2015年结构师考试结构工程异型柱框架设计知识点

　　异型柱框架的结构设计要点

　　(l)非抗震设防区采用异形柱框架结构，除了截面承载力计算以外，在设计中与矩形柱框架结构相同;在抗震设防区采用时，由于异形柱结构构件截面尺寸较小(柱肢宽度小)，即使加强了配筋，在地震早期易于出现混凝土被压碎现象和引起钢筋屈服。目前对这种结构在地震作用下的性能了解得还不够。异形柱截面的设计方法不同于矩形柱，国家尚未颁布异形柱框架的设计规程。因此，目前在抗震设防区，其层数不宜超过10层;在8度地区，层数不宜超过8层，总高度不宜超过22m。

　　(2)异型柱框架宜设计成双向梁柱刚架体系，以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。异型柱框架可以是现浇柱、T形叠合粱结构，也可以是现浇粱柱结构;楼盖宜采用现浇整体或者装配整体式;其梁柱混凝土强度等级不应低于C20。

　　(3)异型柱框架梁、柱截面应当按“强柱弱梁”和“密柱小粱”的要求确定。承受较大轴力的异形柱，如满足轴压比的要求，往往需要较大的截面尺寸，但因柱肢宽度受到墙厚的限制，所以一般柱肢较长。柱肢长和肢宽之比应不大于4，肢长不宜超过600mm。倘若超过，则已属于薄壁构件，应按剪力墙计算。同时，根据工程实践，柱截面肢宽较小时，框架梁柱节点处的钢筋设置困难，不易旋工，因而肢宽不宜小于250mm。在抗震设计中，为了保证柱子的延性，必须对框架柱在地震作用组合条件下的轴压比给予一定的限制，虽然有试验研究表明，异形柱的延性和矩形柱相当，但因实验数据有限，设计时可按《钢筋混凝土高层建筑结构设计与旌工规程》中轴压比限值减小0.05采用(三级不应大于0.85)。

　　(4)异型柱框架设计时，应结合建筑平面和高度需要以及抗震要求，布置L、T、十字形等截面柱或混合布置矩形柱或剪力墙，以充分发挥异形柱和各种构件在建筑使用上和结构性能上的优点，这样，才能做到设计合理，取得良好的技术经济效果。同时，结构设计中应重视异形柱的合理布置，平面节点处(交叉点处)应尽量设柱，宜使结构平面及刚度分布均匀对称，减小或避免地震作用扭转效应对结构受力的不良影响。由于扭转效应以结构平面角区最为显着，而角柱又为L形截面(在y方向不对称)，所以结构的均匀简单对L形柱更为重要，以保证结构的整体抗震性能，使整个结构有足够的承载力、抗侧移刚度和延性。

　　(5)梁柱节点设计。由于柱截面肢宽较小，钢筋在梁柱节点处应适当内移。若采用预制叠合粱，也可将柱筋内移，以确保梁下部钢筋直行。

　　(6)柱与墙体的连接。柱子侧面预留拉结钢筋伸入墙体，一般可用2≯6，伸入长度500～600mm，在三、四段框架中，拉结长度不小于墙长的1/5且不小于700mm。但在旆工中，框架填充墙对结构刚度的影响，避免结构沿高度形成刚度突变。

　　(7)结构内力和位移设计，可以利用电算程序。用CAD输入数据时，为简便起见，可用惯矩与异形柱相等的矩形柱代替。梁柱的计算惯性可按《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》的有关条文采用。

　　关于柱截面承载能力设计可规定正截面计算：轴向力作用在T形截面对称轴上时，T形柱为单向偏压构件，按《钢筋混凝土结构设计规范》计算;对于L形截面以及T形截面为双向偏压构件时，可用当量弯矩法计算。斜截面计算按《钢筋混凝土结构设计规范》计算。有抗震要求时，上述计算应考虑承载力抗震调整系数。

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