共同的軸線位置之上，那么在對(duì)于拒不應(yīng)力進(jìn)行解決的過(guò)程中，就需要對(duì)T、L、Z型柱進(jìn)行的設(shè)置。在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元之中，要的進(jìn)行矩形柱設(shè)置，只要能夠設(shè)置都要進(jìn)行設(shè)置。如果說(shuō)在建筑之上有部分柱子需要進(jìn)行錯(cuò)位，那么為了避免過(guò)多柱體的錯(cuò)位變換而出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)的可能性，就需要保證變截面位置能夠形成極大的應(yīng)力集中性，不采取下手上擴(kuò)的形式來(lái)進(jìn)行，僅僅知識(shí)在上層進(jìn)行收應(yīng)力處理。為了加強(qiáng)剛度可以把電梯和四周連接成筒，對(duì)平面剛度的對(duì)稱也要注意。剛度分布如果不均勻，在結(jié)構(gòu)計(jì)算的時(shí)候要考慮因扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)造成的影響。

3.2設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)在異型柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面國(guó)家還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范，只有天津和廣東兩個(gè)省對(duì)其有一定的施工標(biāo)準(zhǔn)可以供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參考。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不能簡(jiǎn)單的把異型柱當(dāng)作矩形柱的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算，因?yàn)榫匦沃彤愋椭慕孛嫘问讲町愋院艽蟆，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)異型柱截面計(jì)算和設(shè)計(jì)軟件有天津大學(xué)的鋼筋鹼異型柱結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算程序CRSC、，廣東省建院的SS、SSW程序和建研院的TAT、SATWE程序。在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮到上述僅僅是地方的標(biāo)準(zhǔn)，則還需考慮一下部分：對(duì)柱的凈高與柱截面長(zhǎng)邊尺寸之比小于4的異形柱，應(yīng)沿柱高全高加密箍筋，以減小地震作用下柱剪切脆性破壞的危險(xiǎn)性和改善柱的變形性能；位于l形柱角處的縱向受力鋼筋為雙向共用；因荷載方向角的任意性，在異形柱內(nèi)折角處也應(yīng)設(shè)置相同直徑的受力筋；按肢長(zhǎng)與肢寬之比定義異形柱或短肢墻很大程度是為了學(xué)術(shù)上的便利。但用TAT程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)，按異形柱模式可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度下降，應(yīng)適當(dāng)增加抗地震力；施工過(guò)程中對(duì)異形柱及其節(jié)點(diǎn)區(qū)應(yīng)加以重視，采用骨料粒徑較小的混凝土進(jìn)行澆筑，以確保施工質(zhì)量

3.3框架的計(jì)算

異型框架比較特殊，在截面對(duì)稱軸收到作用力時(shí)，其撓曲應(yīng)力在彈性分析時(shí)比較小，這時(shí)候就相當(dāng)于承受水平力的偏壓構(gòu)件，還可以按混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范和平面假定分析計(jì)算。如果框架柱水平作用力較小的時(shí)候，仍可以按偏壓柱分析計(jì)算，此時(shí)誤差很小。異型柱可以通過(guò)面積和剛度相等的原則換算成矩形柱進(jìn)行整體的分析和計(jì)算。水平力作用不是在主軸方向，水平作用力如果很大，那么撓曲應(yīng)力就不能忽略，就需要對(duì)其進(jìn)行有限元分析，來(lái)計(jì)算出配筋、內(nèi)力的位置和大小。對(duì)內(nèi)力和配筋計(jì)算時(shí)，選擇的軟件要能計(jì)算異型柱。

4、結(jié)語(yǔ)

異形柱框架結(jié)構(gòu)雖然在結(jié)構(gòu)上存在一定的缺陷，但有其存在的市場(chǎng)價(jià)值，在工程實(shí)踐中也的確經(jīng)常被使用。所以我們應(yīng)該在掌握其受力特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、了解其結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的基礎(chǔ)上選用合理的結(jié)構(gòu)形式，正確地運(yùn)用電算結(jié)果，滿足規(guī)范要求的各種構(gòu)造措施，才能夠保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)有可靠的安全度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉祖強(qiáng).型鋼混凝土異形柱框架抗震性能及設(shè)計(jì)方法研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2012.

[2]劉云飛，劉國(guó)清.異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題[J].住宅科技，2011（11）.

框架柱范文2

關(guān)鍵字：異形柱；異形柱框架結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

Abstract: With people’s higher and higher demand to the residential plane and space, the original ordinary frame structure with the strict limitation and division by the revealed beam can not satisfy people’s requirements on residential space. Thus, after absorbing the advantages of the frame structure, there gradually developed the structure style baseo on the modern resisdential concept, namely special-shaped columns frame structure form. This paper introduces the structure characteristics of special-shaped columns, discusses the plane layout and introduces how to make the calculation analysis and reinforcement drawings.

Key word: special-shaped columns; frame structure of special-shaped column; design

中圖分類號(hào)：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)也蓬勃發(fā)展起來(lái)，人們的住宅面積越來(lái)越多，自然而然對(duì)住宅的平面和空間要求也越來(lái)越高，已經(jīng)不滿足原有露梁露住的住宅環(huán)境，所以異形柱結(jié)構(gòu)這種體系就應(yīng)運(yùn)而生了?；炷廉愋沃Y(jié)構(gòu)是以T形、L形、十字形的異性截面柱代替一般框架柱作為豎向支承構(gòu)建而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，以避免框架柱在室內(nèi)凸出，少占建筑空間，改善建筑觀贍，為建筑設(shè)計(jì)及使用功能帶來(lái)靈活性和方便性；同時(shí)結(jié)構(gòu)墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體材料作為框架填充墻及內(nèi)隔墻，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)普通磚墻，以貫徹國(guó)家關(guān)于節(jié)約能源、節(jié)約土地、利用廢料、保護(hù)環(huán)境的政策。

一、異形柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（一）由于異形柱采用T形、L形、十字形等截面形式，所以使得墻肢平面內(nèi)外兩個(gè)方向剛度對(duì)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。異形柱由于多肢的存在，其剪切中心與截面形心往往是不重合的，且在平面范圍之外，受力時(shí)要靠各柱肢交點(diǎn)處核心砼協(xié)調(diào)變形和內(nèi)力，這種變形協(xié)調(diào)使各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，而該剪應(yīng)力的存在，使柱肢易先出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態(tài)，它使得異形柱較普通截面柱變形能力低，脆性破壞明顯。

（二）特別是異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。由國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析表明，異形柱的破壞形態(tài)為：彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態(tài)的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長(zhǎng)比（剪跨比），配箍率以及箍筋間距S與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的復(fù)雜，設(shè)計(jì)中必須通過(guò)可靠的計(jì)算和必要的構(gòu)造措施來(lái)保證其強(qiáng)度和延性。

二、異形柱的結(jié)構(gòu)平面布置

（一）在異形柱結(jié)構(gòu)的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡(jiǎn)單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻；結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的不利影響，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移分別不宜大于該樓層兩端相應(yīng)平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層兩端相應(yīng)平均值的1.4倍；結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比不應(yīng)大于0.85；異形柱框架結(jié)構(gòu)和異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。異形柱結(jié)構(gòu)的框架縱橫柱網(wǎng)軸線宜對(duì)齊拉通；異形柱肢截面厚度中線與梁及剪力墻中線宜對(duì)齊重合；異形柱結(jié)構(gòu)不應(yīng)用于單跨框架結(jié)構(gòu)。

（二）柱布置時(shí)，宜規(guī)整對(duì)齊，并按“密柱小梁”的布置原則，平面節(jié)點(diǎn)（軸向交叉點(diǎn)）應(yīng)盡量設(shè)柱，避免主次梁搭接，柱間距一般在3～6m之間取值（柱網(wǎng)尺寸不應(yīng)大于6.0mX6.0m），柱應(yīng)雙向拉結(jié)，以形成雙向剛接框架。

（三）對(duì)于底層大空間的異形柱框架體系，轉(zhuǎn)換層下的支承柱不允許采用異形柱，應(yīng)全部采用矩形柱。對(duì)底層架空層抽柱形成轉(zhuǎn)換層的情況，要求樓板厚度≥150mm；上層異形柱與下層矩形框架柱面積比宜接近1；上層異形柱與下層矩形柱的重疊面積不應(yīng)小于2/3.

（四）在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí)，有時(shí)因?yàn)榻ㄖ季值墓δ芎兔烙^，只能設(shè)置“一”形柱，且僅能保證一個(gè)方向有框架梁通過(guò)，此時(shí)在另一方向應(yīng)沿柱肢寬增設(shè)暗梁，來(lái)保證柱平面外的剛度與穩(wěn)定，且“一”形柱的寬度不應(yīng)小于300。

三、異形柱結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算

（一）2009版本的SATWE已經(jīng)能夠有效的計(jì)算帶有混凝土異形柱的結(jié)構(gòu)，SATWE在梁的剛度、荷載和截面配筋計(jì)算時(shí)，充分考慮了異形柱框架結(jié)構(gòu)的特殊性。由于混凝土異形柱的柱肢較長(zhǎng)，梁、柱在節(jié)點(diǎn)處的重疊部分較大，合理的力學(xué)模型簡(jiǎn)化應(yīng)將重疊部分作為剛域，自重計(jì)算時(shí)不應(yīng)重復(fù)計(jì)算重疊部分的混凝土重量，SATWE軟件中對(duì)梁考慮了這樣的力學(xué)模型簡(jiǎn)化：

1．梁的計(jì)算按扣除剛域后的梁長(zhǎng)計(jì)算；

2．梁上的外荷載按梁兩端節(jié)點(diǎn)間長(zhǎng)度計(jì)算；

3．截面設(shè)計(jì)按扣除剛域后的梁長(zhǎng)計(jì)算；

4．梁端剛域的計(jì)算原則如下：

記梁端與柱的重疊部分長(zhǎng)分別為Di和Dj，梁長(zhǎng)為L(zhǎng)（即兩端節(jié)點(diǎn)間的距離），梁高為H，則梁兩端的剛域長(zhǎng)度分別為：

Dbi=Max（0，Di-H/4）

Dbj=Max（0，Dj-H/4）

扣除剛域后的梁長(zhǎng)為：L0=L-（Dbi+Dbj）

（二）異形柱的配筋計(jì)算原則應(yīng)按“雙偏壓計(jì)算”，這樣其配筋計(jì)算會(huì)更準(zhǔn)確。“單偏壓計(jì)算”是將主形心內(nèi)力作用效應(yīng)分解到各個(gè)柱肢上再進(jìn)行單偏對(duì)稱配筋計(jì)算，而“雙偏壓計(jì)算”是將主形心內(nèi)力作用效應(yīng)按異形柱的全截面進(jìn)行配筋，因而有角筋共用。

（三）抗側(cè)力結(jié)構(gòu)正交布置時(shí)，應(yīng)允許在結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸分別考慮水平地震作用；有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15度時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用；質(zhì)量與剛度明顯不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響，其他情況應(yīng)允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計(jì)入扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

四、異形柱結(jié)構(gòu)的配筋及繪圖

（一）在正確的結(jié)構(gòu)選型及計(jì)算后，截面內(nèi)鋼筋的構(gòu)造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點(diǎn)，柱肢端部會(huì)出現(xiàn)較大應(yīng)力，加上梁作用于柱肢上應(yīng)力的不均勻，一般越靠肢端應(yīng)力越大，對(duì)柱肢形成偏心壓力，進(jìn)一步加大肢端壓應(yīng)力。因而在異形柱配筋時(shí)，應(yīng)在肢端設(shè)暗柱，暗柱的外排鋼筋由計(jì)算而定。離端部厚度范圍內(nèi)設(shè)2Ф14的構(gòu)造縱筋，箍筋同柱，這樣可限制柱肢的砼裂縫的開(kāi)展，提高異形柱局部抗壓抗剪強(qiáng)度及變形能力。柱上的箍筋不僅能抗剪，也可約束砼變形，增大其延性。異形柱由于不易形成多肢復(fù)合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直徑和加密間距來(lái)實(shí)現(xiàn)。相同配箍率下，箍筋直徑大，其延性指標(biāo)好，因而箍筋且用Ф8、Ф10，其間距可比普通柱箍筋間距小。

（二）施工圖畫(huà)法

1．全樓柱鋼筋歸并；

2．平面柱大樣畫(huà)法畫(huà)異形柱施工圖，應(yīng)注意箍筋加密與普通柱相同；柱分布筋之間設(shè)拉筋，其直徑同箍筋，間距是箍筋的2倍；橫向肢、豎向肢分別按計(jì)算配置一個(gè)矩形箍筋，并分別滿足X、Y向計(jì)算箍筋面積的要求；c豎向筋要滿足最小間距要求，采用對(duì)稱配筋，一排排不下，程序自動(dòng)放兩排；按固定鋼筋（L形角部的角筋雙向共用）和分布筋（豎向架立筋@≤200）的構(gòu)造要求分別配制固定鋼筋和分布筋。d在核心區(qū)箍筋相交處，若無(wú)主筋時(shí)，應(yīng)設(shè)豎向架立筋如T形柱內(nèi)側(cè)，架立筋為構(gòu)造筋，隱含直徑D=14mm。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，異型柱框架結(jié)構(gòu)的平面布置比普通矩形柱框架靈活，可以較好滿足建筑功能的要求，具有良好的發(fā)展前景，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解異型柱的受力特點(diǎn)，正確把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，確保工程結(jié)構(gòu)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)

[1]《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ149-2006）

[2]楊潤(rùn)蘭 孫彩霞.《異形柱與短肢剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題》，河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)2005年3月

[3]趙長(zhǎng)武 戴琦.《異形柱結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)與設(shè)計(jì)》，遼寧建材2006年第4期

框架柱范文3

關(guān)鍵詞：繞絲加固法；鋼筋混凝土框架柱補(bǔ)強(qiáng)；施工方案優(yōu)化

前言

某小學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室、器材室二層兩根框架邊柱混凝土強(qiáng)度偏低，經(jīng)該工程設(shè)計(jì)單位驗(yàn)算鑒定其結(jié)構(gòu)位移延性滿足不了抗震要求。設(shè)計(jì)單位提出了采用繞絲加固對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)文件。施工單位根據(jù)該工程建筑裝修基本結(jié)束、建設(shè)單位要求加固施工不得影響學(xué)校正常教學(xué)等具體制約因素，因地制宜地制定并實(shí)施具體加固方案。不僅保證了結(jié)構(gòu)安全，而且有效地減少了拆除量、縮短了加固工期、控制了施工環(huán)境對(duì)學(xué)校正常教學(xué)的影響。也為在建工程質(zhì)量問(wèn)題處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

繞絲加固法是在被加固構(gòu)件表面纏繞鋼絲及各種纖維絲（碳纖維、玻璃纖維等）使構(gòu)件受到約束作用，從而提高其承載能力和結(jié)構(gòu)位移延性的一種新型加固方法。它在建筑物的維修、改造和加固中占據(jù)重要地位。但對(duì)在建工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度缺陷處理，則經(jīng)常受到處理數(shù)量少、后續(xù)工程已完成、施工隊(duì)專業(yè)技能欠佳和施工環(huán)境限制等條件的制約，需要施工單位根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)確定具體的施工方法。

一、工程概況

某小學(xué)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室、器材室是緊鄰學(xué)校南北教學(xué)、辦公樓連廊東西兩側(cè)而建的兩層單跨框架結(jié)構(gòu)。層高3.4米，柱子斷面為350*350mm，主梁截面為240*550mm、邊梁截面為240*350mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。施工合同要求利用暑假完成除內(nèi)外涂料、屋面防水和電氣、采暖工程外的所有施工任務(wù)，確保九月一日學(xué)校按正常環(huán)境開(kāi)學(xué)。八月二十五日主體驗(yàn)收回彈發(fā)現(xiàn)，東側(cè)二層北側(cè)中間兩個(gè)柱子（2―B、3―B）混凝土強(qiáng)度偏低，驗(yàn)收各方?jīng)Q定這兩個(gè)柱子內(nèi)外表面暫不進(jìn)行后道工序施工。九月二日，東側(cè)二層柱混凝土標(biāo)養(yǎng)試塊報(bào)告顯示其強(qiáng)度只有19.6MPa。九月三日施工單位委托實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行回彈，除北側(cè)中間兩柱子外該檢驗(yàn)批的其它柱子混凝土強(qiáng)度均超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，唯有這兩個(gè)柱子混凝土強(qiáng)度依然低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，后經(jīng)取芯檢測(cè)，實(shí)際強(qiáng)度只有19.2 MPa和19.6 MPa。

經(jīng)該工程設(shè)計(jì)單位驗(yàn)算鑒定，這兩個(gè)柱子因配筋較大，混凝土強(qiáng)度滿足正常情況下的安全要求，但其結(jié)構(gòu)位移延性不滿足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求。鑒于該工程建筑施工基本完成，學(xué)校已開(kāi)學(xué)，甲方又提出了盡量不改變或少改變建筑外形和使用空間的要求，設(shè)計(jì)單位提出了按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固改造構(gòu)造圖》（06SG311-1）中的繞絲加固法，對(duì)這兩個(gè)柱子進(jìn)行加固的書(shū)面文件。

二、施工難點(diǎn)

該工程按照設(shè)計(jì)書(shū)面文件加固存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：

2.1、需加固的柱子?xùn)|西兩側(cè)加氣混凝土砌塊填充墻已砌完，且內(nèi)外粉刷完畢；2―B柱西側(cè)防盜門(mén)、3―B柱西側(cè)塑鋼窗框均安裝完畢，發(fā)泡劑空隙只有35mm左右。按常規(guī)拆除需加固柱兩側(cè)的門(mén)窗和填充墻，不僅工程量大、周期長(zhǎng)、成本高，而且施工環(huán)境也不允許。需加固柱周圍條件詳見(jiàn)圖1

2.2、按照《混凝土結(jié)構(gòu)加固改造構(gòu)造圖》（06SG311-1）及設(shè)計(jì)要求，鋼絲外側(cè)應(yīng)采用≥C30噴射混凝土保護(hù)。受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、施工隊(duì)機(jī)具配備制約無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

2.3、因邊梁偏軸（外偏）且與主梁高度不相等（相差200mm），梁區(qū)等代箍筋無(wú)法按設(shè)計(jì)指定的圖集施工。

三、加固方案選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)與甲方要求、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究并報(bào)施工監(jiān)理同意，對(duì)具體加固選擇了如下實(shí)施方案。

3.1、柱子沿建筑外墻側(cè)的局部拆除。①將柱子與金屬門(mén)框、塑鋼窗框間的發(fā)泡劑全部清除，但不得松動(dòng)固定門(mén)框、窗框的膨脹螺絲。②在柱子與加氣混凝土砌塊填充墻之間開(kāi)出150mm寬的槽，但不得切斷砌體拉結(jié)筋。

3.2、因柱子靠門(mén)窗框處空間極小（只有35mm左右），鋼絲很難纏緊，鋼絲間距不易保證，故在柱子內(nèi)外兩側(cè)中間混凝土表面豎向各設(shè)置一道4*25的通長(zhǎng)扁鋼，用于固定、撐緊纏繞的鋼絲。

3.3、鋼絲外表面分段支木模后用CGM―2J灌漿料封閉或填充。

3.4、梁區(qū)等代箍筋按較大高度的主梁設(shè)置，并由兩道增加為三道，中間一道沿邊梁下緣緊貼柱子表面布置。該區(qū)域表面抹20mm厚1：1.5水泥砂漿分層抹壓封閉。

四、加固方案實(shí)施

4.1 施工順序：

施工準(zhǔn)備柱子?xùn)|西兩側(cè)清空柱子四角混凝土磨角柱子南北側(cè)安裝4*25扁鋼繞絲分段支模、灌漿料梁區(qū)等代箍筋安裝、封閉驗(yàn)收。

4.2 各道工序施工要點(diǎn)

1 ） 施工準(zhǔn)備：

① 外側(cè)搭設(shè)門(mén)式腳手架腳手架離墻200mm；通過(guò)門(mén)窗口用腳手架鋼管連接；腳手架外側(cè)及兩端用密目網(wǎng)封閉，并懸掛安全警示標(biāo)志。腳手架搭設(shè)完經(jīng)企業(yè)安全主管部門(mén)和監(jiān)理共同驗(yàn)收合格后方可投入使用。

② 材料準(zhǔn)備Ф4冷拔鋼絲退火后由監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證取樣送礦區(qū)中心實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)合格。CGM―2J現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證取樣檢驗(yàn)，符合要求后方可使用。

③ 模板及其加固材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備兩套模板。模板采用九夾板、50*50、50*30的方木制作成定型模板，緊固件采用100*100方木和Ф16對(duì)拉螺栓。

2 ） 柱子?xùn)|西兩側(cè)清空：

① 加氣混凝土砌塊墻開(kāi)槽為便于纏繞鋼絲、確保砌塊墻與柱子間的緊密結(jié)合，將柱邊砌塊墻開(kāi)出150mmm寬的槽。先用切割機(jī)在砌體墻上割出50mmm深的縫，然后用錘和鏨子將槽內(nèi)砌塊清除干凈。在這過(guò)程中不得切斷從柱子內(nèi)伸出的拉墻筋。

② 門(mén)窗框外側(cè)發(fā)泡劑用細(xì)鋼釬（Ф16）、鏟子清理干凈，卸下門(mén)扇。

3 ） 柱子四周混凝土磨角

先用手提切割機(jī)將柱子四角混凝土切去邊長(zhǎng)30mm的等腰直角三角形，再用手提混凝土磨光機(jī)將棱角抹掉，磨成R=30的圓角。

4 ） 柱子南北側(cè)緊固扁鋼安裝

扁鐵安裝在柱子中心，扁鐵用Ф10的膨脹螺絲穿入扁鋼上的孔再焊平。固定點(diǎn)間距為500mm。

4 ） 繞絲

從下往上纏繞，間距按設(shè)計(jì)要求控制在20mm左右。先按照06SG311-1 3-30頁(yè)要求制作安裝40*4扁鋼箍，并將繞絲下端頭焊在扁鋼上，空隙內(nèi)用環(huán)氧樹(shù)脂灌滿。再逐漸往上纏繞鋼絲 。鋼絲邊纏邊拉緊、排勻間距后用鐵錘敲擊鋼絲，使其緊貼柱子表面，立即將鋼絲與扁鋼間用電焊點(diǎn)焊，避免鋼絲松動(dòng)下滑。最后在梁底處用扁鋼箍壓鋼絲頭，并用環(huán)氧樹(shù)脂封閉。

5 ） 分段支模

支模前先用壓縮空氣將柱子表面清理干凈。整個(gè)柱子分三段支模。窗臺(tái)以下為第一段、窗臺(tái)以上1.8米高均分成兩段。支模之前必須由監(jiān)理對(duì)鋼絲及其壓頭進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收合格。支模的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：一是從鋼絲最小保護(hù)層和CGM-2J灌漿料有效加固厚度出發(fā)，除與填充墻連接外，柱子外側(cè)灌漿料加固厚度必須控制在30―35mm之間。二是模板接縫用膠帶密封，避免漏漿。三是按墻面普通抹灰的垂直度（4mm）、平整度（4mm）控制各段模板的垂直度和表面平整度，盡量減少柱子粉刷層厚度。模板加固詳見(jiàn)圖2、圖3

6 ） 灌漿

考慮所灌漿部位是柱子加固和所加固柱子與填充墻之間空隙的填充，本工程選用CGM-2J型灌漿料。因每次灌漿料較少，故采用人工攪拌，但攪拌時(shí)間不得少于5分鐘，保證攪拌均勻。施工中必須控制每次攪拌量在40分鐘內(nèi)用完。灌漿之前必須將模板和原有混凝土表面充分濕潤(rùn)。由于柱子四周加固厚度只有30-35mm寬（與填充墻連接處除外），因此漿料入模必須用特制細(xì)管漏斗。下部?jī)蓪硬捎盟闹芊謱庸酀{，最上面一段緊靠梁板，只能從柱子外側(cè)入漿。灌漿過(guò)程中適當(dāng)敲擊模板，確保灌漿密實(shí)。每次灌漿時(shí)現(xiàn)場(chǎng)制作100*100*100的抗壓試塊，并按相關(guān)規(guī)定養(yǎng)護(hù)、送檢。

7 ） 拆模與養(yǎng)護(hù)

由于灌漿施工時(shí)的日最低氣溫在15度以上，因此確定灌漿施工24小時(shí)后就拆模，拆模后灑水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)7天。

8 ） 驗(yàn)收

兩根柱子養(yǎng)護(hù)7天后，抗壓試塊壓出7天強(qiáng)度就達(dá)到47.2Mpa 。 據(jù)此結(jié)果報(bào)設(shè)計(jì)、施工監(jiān)理、當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢站聯(lián)合驗(yàn)收，一致認(rèn)為達(dá)到了預(yù)期的效果。加固后的柱子垂直、平整度均小于4mm，小于規(guī)范允許偏差。

5、實(shí)施效果

1）實(shí)施方案科學(xué)合理，拆除工程量少、工期短、對(duì)學(xué)校正常教學(xué)沒(méi)有造成影響。

2）通過(guò)本方案的實(shí)施不僅增強(qiáng)了柱子位移延性，提高了抗震效果，而且也提高了柱子承載能力。柱子斷面尺寸的微量擴(kuò)大（每邊擴(kuò)大30mm），通過(guò)裝飾層的調(diào)整，對(duì)立面效果影響不大（柱子內(nèi)外側(cè)凸出墻面20mm），基本上達(dá)到了建設(shè)單位“既不影響美觀，又不影響使用空間”的要求。

6、結(jié)束語(yǔ)

在建工程結(jié)構(gòu)施工受施工隊(duì)伍素質(zhì)、原材料質(zhì)量波動(dòng)、施工過(guò)程質(zhì)量控制缺陷等因素作用，混凝土強(qiáng)度過(guò)低而加固現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，結(jié)構(gòu)加固具體方案的設(shè)計(jì)尤為重要。加固方案的成功與否，既要保證結(jié)構(gòu)實(shí)體質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，又要滿足總工期、建設(shè)方滿意度、施工成本等各方面的綜合要求。

框架柱范文4

關(guān)鍵詞：異型柱; 框架結(jié)構(gòu); 設(shè)計(jì)

Abstract: different column frame structure system in a certain degree meets the above requirements, the framework and steal it shear wall structure the advantages of the system, it will be the future housing structure of the system in one of the development direction.

Keywords: alien column; Frame structure; design

中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

近年來(lái)，隨著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展以及人們對(duì)住宅建筑使用要求的不斷提高，普通的矩形框架柱給室內(nèi)裝飾和家具布置帶來(lái)極大的不便。異形柱框架結(jié)構(gòu)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。該結(jié)構(gòu)體系既吸收了傳統(tǒng)框架及剪力墻結(jié)構(gòu)體系的長(zhǎng)處，同時(shí)也具有其自身的優(yōu)點(diǎn)：

（1）柱肢厚通常采用 200～250mm，肢厚基本與填充墻等厚，框架梁寬也同墻厚，室內(nèi)不凸出梁柱，便于使用又美觀，同時(shí)還增加了房間的使用面積。

（2）雖然增加了施工難度，但因擴(kuò)大了使用面積，加之自重較輕，減少了基礎(chǔ)費(fèi)用，因此綜合考慮，其總體經(jīng)濟(jì)效益較好。隨著異形柱的各種力學(xué)性能研究日趨成熟，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。該結(jié)構(gòu)形式一般指同層內(nèi)異形柱數(shù)量超過(guò)柱總數(shù)量 10%的框架結(jié)構(gòu)，適用抗震設(shè)防烈度為6 度或 7 度的地區(qū)。

1. 異形柱的定義及受力特點(diǎn)

異形柱是指柱截面區(qū)別于常用的矩形柱，而采用多個(gè)小墻肢的組合截面柱子，是由剪力墻演變而來(lái)的。柱肢截面中各肢的肢高與肢厚比不大于 4，常用的有L 形、T 形和十字形，也有的采用 Z 形。L形截面柱多用于墻的轉(zhuǎn)角部位，而 T形和十字形截面柱多用于縱橫墻交接處。柱肢寬度一般使用與填充墻體相同的厚度，為 200～250mm，不大于300mm。肢長(zhǎng)較大，一般為 600～800mm。除此之外，不等肢異形柱肢高比一般不超過(guò)1.6，各肢截面厚度不能相差過(guò)大。雖然異形柱由剪力墻演變而來(lái)，但由于柱截面本身的特殊性，異形柱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)既不同于剪力墻結(jié)構(gòu)，也與普通框架相差很大，具有自己的獨(dú)特性：

（1）由于異形柱截面的這種特殊性，使得墻肢平面內(nèi)外兩個(gè)方向剛度對(duì)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；

（2）異形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范圍之外，受力時(shí)要靠各柱肢交點(diǎn)處核心砼來(lái)協(xié)調(diào)變形和內(nèi)力，這種變形協(xié)調(diào)使各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的翹曲應(yīng)力和剪應(yīng)力，而該剪應(yīng)力的存在，使柱肢易先出現(xiàn)裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態(tài)，它使得異形柱較普通截面柱協(xié)調(diào)變形能力低，脆性破壞明顯；

（3）異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。由國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析，異形柱的破壞形態(tài)為彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態(tài)的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長(zhǎng)比（剪跨比），配箍率以及箍筋間距 S 與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的復(fù)雜，設(shè)計(jì)中必須通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)平面布置，采用有效的設(shè)計(jì)計(jì)算程序和必要的構(gòu)造措施來(lái)保證其強(qiáng)度和延性。

2. 異形柱結(jié)構(gòu)平面布置

異形柱框架的構(gòu)造應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范的基本要求。考慮到異形柱的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)體系上，應(yīng)從嚴(yán)把握概念設(shè)計(jì)的原則，力求結(jié)構(gòu)平面規(guī)整，結(jié)構(gòu)剛度均勻，構(gòu)件傳力明確。就結(jié)構(gòu)體系而言，異形柱框架應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向剛接梁柱抗側(cè)力體系，根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置和受力特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)成部分異形柱部分矩形柱的形式，特別注意在受力復(fù)雜部位采用矩形柱，如樓梯間、電梯井等。結(jié)構(gòu)平面布置形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，減少偏心，剛度和承載力分布宜均勻，盡量控制或減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。同時(shí)結(jié)構(gòu)的框架縱、橫柱網(wǎng)軸線宜分別對(duì)齊拉通，異形柱截面肢厚中心線宜與框架梁中心線對(duì)齊；結(jié)構(gòu)豎向布置注意體型力求簡(jiǎn)單規(guī)則，避免過(guò)大的外挑內(nèi)收，避免樓層剛度沿豎向突變；柱網(wǎng)尺寸不易過(guò)大，一般不超過(guò) 6m。因柱距大，梁高也大，一方面建筑凈空難以滿足要求，另一方面柱承受的軸力也大。軸壓比高，于抗震不利。為保證梁板對(duì)異形柱節(jié)點(diǎn)的約束，宜采用現(xiàn)澆樓蓋。

3. 異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1軸壓比控制

框架結(jié)構(gòu)柱的延性對(duì)于耗散地震能量、防止框架的倒塌起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響混凝土柱延性的一個(gè)關(guān)鍵，柱的側(cè)移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。在高軸壓比情況下，增加箍筋用量對(duì)提高柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的控制對(duì)柱的延性影響至關(guān)重要，必須對(duì)異形柱的軸壓比進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.2“Z”形柱的設(shè)計(jì)計(jì)算

工程中經(jīng)常遇到“Z”形柱的情況。《鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》未將“Z”形柱列入，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可以在PMCAD輸入時(shí)將其按2個(gè)“L”形柱來(lái)輸入，并進(jìn)行內(nèi)力及配筋計(jì)算。因?yàn)椤癦”形柱受力較大時(shí)易在中間肢劈開(kāi)。劈開(kāi)后(極限狀態(tài))其受力接近于2個(gè)“L”形柱，按2個(gè)“L”形柱處理較為合適。

3.3異形柱框架的計(jì)算

由于異形柱截面的特殊性，在柱截面對(duì)稱軸內(nèi)受水平力作用時(shí)，彈性分析計(jì)算其翹曲應(yīng)力很小，此時(shí)如同承受水平力的偏壓構(gòu)件，仍可按平面假定分析，按混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算。框架柱水平力較小，如按一般偏壓柱計(jì)算，誤差較小，此時(shí)異形柱可用等剛度等面積代換成矩形柱后由程序進(jìn)行整體分析。而在水平力較大，且水平力作用在非主軸主向，則翹曲應(yīng)力不容忽視。按平截面假定誤差較大，則應(yīng)對(duì)異形柱框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，以決定內(nèi)力和配筋的位置和大小。在進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和配筋計(jì)算時(shí)，宜選用帶有異形柱計(jì)算功能的計(jì)算軟件。

目前，國(guó)內(nèi)可直接進(jìn)行異形柱截面內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)的軟件有：中國(guó)建設(shè)研究院的TAT、SATWE程序、廣東省建院的SS、SSW程序以及鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算CRSC等，這些程序均用數(shù)值積分法進(jìn)行正截面配筋設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確性較高，能有效滿足結(jié)構(gòu)安全性要求。

3.4配筋構(gòu)造

在經(jīng)過(guò)正確的結(jié)構(gòu)選型及計(jì)算后，截面內(nèi)鋼筋的構(gòu)造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點(diǎn)，柱肢端部會(huì)出現(xiàn)較大應(yīng)力，加上梁作用于柱肢上應(yīng)力的不均勻，因而在異形柱配筋時(shí)應(yīng)在肢端設(shè)暗柱，暗柱的外排鋼筋由計(jì)算而定。離端部厚度范圍內(nèi)設(shè)構(gòu)造縱筋，箍筋同柱，這樣可限制柱肢混凝土裂縫的展開(kāi)，提高異形柱局部抗剪強(qiáng)度及變形能力。柱上的箍筋不僅能抗剪，也可約束混凝土變形，增大其延性。異形柱由于不易形成多肢復(fù)合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直徑和加密間距來(lái)實(shí)現(xiàn)。相同配箍率下，箍筋直徑大，其延性指標(biāo)好，其間距可比普通箍筋間距小。

4. 異型柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）暗埋管線穿梁柱，使梁柱截面削弱。此類問(wèn)題比較廣泛，而且容易被設(shè)計(jì)忽視，往往造成較嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)缺陷問(wèn)題。對(duì)此，除了對(duì)電氣布線設(shè)計(jì)不能過(guò)于集中以外，應(yīng)設(shè)管線井加以解決。管線井可設(shè)在樓梯平臺(tái)的角部，其斷面可設(shè)計(jì)為三角形，不會(huì)對(duì)交通產(chǎn)生影響。

（2）梁柱核心區(qū)配筋如過(guò)于密集，各向鋼筋相互碰撞嚴(yán)重，會(huì)造成鋼筋偏位和施工困難。這種情況一般發(fā)生在內(nèi)梁，特別是橫向框架梁中，對(duì)此可以采用“寬梁窄柱”的辦法加以解決。

（3）懸臂梁根部鋼筋較多時(shí)，勢(shì)必形成多排配筋，使梁的有效截面高度下降，引起梁根部變形增大，裂縫寬度超規(guī)范允許值?？梢詫冶哿旱捻斆姹认鄳?yīng)樓面標(biāo)高抬高25～30mm使懸臂梁上部縱筋從最上層伸入錨固，可以保證梁的變形及裂縫寬度在設(shè)計(jì)的控制值以內(nèi)。

框架柱范文5

【關(guān)鍵字】偏心 措施 施工

【中圖分類號(hào)】TU528 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）04-0248-01

在多層商業(yè)中，由于使用功能和結(jié)構(gòu)布局上的諸多因素影響，框架結(jié)構(gòu)就才成為非常適合此類功能需求的結(jié)構(gòu)，在空間布局中，外墻多數(shù)由于造型要求，要求外立面表面平整，而多數(shù)情況下，框架柱與梁截面很難保證同樣寬度，框架柱主要承受豎向力，而框架梁主要承受水平力，框架梁的寬度對(duì)梁的抵抗彎矩的效果不明顯，多數(shù)情況框架梁的功能主要是靠梁的高度控制，受力功能上的不同使兩種構(gòu)建的尺寸不一致。

規(guī)范中規(guī)定框架結(jié)構(gòu)中梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁柱中心線不能重合時(shí)，在計(jì)算中考慮偏心對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和構(gòu)造的不利影響，以及梁荷載對(duì)柱子的偏心影響。梁、柱中心線之間的偏心距，9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于柱截面該方向?qū)挾鹊?/4；非抗震設(shè)計(jì)和6～8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4時(shí)，可采取增設(shè)梁的水平加腋等措施。設(shè)置水平加腋后，仍需考慮梁柱偏心的不利影響。

此案例為河北某建筑標(biāo)準(zhǔn)層，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，地上五層，地下一層，基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)。本建筑的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)；建筑抗震設(shè)防類別為丙類，抗震等級(jí)為三級(jí)；設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。建筑物合理使用年限為50年。本工程的抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度O.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，場(chǎng)地土屬中軟土，特征周期Tg=O.45s。地下水位較深，不用考慮該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋的腐蝕性。

規(guī)范中規(guī)定10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅結(jié)構(gòu)建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)。本案例為多層框架結(jié)構(gòu)，在計(jì)算模型時(shí)主要考慮平面荷載導(dǎo)致的豎向力傳遞，風(fēng)荷載并不起到控制結(jié)構(gòu)位移的作用，可以忽略不計(jì)。

此案例中最大框架柱截面尺寸為600×900mm，與其連接框架梁寬度為250mm，偏心距大于1/4柱寬，通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，采用陣型分解反應(yīng)譜法分析豎向荷載下水平偏心大于1/4時(shí)與框架梁與框架柱軸心重合的兩種情況，通過(guò)對(duì)比并計(jì)算檢驗(yàn)兩種情況對(duì)梁、柱配筋的影響以及整體結(jié)構(gòu)的影響。

已柱配筋大于1/4的情況下，考慮結(jié)構(gòu)的雙向地震作用和偶然偏心，結(jié)構(gòu)的最大位移角為三層1/552，滿足規(guī)范要求的1/550，層間位移比最大為1.48，復(fù)合規(guī)范要求最大1.50的要求。經(jīng)過(guò)調(diào)整框架梁和框架柱的軸心對(duì)其的情況下，位移角最大為1/560，層間位移比最大為1.47。調(diào)整后的框架柱的軸壓比部分減小了5%左右，梁配筋基本無(wú)變化。可見(jiàn)偏心對(duì)框架的整體架構(gòu)有一定的影響，配筋影響較小。但從規(guī)范角度出發(fā)偏心大于1/4時(shí)，需要水平方向加腋等措施。設(shè)置水平加腋后，仍須考慮框架梁、柱偏心的不利影響。

框架梁的水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸應(yīng)滿足

bx/lx≤1/2

bx/bb≤2/3

bx+bx+x≥bc/2

式中：bx為梁的水平加腋寬度，lx為水平加腋長(zhǎng)度，bb為梁截面寬度，bc為沿偏心方向柱截面寬度，x為非加腋?jìng)?cè)梁邊到柱邊的距離。以上規(guī)范說(shuō)明就是控制了框架梁與柱的軸心偏差不能過(guò)大，框架梁的截面寬度不能與其對(duì)應(yīng)的框架柱的對(duì)應(yīng)偏心尺寸過(guò)大。因此在框架設(shè)計(jì)中還是盡量減小梁、柱的偏心。

框架結(jié)構(gòu)主要有框架梁和框架柱作為整體結(jié)構(gòu)的支撐體系，因此在發(fā)生地震時(shí)會(huì)發(fā)生幾種震害：

1、短柱破壞。由于在建筑使用過(guò)程中，部分人員私自拆除圖紙隔墻并加入磚墻等影響柱有效高度位移的情況，形成短柱現(xiàn)象，發(fā)生局部破壞現(xiàn)象。設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，設(shè)計(jì)人員是按照長(zhǎng)柱配筋，并不是按短柱設(shè)計(jì)那樣全高箍筋加密。

2、角柱的破壞。由于角柱受到兩個(gè)方向的地震水平力影響較大，遭遇震害時(shí)約束比框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部的框架柱約束較少，框架柱更容易破壞。

框架結(jié)構(gòu)的破壞多數(shù)會(huì)在梁柱交接的節(jié)點(diǎn)，水平力與地震力的相互作用下使梁柱交接節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)局部破壞。由于梁破壞的后果小于柱破壞的后果，因此規(guī)范提出墻柱弱梁的概念，就是保證在罕遇地震下，允許框架梁發(fā)生彎曲破壞，但框架柱還能維持使用功能，不會(huì)引起整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。

梁柱偏心水平加腋適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)了節(jié)點(diǎn)剛度，但對(duì)抗震優(yōu)化的考慮，梁柱節(jié)點(diǎn)配筋只能適當(dāng)加強(qiáng)，保證梁柱節(jié)點(diǎn)不發(fā)生脆性破壞，在出現(xiàn)地震時(shí)盡量吸收較大的地震能量，保證人員的安全。

框架柱范文6

關(guān)鍵詞異形柱;抗震性能;延性

Abstract: The seismic analysis of special-shaped column frame structure performance and ductility of a fortification of irregular 7 degrees, from the economic perspective, applicability, and find out for the reasonable structure layout and construction measures.

Key words special-shaped column; seismic behavior; ductility

1.引言

傳統(tǒng)的矩形柱框架結(jié)構(gòu)住宅由于其外露框架梁柱，不僅影響美觀，還影響到空間使用。異形柱框架結(jié)構(gòu)采用柱肢與墻體同厚的T形，L形和十形等異形截面柱代替矩形柱，使室內(nèi)不出現(xiàn)柱楞，空間有效利用率大大提高，而且便于人們對(duì)空間自由劃分，最大限度地滿足建筑要求，因而受到建筑師和業(yè)主的喜愛(ài)而在住宅結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用[1]。目前常用ETABS、SAP2000、PKPM等空間結(jié)構(gòu)分析程序?qū)υ擉w系進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

2.工程概況

該住宅別墅共五層，負(fù)一層為車庫(kù)，設(shè)電梯一部。結(jié)構(gòu)不規(guī)則，由于使用功能多樣，為了便于空間的劃分采用了異形柱結(jié)構(gòu)體系。7度設(shè)防，地震分組第一組，場(chǎng)地類別為三類，框架抗震等級(jí)三級(jí)，地面粗糙度B類，基本風(fēng)壓0.5kN/m2。

圖一 結(jié)構(gòu)平面圖

3.結(jié)構(gòu)平面布置及計(jì)算

異形柱截面有較大的側(cè)向剛度。為方便、經(jīng)濟(jì)，本工程采用了隔開(kāi)間設(shè)置，各異形柱盡量拉直對(duì)齊，使之與連梁一起形成較規(guī)整且連續(xù)跨數(shù)較多的抗側(cè)力片[2]。異形柱厚度根據(jù)建筑要求采用200mm，框架梁均采用200mm×600mm，大開(kāi)間位置采用了300mm的厚板。

采用空間有限元分析軟件SATWE進(jìn)行內(nèi)力分析，按墻元型式定義異形柱截面[3]。計(jì)算的相關(guān)參數(shù)考慮如下：考慮現(xiàn)澆板對(duì)框架梁剛度的有利影響；計(jì)算地震力時(shí)考慮填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)周期的影響，取周期折減系數(shù)0.8；在變形分析時(shí)，不考慮填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)周期的影響，即周期不進(jìn)行折減[4]；考慮偶然偏心作用。梁柱混凝土采用C30，鋼筋采用HRB400。

SATWE分析結(jié)果

5.構(gòu)造措施

5.1．本工程混凝土等級(jí)C30。在截面尺寸不變的情況下提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，可降低軸壓比，但隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，混凝土的極限壓應(yīng)變變小，變形能力變差，對(duì)異形柱的延性不利。

5.2.異形柱結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是截面和配筋不對(duì)稱，導(dǎo)致異形柱在兩個(gè)方向強(qiáng)度和延性不對(duì)稱。為了盡量降低這種影響，腹板端部配筋應(yīng)在合理范圍內(nèi)盡可能多。

5.3.在實(shí)際工程中，異形柱的寬厚比一般均大于2.5；當(dāng)異形柱截面肢厚小于 200mm時(shí)，將會(huì)造成粘結(jié)強(qiáng)度不足及梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋設(shè)置困難，基于施工和外墻保溫隔熱等要求，故限制異形柱肢厚也不應(yīng)小于200mm。同時(shí)考慮到穩(wěn)定性等問(wèn)題，柱肢厚度不宜小于樓層高度的 1/20；對(duì)于二級(jí)抗震設(shè)計(jì)要求的底層異形柱，由于其計(jì)算長(zhǎng)度較大，為了保證足夠的側(cè)向剛度和穩(wěn)定性，故柱肢的厚度不應(yīng)小于樓層高度的1/16。

5.4.含箍率越高，即塑性鉸區(qū)截面核心混凝土的受約束程度越高，可以在很大程度上提高核心混凝土極限壓應(yīng)變，從而提高構(gòu)件的延性。當(dāng)體積配箍率p相同時(shí)，采用較小的箍筋直徑a和箍筋間距s的延性好,只增大箍筋直徑來(lái)提高體積配筋率而不減小箍筋間距并不一定能提高異形柱的延性，只有在箍筋間距s對(duì)受壓縱筋支撐長(zhǎng)度達(dá)到一定要求時(shí)，增大體積配箍率p，才能達(dá)到提高延性的目的。

6.結(jié)語(yǔ)

6.1通過(guò)本工程的設(shè)計(jì)得出，異形柱框架結(jié)構(gòu)有較好的側(cè)向剛度，側(cè)向位移較小，提高結(jié)構(gòu)舒適度，但同時(shí)地震力加大。應(yīng)適當(dāng)加大地震力并對(duì)異形柱予以加強(qiáng)，控制軸壓比，適當(dāng)提高柱配筋率以提高結(jié)構(gòu)延性。

6.2為使結(jié)構(gòu)有較好的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)周期，以周期及柱軸壓比這兩個(gè)條件來(lái)確定柱尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)反復(fù)調(diào)整柱尺寸，多次試算得出最佳效果[2]。

參考文獻(xiàn)

劉紅星.異形柱框架結(jié)構(gòu)與普通框架結(jié)構(gòu)抗震性能對(duì)比分析.重慶，重慶大學(xué)土木與工程學(xué)院，2008

岳永志.沈陽(yáng)某異形柱框架樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例.科技信息，2009,（10）