第一篇:異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)
異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)
本人曾設(shè)計(jì)過(guò)異形柱框架結(jié)構(gòu)房屋,現(xiàn)將一些心得體會(huì)總結(jié)出來(lái),望大家批評(píng)指正.1.異形柱框架結(jié)構(gòu)的使用范圍.1)抗震設(shè)防裂度為7度及7度以下地區(qū);2)柱網(wǎng)尺寸不宜過(guò)大,一般不大于6M,不應(yīng)超過(guò)7.2M,這是因?yàn)樵摲N結(jié)構(gòu)一般是用于6度不超過(guò)27M,7度不超過(guò)24M的8層以下的房屋,多用于住宅建設(shè),由于住宅的層高一般為2.8M,要保證2.4M的凈高,在梁高不小于跨度1/15的情況下,故跨度不宜太大;3)應(yīng)采用輕質(zhì)墻體材料,異將建筑物地平均自重控制在9KN/M2以下;2.異形柱框架設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下規(guī)定.1)為保證異形柱框架結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu);2)異形柱框架應(yīng)設(shè)計(jì)為雙向剛接梁柱抗側(cè)力體系,根據(jù)結(jié)構(gòu)平面布置和受力特點(diǎn),可部分布置異形柱,部分布置矩形柱;3)底層為大空間的異形柱框架結(jié)構(gòu),底層柱應(yīng)采用矩形柱,此時(shí)底層形成轉(zhuǎn)換層,該層樓板應(yīng)用厚度不小于180MM現(xiàn)澆板,雙層雙向配筋,上下層相關(guān)柱截面面積比宜接近于1,剛度比宜在1--1.5之間,上下層異形柱與矩形柱相交時(shí)重合面積不應(yīng)小于2/3.4)異形柱框架結(jié)構(gòu)平面布置宜使結(jié)構(gòu)的平面剛度均勻.對(duì)稱(chēng),避免扭轉(zhuǎn);豎向布置應(yīng)注意體型力求規(guī)則.均勻,避免有過(guò)大的外挑和內(nèi)收,避免樓層剛度沿豎向突變;5)異形柱框架結(jié)構(gòu)在6度區(qū)高度小于或等于22M時(shí),其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)按四級(jí)考慮,在6度區(qū)高度大于22M時(shí),其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)按三級(jí)考慮;在7度區(qū)高度小于或等于22M時(shí),其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)按三級(jí)考慮,在6度區(qū)高度大于22M時(shí),其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)按二級(jí)考慮;如底層抽柱形成轉(zhuǎn)換層時(shí),該層的框架抗震等級(jí)應(yīng)提高一級(jí);6)異形柱截面肢高與肢寬比不應(yīng)大于4,也不應(yīng)小于2.5,肢寬不應(yīng)小于180MM,“一”字型扁肢柱肢寬不應(yīng)小于300MM;當(dāng)角柱為異形柱時(shí),6度區(qū)肢高不宜小于500MM,7度區(qū)不宜小于600MM;7)異形柱梁及節(jié)點(diǎn)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C25;柱中的縱向受力筋直徑不應(yīng)大于25MM,也不應(yīng)小于14MM;8)異形柱的軸壓比限值各地規(guī)定不盡相同,但總的來(lái)說(shuō)比普通的框架柱要嚴(yán)一些;3.結(jié)構(gòu)分析.1)異形柱框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移應(yīng)按彈性方法計(jì)算,在豎向荷載作用下,可考慮梁端塑性內(nèi)力重分布;2)異形柱框架結(jié)構(gòu)可用“TAT”.“SATWE”等程序計(jì)算;3)異形柱框架結(jié)構(gòu)的基本自震周期應(yīng)考慮非承重墻的影響,折減系數(shù)可取0.6--0.7;5)“Z”形柱應(yīng)按剪力墻輸入計(jì)算程序計(jì)算.以上是本人的一點(diǎn)心得體會(huì),不當(dāng)之處望同仁指正.
第二篇:異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析論文
一、異形柱的概念
異形柱是指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱。建筑界所講的“異形柱”,特點(diǎn)是截面肢薄,由此引起構(gòu)件性能與矩形柱性能的包括受力、變形、構(gòu)造做法等一系列差異。制定規(guī)程主要是針對(duì)肢厚200、250mm的異形柱。其形式與短墻肢相似,若肢較長(zhǎng)就稱(chēng)短墻肢,很難劃分兩者的界線。
其中“Z”、“一”形柱未列入規(guī)程的原因如下。
第一,“Z”形柱在實(shí)際工程中,應(yīng)用很多?!癦”形截面柱與“一”形截面柱類(lèi)似,即兩主軸方向抗彎能力相差甚大,多數(shù)情況下是Z形的上下兩水平肢受與其方向一致的力,即由兩根梁傳來(lái)的拉力或壓力,這只有通過(guò)中間肢的受扭來(lái)傳遞,后果只能是中間肢的斷裂。“Z”形異形柱目前研究的不是很多,但在實(shí)際工程還是有用的。如果結(jié)構(gòu)中只是個(gè)別柱為Z形,可以采用加強(qiáng)構(gòu)造的設(shè)計(jì)。
第二,“一”形柱截面兩主軸方向抗彎能力相差甚大。不論是在風(fēng)荷載作用下還是在地震作用下結(jié)構(gòu)中的柱一般都是受到兩個(gè)方向的彎矩同時(shí)作用,其受力后的表現(xiàn)可想而知,它在雙向剪力作用下性能也不好,由GB50010柱雙向受剪承載力計(jì)算公式可見(jiàn),柱截面相鄰兩邊長(zhǎng)相差越多,其斜向受剪承載力越低。
二、底層減柱的限制
第一,落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通房屋,框架柱應(yīng)連續(xù)貫通轉(zhuǎn)換層以上的所有樓層。底部抽柱數(shù)不宜超過(guò)轉(zhuǎn)換層相鄰上部樓層框架柱總數(shù)的30%,轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的框架柱不應(yīng)采用異形柱。底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)可用于非抗震設(shè)計(jì)和6度、7度抗震設(shè)計(jì)的房屋建筑。
第二,帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)在地面以上大空間的層數(shù),非抗震設(shè)計(jì)不宜超過(guò)3層;抗震設(shè)計(jì)不宜超過(guò)2層;底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層異形柱結(jié)構(gòu)適用的房屋最大高度不少于10%,且框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)超過(guò)6層。框架-剪力墻結(jié)構(gòu),非抗震設(shè)計(jì)不應(yīng)超過(guò)12層,抗震設(shè)計(jì)不應(yīng)超過(guò)10層。
第三,不落地的框架柱應(yīng)直接落在轉(zhuǎn)換層主結(jié)構(gòu)上。托柱梁應(yīng)雙向布置,可雙向均為框架梁,或一方向?yàn)榭蚣芰?另一方向?yàn)橥兄瘟?轉(zhuǎn)換層上部異形柱向底部框架柱轉(zhuǎn)換時(shí),下部框架柱截面的外輪廓尺寸不宜小于上部異形柱截面外輪廓尺寸。轉(zhuǎn)換層上部異形柱截面形心與下部框架柱截面形心宜重合,當(dāng)不重合時(shí)應(yīng)考慮偏心的影響;
第四,轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比宜接近1。轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比可按國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002第E.0.2條的規(guī)定計(jì)算。規(guī)程不允許次梁轉(zhuǎn)換(二次轉(zhuǎn)換)。
第五,轉(zhuǎn)換層及下部結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30;轉(zhuǎn)換層樓面應(yīng)采用現(xiàn)澆樓板,樓板的厚度不應(yīng)小于150mm,且應(yīng)雙層雙向配筋,每層每方向的配筋率不宜小于0.25%。樓板鋼筋應(yīng)錨固在邊梁或墻體內(nèi);
第六,托柱框架梁的截面寬度,不應(yīng)小于梁寬度方向被托異形柱截面的肢高或一般框架柱的截面高度;不宜大于托柱框架柱相應(yīng)方向的截面寬度。托柱框架梁的截面高度不宜小于托柱框架梁計(jì)算跨度的1/8;當(dāng)雙向均為托柱框架時(shí),不宜小于短跨框架梁計(jì)算跨度的1/8。托柱次梁應(yīng)垂直于托柱框架梁方向布置,梁的寬度不應(yīng)小于400mm,其中心線應(yīng)與同方向被托異形柱截面肢厚或一般框架柱截面的中心線重合。
第七,注解:直接承托不落地柱的框架稱(chēng)托柱框架,直接承托不落地柱的框架梁稱(chēng)托柱框架梁,直接承托不落地柱的非框架梁稱(chēng)托柱次梁。
三、應(yīng)用范圍及特點(diǎn)
異形柱應(yīng)用在7度設(shè)防以下。在異形柱結(jié)構(gòu)中使用扁平柱是可以的,建議最小厚度取250,梁縱筋用3級(jí)鋼,直徑不超過(guò)12。各項(xiàng)驗(yàn)算同普通框架柱,構(gòu)造和軸壓比建議控制更嚴(yán)格一些。因“一”形異形柱不提倡用,在某工程上缺了還不行,沒(méi)辦法可用扁平柱,其計(jì)算按矩形柱方法計(jì)算。
地震力系數(shù)放大,自振周期折減。因用異形柱導(dǎo)致剛度下降,使得地震力減小,應(yīng)采用地震力放大系數(shù)來(lái)適當(dāng)?shù)卦黾拥卣鹆ΑS?jì)算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期,應(yīng)考慮非承重填充墻體對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度的影響予以折減。
四、截面定義輸入
異形柱截面有T形、十形、L形,對(duì)一字形、Z字形規(guī)程未列入應(yīng)用,在PMCAD截面定義中輸入T形按2截面工形輸入,不用的地方輸0;十形按6截面十形輸入;L形用5截面槽鋼形輸入。其寬均為240,肢長(zhǎng)為600。輸入軸線節(jié)點(diǎn)處應(yīng)注意偏心材料應(yīng)定為砼。為減少輸入偏心轉(zhuǎn)角的麻煩,在定義時(shí)要多定幾個(gè)不同的截面類(lèi)型。
五、配筋計(jì)算及施工圖畫(huà)法
配筋計(jì)算如下:采用雙偏壓、拉計(jì)算,箍筋采用雙剪箍。異形柱肢長(zhǎng)與肢寬比≤4時(shí),否則應(yīng)考慮梁的剛域。這時(shí)梁柱重疊部分,按剛域參數(shù)考慮。
施工圖畫(huà)法如下:a全樓柱鋼筋歸并;b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(chēng)配筋,一排排不下,程序自動(dòng)放兩排;按固定鋼筋和分布筋的構(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。
六、其它
頂層托斜層頂?shù)?角)柱,規(guī)程對(duì)此沒(méi)有涉及,它所受軸力、彎矩均不大,柱本身強(qiáng)度不會(huì)成問(wèn)題,關(guān)鍵是房屋頂部結(jié)構(gòu)整體性能,設(shè)計(jì)人員自己把握抗震設(shè)計(jì)的異形柱結(jié)構(gòu)不應(yīng)有錯(cuò)層,原因是免形成短柱。這里的錯(cuò)層是指規(guī)范和高規(guī)中的“較大的錯(cuò)層”??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),框架柱的凈高與柱截面長(zhǎng)邊之比不宜小于4,不應(yīng)小于3。一般樓梯處易出現(xiàn)短柱,為此在樓梯間兩側(cè)布置剪力墻其它地方以異型柱為主。異形柱在斜向水平荷載作用下,其受剪承載力的平面圖形為梅花狀,等肢情況下異形截面柱受剪承載力在各象限圖形是凸的。
在斜向剪力下,如果按X、Y兩個(gè)分量分別配筋滿足要求的話,其斜向承載力也能滿足要求。由以上原因,異形柱規(guī)程規(guī)定異形柱的斜截面承載力可以分X、Y向分別進(jìn)行設(shè)計(jì),不等肢情況時(shí),該圖形的凸出程度要差一些,兩肢長(zhǎng)度相差越大,凸出程度越差,一形柱就是個(gè)扁橢圓。所以,這也是規(guī)程規(guī)定異形柱截面任一肢肢長(zhǎng)不得小于500mm的一個(gè)原因。
第三篇:異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究論文論文
摘要:本文詳細(xì)闡述了異形柱框架的受力特點(diǎn),對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)際工程中異形柱結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算、構(gòu)造措施等方面進(jìn)行了探討,并給出成功的工程設(shè)計(jì)實(shí)例。
關(guān)鍵詞:異形柱;框架
1前言
近年來(lái),異形柱框架或異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)作為一種全新的結(jié)構(gòu)形式廣泛用于小高層住宅建筑中,相對(duì)于傳統(tǒng)的短肢剪力墻或框架結(jié)構(gòu),能更好的滿足建筑需求且造價(jià)略有降低,因此具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。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%的框架或框架剪力墻結(jié)構(gòu),適用抗震設(shè)防烈度為6度或7度的地區(qū)。
2受力特點(diǎn)
異形柱是指柱截面擯棄了慣用的矩形柱,而采用多個(gè)小墻肢的組合截面柱子,由剪力墻演變而來(lái)。柱肢截面中各肢高厚比不大于4,常用的有L形、T形和十形,亦有采用Z形。柱肢寬度一般使用與墻體相同的厚度,一般為200~250mm,不大于300mm。肢長(zhǎng)較大,《規(guī)程》規(guī)定不小于500mm,一般為600~800。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,在荷載作用的結(jié)構(gòu)反應(yīng)更加復(fù)雜。國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)資料和理論分析證明,異形柱的破壞形態(tài)有:彎曲破壞、小偏壓破壞、剪壓破壞等,影響破壞形態(tài)的因素主要有:荷載角、軸壓比、剪跨比、配箍率等。
2.1整體計(jì)算分析
異形柱的存在和不同的布置對(duì)結(jié)構(gòu)整個(gè)抗側(cè)力剛度影響很大,總體來(lái)講相對(duì)于同樣布置的同截面矩形柱結(jié)構(gòu),異形柱結(jié)構(gòu)的整體性要好,剛度略由增強(qiáng);而單結(jié)構(gòu)形式來(lái)講,異形柱結(jié)構(gòu)的剛度介于普通框架和框架剪力墻之間。文獻(xiàn)[2]對(duì)8度區(qū)-6層住宅分別采用矩形柱和異形柱框架進(jìn)行設(shè)計(jì),然后分別采用SATWE和CRSC程序?qū)Ρ确治?,結(jié)果表明在地震作用下異形柱結(jié)構(gòu)的底部剪力要比矩形柱框架結(jié)構(gòu)大16%~26%左右,各層柱的平均剪力和節(jié)點(diǎn)剪力也比矩形柱框架大很多。異形柱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)介于普通框架柱和剪力墻之間,結(jié)構(gòu)的抗震性能比較差,在內(nèi)力分析計(jì)算時(shí),既不能完全按普通框架柱,也不能完全照搬短肢剪力墻。
根據(jù)規(guī)范要求,對(duì)于矩形柱結(jié)構(gòu),當(dāng)無(wú)斜向抗側(cè)力構(gòu)件時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的地震作用方向一般取工程縱橫軸方向,即0°和90°以此來(lái)求得地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,正截面承載力兩個(gè)方向分別按單偏壓計(jì)算配筋,其承載力基本上可以包絡(luò)地震作用沿其他方向的情況。但對(duì)于異形柱,由于截面慣性矩沿不同方向差別很大,地震作用下柱受力的最不利方向不一定0°或90°,也就是說(shuō)僅沿該兩個(gè)方向計(jì)算的正截面配筋并不能完全包絡(luò)地震作用沿其他方向時(shí)的情況,尤其在高烈度地區(qū)體現(xiàn)得更顯著。對(duì)此,《規(guī)程》強(qiáng)制規(guī)定,7度及以上時(shí)地震作用尚應(yīng)對(duì)與主軸成45°方向進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算。
考慮到受力后異形柱結(jié)構(gòu)反應(yīng)復(fù)雜,抗震性能不好,為符合“三水準(zhǔn)兩階段”的抗震設(shè)計(jì)思路,地震作用計(jì)算后梁柱的內(nèi)力調(diào)整都相對(duì)要求更嚴(yán)格些。對(duì)此,目前國(guó)內(nèi)通用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件PKPM并沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái),雖然可以建立異形柱的模型,但尚未增加異形柱這種結(jié)構(gòu)形式。其內(nèi)部的內(nèi)力調(diào)整和截面配筋計(jì)算仍然按照矩形柱或者短肢剪力墻的模式進(jìn)行的,這難免會(huì)帶來(lái)誤差,有時(shí)可能相差甚遠(yuǎn)。天津大學(xué)開(kāi)發(fā)的異形柱設(shè)計(jì)軟件CRSC尚未普及。
目前很多設(shè)計(jì)都是把異形柱作為短肢剪力墻,按短肢剪力墻結(jié)構(gòu)利用PKPM等空間軟件進(jìn)行分析設(shè)計(jì),誤差大在所難免。相對(duì)精確的設(shè)計(jì)方法是:假設(shè)梁柱節(jié)點(diǎn)與普通框架梁柱節(jié)點(diǎn)相同,按等主軸剛度及等截面面積兩個(gè)條件把異形柱截面轉(zhuǎn)化成等效矩形柱截面,利用空間有限元分析程序進(jìn)行內(nèi)力分析,求出柱的內(nèi)力重新按照有關(guān)異形柱截面的配筋計(jì)算公式進(jìn)行截面配筋驗(yàn)算。但這種等效轉(zhuǎn)化后的計(jì)算模型仍與實(shí)際結(jié)構(gòu)有較大出入,由于異形柱肢長(zhǎng)比較大,與梁相交時(shí)梁柱重疊部分較大,形成類(lèi)似與壁式框架的梁柱剛域,梁的計(jì)算長(zhǎng)度大大減小,實(shí)際結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比計(jì)算模型大,導(dǎo)致地震力計(jì)算偏于不安全,文獻(xiàn)[3]對(duì)柱內(nèi)力在程序計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上乘以約1.1的放大系數(shù)或者加大周期折減度以適當(dāng)考慮其影響。但這也是權(quán)宜之計(jì),且對(duì)于普通設(shè)計(jì)人員來(lái)講過(guò)于費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不利于提高效率。
2.2正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力
柱肢截面的差異,導(dǎo)致柱肢平面內(nèi)外兩個(gè)方向的截面特性相差較大,異形柱截面在軸壓力及彎矩剪力共同作用下,正截面承載力的計(jì)算是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題,因?yàn)橹孛嬷泻洼S一般不與彎矩作用平面相垂直,也不與截面邊緣平行,其位置隨截面尺寸、混凝土強(qiáng)度、配筋率及荷載角等諸多因素的變化而變化。進(jìn)而導(dǎo)致柱肢平面內(nèi)外兩個(gè)方向的慣性矩差異明顯,進(jìn)而側(cè)向剛度相差較大,對(duì)不等肢的截面表現(xiàn)尤甚。因此普通柱正截面抗彎驗(yàn)算的計(jì)算公式并不適用于異形柱,《規(guī)程》將異形柱截面劃分為有限個(gè)混凝土單元和鋼筋單元,仍然采用平截面假定給出了雙向偏壓的正截面承載力驗(yàn)算公式。
由于多肢的存在,其截面的剪力中心往往在截面外,受力后主要依靠柱肢交點(diǎn)處的核心混凝土協(xié)調(diào)變形和傳遞內(nèi)力,導(dǎo)致各柱肢內(nèi)存在相當(dāng)大的剪應(yīng)力和翹曲應(yīng)力,柱肢易首先出現(xiàn)裂縫,核心混凝土處于三向受剪狀態(tài),變形能力降低,脆性破壞特征明顯。
異形柱的斜截面受剪承載力也隨荷載作用方向而變化,但對(duì)同一方向的地震作用由于翼緣的有利作用,通常比等面積矩形柱高,文獻(xiàn)[4]表明,T形截面柱的受剪承載力至少為同截面面積矩形柱的1.15倍,L形柱則基本相同。
2.3節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度
普通框架只要梁柱截面滿足規(guī)范構(gòu)造要求,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)面積大,除二級(jí)或更高抗震等級(jí)的節(jié)點(diǎn)外,一般不需要特別進(jìn)行節(jié)點(diǎn)抗剪驗(yàn)算。但異形柱框架的肢厚不大,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)有效水平截面積小。另外,異形柱由于軸壓比的要求,通常肢長(zhǎng)較大,相對(duì)同截面面積的矩形柱來(lái)講,剛度大,地震作用大,相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)剪力比相同布置下(柱面積相等)的矩形柱結(jié)構(gòu)大很多。因此異形柱框架節(jié)點(diǎn)一般都需要驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度。同時(shí),異形柱肢厚度偏薄,節(jié)點(diǎn)斜壓機(jī)制引起的核心區(qū)斜壓力相對(duì)較大,鋼筋握裹性能差,施工質(zhì)量的可靠性也難以滿足。
異形柱截面形式的不同,其節(jié)點(diǎn)受剪承載力也差別較大。十形截面柱的翼緣布置在節(jié)點(diǎn)截面中間受力最大的部位,翼緣的作用得以充分發(fā)揮,節(jié)點(diǎn)受剪承載力與同截面面積的矩形柱相差不大,T形截面次之,L形相差最大,受剪承載力下降最大。文獻(xiàn)[5]研究表明:L形、T形、十形柱節(jié)點(diǎn)的受剪承載力比具有相同有效截面的矩形柱節(jié)點(diǎn)分別低33%、17.5%、8%左右,且用于矩形柱框架節(jié)點(diǎn)抗剪驗(yàn)算的公式已不適用于異形柱節(jié)點(diǎn)。在高烈度地區(qū)控制異形柱結(jié)構(gòu)適用高度的參數(shù)已不單單是柱軸壓比,而是節(jié)點(diǎn)區(qū)的強(qiáng)度。
3構(gòu)造措施
異形柱的受力情況復(fù)雜,結(jié)構(gòu)延性相對(duì)較差,單純依靠目前的程序計(jì)算配筋尚難滿足結(jié)構(gòu)抗震的延性要求,因此必須加強(qiáng)構(gòu)造措施,從概念出發(fā),保證結(jié)構(gòu)具有足夠的安全度。
3.1結(jié)構(gòu)平面布置
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)雜部分采用矩形柱。平面布置宜使結(jié)構(gòu)平面剛度均勻?qū)ΨQ(chēng),盡量控制或減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng):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,柱矩大梁高也大,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。
3.2軸壓比及柱配筋
對(duì)于柱而言,控制其延性的因素很多,不管對(duì)矩形柱還是異形柱,軸壓比無(wú)疑是最重要的控制條件之一,其側(cè)移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降,對(duì)異形柱更應(yīng)從嚴(yán)控制。這可以通過(guò)控制柱距、采用輕質(zhì)墻體、優(yōu)化結(jié)構(gòu)平面布置改善。柱肢端承受梁傳來(lái)的集中荷載,局部壓應(yīng)力大,可設(shè)置暗柱。曹萬(wàn)林等《鋼筋混凝土帶暗柱異形柱抗震性能試驗(yàn)及分析》表明:帶暗柱異形柱與普通異形柱相比,承載力及延性和耗能能力有顯著提高。
異形柱截面的剪力中心與截面形心不重合,剪應(yīng)力的存在使柱肢先于普通矩形柱的剪壓構(gòu)件出現(xiàn)裂縫,產(chǎn)生腹剪破壞,導(dǎo)致柱脆性顯著,延性普遍低于矩形柱。而且柱截面可能出現(xiàn)單純翼緣受壓,此時(shí)柱的延性最差,因此需要進(jìn)一步提高異形柱的抗剪能力。除此之外,盡量避免短柱的出現(xiàn),對(duì)剪跨比小的短柱要采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施,以免形成薄弱環(huán)節(jié)。
3.3節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
節(jié)點(diǎn)已經(jīng)成為異形柱結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),考慮到節(jié)點(diǎn)處鋼筋的錨固以及保證節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土澆筑的質(zhì)量,柱鋼筋數(shù)量不宜過(guò)多且直徑不宜過(guò)大。
4工程實(shí)例
長(zhǎng)沙市某住宅樓長(zhǎng)24.7m,寬14.5m,建筑面積3575m2左右,地上架空層一層,層高4.5m,住宅十一層,層高3.0m,最大建筑高度為39.0m,平面圖見(jiàn)圖1。該工程抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,場(chǎng)地類(lèi)別Ⅱ類(lèi)。采用異形柱框架——剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻抗震等級(jí)為三級(jí),異形柱框架抗震等級(jí)為三級(jí)。采用SAIWE程序分析,各層間位移角見(jiàn)圖2,滿足規(guī)范對(duì)層間位移的規(guī)定;同時(shí)重視抗震概念設(shè)計(jì),加強(qiáng)構(gòu)造措施。目前已竣工驗(yàn)收交付使用,經(jīng)觀察結(jié)構(gòu)整體狀況良好。
5結(jié)語(yǔ)
異形柱結(jié)構(gòu)具有廣闊的應(yīng)用前景,但其受力性能具有自己的獨(dú)特性,目前仍需要進(jìn)一步研究以完善設(shè)計(jì)理論,開(kāi)發(fā)更適用的設(shè)計(jì)軟件,提高工程設(shè)計(jì)效率,便于推廣運(yùn)用。
參考文獻(xiàn):
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[2]黃銳,抗震設(shè)防高烈度區(qū)異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題,建筑結(jié)構(gòu),2005(5)。
[3]沈偉,汪杰南京虎嘯小區(qū)09棟住宅異形框架設(shè)計(jì),建筑結(jié)構(gòu),2001(11)
[4]李建輝,論述異形柱輕型框架的設(shè)計(jì),福建建筑高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2000(2)。
[5]曹祖同,霞等,鋼筋混凝土異形柱框架節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的研究建筑結(jié)構(gòu),1999(1)
第四篇:(異形柱)設(shè)計(jì)分析及總結(jié)
(異形柱)設(shè)計(jì)總結(jié)
一、計(jì)算前準(zhǔn)備工作
1.確定異形柱(短肢剪力墻)尺寸 《江異》6.1.2條:“異型柱截面各肢肢高于肢寬之比不應(yīng)大于4,不宜小于2.5,不應(yīng)小于2。肢寬不宜小于200mm,不應(yīng)小于180mm。一字形異型柱的肢寬不得小于300mm。對(duì)于角柱:6度區(qū)H≤6層時(shí),肢高不宜小于500mm;6度區(qū)H>6層以上及7度區(qū)肢高不宜小于600mm”。
在拿到建筑條件圖后,根據(jù)建筑平面布置柱網(wǎng)。角柱單肢的高寬比取3;中柱的單肢的高寬比取2.5~3。布置剪力墻時(shí),若垂直于墻長(zhǎng)方向有框架梁連接時(shí),應(yīng)與建筑協(xié)商,盡量爭(zhēng)取在此方向設(shè)一小段墻肢(不小于1倍的墻厚)。2.確定框架梁尺寸
《江異》6.1.3條:框架梁截面高度可取(1/12~1/18)Ln,(Ln為梁的計(jì)算跨度,即異型柱翼緣中心軸線之間的距離),且梁高不宜小于350mm。主梁截面寬度不宜小于200mm及柱肢寬度。
3.確定樓(屋)面板厚度
《上異》3.2.5條:現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的頂層樓板厚度不宜小于130mm;地下室頂板厚度不宜小于180mm;一般樓層現(xiàn)澆樓板的厚度不宜小于110mm,且不應(yīng)小于100mm。
屋面板厚取130mm;一般樓板取110mm。對(duì)于跨度大于3.3m樓板,板厚按1/30(單塊板)及1/35(連續(xù)板)取用。轉(zhuǎn)換層的板厚由專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一確定后取用。4.統(tǒng)一計(jì)算原則
在著手計(jì)算前,應(yīng)對(duì)計(jì)算軟件(SATWE或TAT)的參數(shù)取值進(jìn)行統(tǒng)一。此外,對(duì)于結(jié)構(gòu)信息(抗震等級(jí)、場(chǎng)地類(lèi)別、砼等級(jí))、結(jié)構(gòu)布置原則、荷載取值原則及計(jì)算步驟也應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)一。在同一項(xiàng)目的同一類(lèi)型的結(jié)構(gòu)中,應(yīng)對(duì)上述要點(diǎn)做到統(tǒng)一。
二、計(jì)算中的要點(diǎn) 1.計(jì)算軟件
根據(jù)《江異》4.2.2條,異形柱框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算優(yōu)選TAT軟件,也可采用SATWE軟件。使用TAT軟件,梁、柱的計(jì)算配筋會(huì)比SATWE稍大。2.異形柱的輸入
在PM中,異形柱可選擇“十”字形的模型輸入,可以適應(yīng)“L”“T”及“十”等形狀的要求?!督悺?.2.3條:“Z形柱按剪力墻輸入計(jì)算程序計(jì)算”,條文說(shuō)明中提出“Z形柱端部宜設(shè)暗柱”?!督悺?.4.7條:“Z形柱箍筋按柱配置,箍筋要求全長(zhǎng)加密”,此條與前條矛盾,個(gè)人認(rèn)為從安全出發(fā),Z形柱箍筋應(yīng)按墻配置。3.異形柱的計(jì)算
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(chēng)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,因此有角筋共用。4.框架梁的剛度增大系數(shù)
《江異》4.2.1條:在異形柱框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計(jì)算中,現(xiàn)澆框架梁計(jì)算慣性矩的增大系數(shù):邊框梁取1.5;中框梁取2.0。5.梁柱節(jié)點(diǎn)
梁柱重疊部分應(yīng)按剛域計(jì)算。異形柱結(jié)構(gòu)中,柱肢長(zhǎng)度與其寬度的比值較大(一般為2.5~3.5),“剛域計(jì)算”是取柱邊到柱邊的長(zhǎng)度(即梁凈跨)作為梁跨度來(lái)計(jì)算梁的內(nèi)力及配筋,以此減小梁的配筋量。6.結(jié)構(gòu)布置
建筑底層的門(mén)廊處,當(dāng)其基礎(chǔ)與主結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)脫開(kāi)時(shí),建議在±0.00m處增設(shè)拉梁與減小柱的計(jì)算高度。7.概念設(shè)計(jì)
《江異》3.0.3條:異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向剛接梁柱抗側(cè)力體系,以承受縱橫兩個(gè)方向的地震作用及風(fēng)荷載作用?!渡袭悺?.1.6條:對(duì)一字形柱或短肢剪力墻應(yīng)在縱橫兩個(gè)方向均有框架梁或連系梁通過(guò),如另一個(gè)方向設(shè)梁確有困難時(shí),應(yīng)沿柱肢寬度加設(shè)寬度不小于300mm、高度為板厚的暗梁,其上、下縱向構(gòu)造鋼筋應(yīng)各不小于414;當(dāng)板厚大于150mm6@200的構(gòu)造箍筋。
此外對(duì)于建筑開(kāi)洞(樓梯間)或衛(wèi)生間降板造成樓板局部變窄的部位,應(yīng)加大此處板厚,并采用雙層雙向配筋,以減小結(jié)構(gòu)整體變形。
三、繪圖要點(diǎn)
1.架空板的寬度不宜超過(guò)600mm。架空板的荷載等級(jí)應(yīng)根據(jù)板跨度有所區(qū)別。為了方便施工,可將底層拉梁頂標(biāo)高統(tǒng)一到架空板板底標(biāo)高。200寬拉梁兩側(cè)鋪設(shè)架空板時(shí),梁寬不足鋪板可設(shè)梁耳。
2.在配筋過(guò)程中,考慮到異形柱結(jié)構(gòu)梁、柱同寬及柱截面較?。ㄈ?00mm)的特點(diǎn),對(duì)梁、柱的縱向受力鋼筋盡量采用兩根,以保證核心區(qū)的混凝土的澆搗質(zhì)量和施工時(shí)的易操作性。3.《江異》6.3.1條:“異形柱縱向受力鋼筋直徑不應(yīng)大于25mm,且不應(yīng)小于14mm??v向構(gòu)造鋼筋可采用12mm,并設(shè)拉筋。拉筋間距為箍筋間距的兩倍”?!督悺?.5.5條1款:“梁中縱向受力鋼筋直徑不宜大于22mm,不應(yīng)大于25mm,伸入支座內(nèi)不應(yīng)少于2根且不宜多于3根”。最小配筋率應(yīng)為0.3%,最大配筋率不應(yīng)超過(guò)2.5%。
4.“柱平面配筋圖”中柱平面定位及柱配筋詳圖的表示方法應(yīng)該統(tǒng)一。另露臺(tái)上300*300的花架柱的箍筋配置方法也應(yīng)統(tǒng)一。
5.建筑錯(cuò)層及樓梯間梯梁造成的剪跨比小于4的短柱箍筋應(yīng)全高加密。箍筋間距不應(yīng)大于100mm,且箍筋的體積配箍率不宜小于1.0%。注:當(dāng)柱肢厚度為200mm時(shí),8@100時(shí),ρv=0.7510@100時(shí),ρv=1.19%。
6.異形柱的柱肢hc>3bc時(shí),建議在柱肢端部增設(shè)邊緣構(gòu)件(暗柱),邊緣構(gòu)件的配筋不小于414/6@200,如右圖。
7.由于異形柱的箍筋設(shè)置較矩形柱復(fù)雜,建議在畫(huà)柱配筋詳圖時(shí)在詳圖旁邊畫(huà)出箍筋的大樣。
8.對(duì)于轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換層樓板的最小配筋率應(yīng)加以控制。
9.當(dāng)建筑的開(kāi)間及進(jìn)深較小,致使“梁配筋圖”平面布置緊張時(shí),可將平面中單跨梁的配筋用列表法表示。
10.煙囪等小構(gòu)件的做法采用通用圖時(shí),在結(jié)構(gòu)平面圖中除加注索引編號(hào)外,還應(yīng)加注其控制標(biāo)高。
11.建議在樓面有高差處畫(huà)出小剖面,以便施工單位理解圖紙。12.屋面復(fù)雜折梁應(yīng)畫(huà)出其立面圖,并加注其控制點(diǎn)標(biāo)高。13.每張結(jié)構(gòu)圖中的說(shuō)明應(yīng)盡量做到嚴(yán)謹(jǐn),清楚、統(tǒng)一。
第五篇:框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
摘要: 在不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有些內(nèi)容是一樣的,如樓板、樓梯等,寫(xiě)此文的用意是幫助設(shè)計(jì)者在做框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)參見(jiàn)本文可減少漏項(xiàng)、減少差錯(cuò)等,與上篇內(nèi)容相同的讀者可略過(guò)。
具體內(nèi)容如下:
一.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明
主要是設(shè)計(jì)依據(jù),抗震等級(jí),人防等級(jí),地基情況及承載力,防潮抗?jié)B做法,活荷載值,材料等級(jí),施工中的注意事項(xiàng),選用詳圖,通用詳圖或節(jié)點(diǎn),以及在施工圖中未畫(huà)出而通過(guò)說(shuō)明來(lái)表達(dá)的信息。如混凝土的含堿量不得超過(guò)3kg/m3等等。
二.各層的結(jié)構(gòu)布置圖,包括:
(1).預(yù)制板的布置(板的選用、板縫尺寸及配筋)。
標(biāo)注預(yù)制板的塊數(shù)和類(lèi)型時(shí), 不要采用對(duì)角線的形式。因?yàn)榇朔N方法易造成線的交叉, 宜采用水平線或垂直線的方法, 相同類(lèi)型的房間直接標(biāo)房間類(lèi)型號(hào)。應(yīng)全樓統(tǒng)一編號(hào),可減少設(shè)計(jì)工作量,也方便施工人員看圖。板縫盡量為40, 此種板縫可不配筋或加一根筋。布板時(shí)從房間里面往外布板, 盡量采用寬板, 現(xiàn)澆板帶留在靠窗處, 現(xiàn)澆板帶寬最好≥200(考慮水暖的立管穿板)。
如果構(gòu)造上要求有整澆層時(shí), 板縫應(yīng)大于60。整澆層厚50, 配雙向φ6@250, 混凝土C20。純框架結(jié)構(gòu)一般不需要加整澆層。構(gòu)造柱處不得布預(yù)制板。地下車(chē)庫(kù)由于防火要求不可用預(yù)制板??蚣芙Y(jié)構(gòu)不宜使用長(zhǎng)向板,否則長(zhǎng)向板與框架梁平行相接處易出現(xiàn)裂縫。建議使用PMCAD的人工布板功能布預(yù)制板,自動(dòng)布板可能不能滿足用戶的施工圖要求,僅能滿足定義荷載傳遞路線的要求。對(duì)樓層凈高很敏感、跨度超過(guò)6.9米或不符合模數(shù)時(shí)可采用SP板,SP板120厚可做到7.2米跨。
(2).現(xiàn)澆板的配筋(板上、下鋼筋,板厚尺寸)。
板厚一般取120、140、160、180四種尺寸或120、150、180三種尺寸。盡量用二級(jí)鋼包括直徑φ10(目前供貨較少)的二級(jí)鋼,直徑≥12的受力鋼筋,除吊鉤外,不得采用一級(jí)鋼。鋼筋宜大直徑大間距,但間距不大于200,間距盡量用200。(一般跨度小于6.6米的板的裂縫均可滿足要求)。跨度小于2米的板上部鋼筋不必?cái)嚅_(kāi),鋼筋也可不畫(huà),僅說(shuō)明鋼筋為雙向雙排φ8@200。板上下鋼筋間距宜相等,直徑可不同,但鋼筋直徑類(lèi)型也不宜過(guò)多。頂層及考慮抗裂時(shí)板上筋可不斷,或50%連通,較大處附加鋼筋,拉通筋均應(yīng)按受拉搭接鋼筋。板配筋相同時(shí),僅標(biāo)出板號(hào)即可。
一般可將板的下部筋相同和部分上部筋相同的板編為一個(gè)板號(hào),將不相同的上部筋畫(huà)在圖上。當(dāng)板的形狀不同但配筋相同時(shí)也可編為一個(gè)板號(hào)。應(yīng)全樓統(tǒng)一編號(hào)。當(dāng)考慮穿電線管時(shí),板厚≥120,不采用薄板加墊層的做法。電的管井電線引出處的板,因電線管過(guò)多有可
能要加大板厚至180(考慮四層32的鋼管疊加)。宜盡量用大跨度板,不在房間內(nèi)(尤其是住宅)加次梁。說(shuō)明分布筋為φ6@250,溫度影響較大處可為φ8@200。板頂標(biāo)高不同時(shí),板的上筋應(yīng)分開(kāi)或傾斜通過(guò)?,F(xiàn)澆挑板陽(yáng)角加輻射狀附加筋(包括內(nèi)墻上的陽(yáng)角)?,F(xiàn)澆挑板陰角的板下宜加斜筋。頂層應(yīng)建議甲方采用現(xiàn)澆樓板,以利防水,并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性及方便裝飾性挑沿的穩(wěn)定。外露的挑沿、雨罩、挑廊應(yīng)每隔10~15米設(shè)一10mm的縫,鋼筋不斷。盡量采用現(xiàn)澆板,不采用予制板加整澆層方案。衛(wèi)生間做法可為70厚+10高差(取消墊層)。8米以下的板均可以采用非預(yù)應(yīng)力板。
L、T或十字形建筑平面的陰角處附近的板應(yīng)現(xiàn)澆并加厚,雙向雙排配筋,并附加45度的4根16的抗拉筋?,F(xiàn)澆板的配筋建議采用PMCAD軟件自動(dòng)生成,一可加快速度,二來(lái)盡量減小筆誤。自動(dòng)生成樓板配筋時(shí)建議不對(duì)鋼筋編號(hào),因工程較大時(shí)可能編出上百個(gè)鋼筋號(hào),查找困難,如果要編號(hào),編號(hào)不應(yīng)出房間。配筋計(jì)算時(shí),可考慮塑性內(nèi)力重分布,將板上筋乘以0.8~0.9的折減系數(shù),將板下筋乘以1.1~1.2的放大系數(shù)。值得注意的是,按彈性計(jì)算的雙向板鋼筋是板某幾處的最大值,按此配筋是偏于保守的,不必再人為放大。支承在外圈框架梁上的板負(fù)筋不宜過(guò)大,否則將對(duì)梁產(chǎn)生過(guò)大的附加扭距。一般:板厚>150時(shí)采用φ10@200;否則用φ8@200。
PMCAD生成的板配筋圖應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1.單向板是按塑性計(jì)算的,而雙向板按彈性計(jì)算,宜改成一種計(jì)算方法。2.當(dāng)厚板與薄板相接時(shí),薄板支座按固定端考慮是適當(dāng)?shù)?,但厚板就不合適,宜減小厚板支座配筋,增大跨中配筋。3.非矩形板宜減小支座配筋,增大跨中配筋。4.房間邊數(shù)過(guò)多或凹形板應(yīng)采用有限元程序驗(yàn)算其配筋。PMCAD生成的板配筋圖為PM?.T。
板一般可按塑性計(jì)算,尤其是基礎(chǔ)底板和人防結(jié)構(gòu)。但結(jié)構(gòu)自防水、不允許出現(xiàn)裂縫和對(duì)防水要求嚴(yán)格的建筑, 如坡、平屋頂、櫥廁、配電間等應(yīng)采用彈性計(jì)算。室內(nèi)輕隔墻下一般不應(yīng)加粗鋼筋,一是輕隔墻有可能移位,二是板整體受力,應(yīng)整體提高板的配筋。只有垂直單向板長(zhǎng)邊的不可能移位的隔墻,如廁所與其他房間的隔墻下才可以加粗鋼筋。坡屋頂板為偏拉構(gòu)件,應(yīng)雙向雙排配筋。
(3).關(guān)于過(guò)梁布置及輕隔墻。
現(xiàn)在框架填充墻一般為輕墻,過(guò)梁一般不采用預(yù)制混凝土過(guò)梁,而是現(xiàn)澆梁帶。應(yīng)注明采用的輕墻的做法及圖集,如北京地區(qū)的京94SJ19,并注明過(guò)梁的補(bǔ)充筋。當(dāng)過(guò)梁與柱或構(gòu)造柱相接時(shí),柱應(yīng)甩筋,過(guò)梁現(xiàn)澆。不建議采用加氣混凝土做圍護(hù)墻,裝修難做并不能用在廁所處。
(4).雨蓬、陽(yáng)臺(tái)、挑檐布置和其剖面詳圖。
注意:雨棚和陽(yáng)臺(tái)的豎板現(xiàn)澆時(shí),最小厚度應(yīng)為80,否則難以施工。豎筋應(yīng)放在板中部。當(dāng)做雙排筋時(shí),高度<900,最小板厚100;高度>900時(shí),最小板厚120。陽(yáng)臺(tái)的豎板應(yīng)盡量現(xiàn)澆,預(yù)制擋板的相交處極易裂縫。雨棚和陽(yáng)臺(tái)上有斜的裝飾板時(shí),板的鋼筋放斜板的上面,并通過(guò)水平挑板的下部錨入墻體圈梁(即挑板雙層布筋)。兩側(cè)的封板可采用泰柏板封堵,鋼筋與泰柏板的鋼絲焊接,不必采用混凝土結(jié)構(gòu)。挑板挑出長(zhǎng)度大于2米時(shí)宜配置板下
構(gòu)造筋,較長(zhǎng)外露挑板(包括豎板)宜配溫度筋。挑板內(nèi)跨板上筋長(zhǎng)度應(yīng)大于等于挑板出挑長(zhǎng)度,尤其是挑板端部有集中荷載時(shí)。
內(nèi)挑板端部宜加小豎沿,防止清掃時(shí)灰塵落下。當(dāng)頂層陽(yáng)臺(tái)的雨搭為無(wú)組織排水時(shí),雨搭出挑長(zhǎng)度應(yīng)大于其下陽(yáng)臺(tái)出挑長(zhǎng)度100,頂層陽(yáng)臺(tái)必須設(shè)雨搭。挑板配筋應(yīng)有余地,并應(yīng)采用大直徑大間距鋼筋,給工人以下腳的地方,防止踩彎。挑板內(nèi)跨板跨度較小,跨中可能出現(xiàn)負(fù)彎距,應(yīng)將挑板支座的負(fù)筋伸過(guò)全跨。挑板端部板上筋通常兜一圈向上,但當(dāng)鋼筋直徑大于等于12時(shí)是難以施工的,應(yīng)另加筋。
(5).樓梯布置。采用X型斜線表示樓梯間,并注明樓梯間另詳。盡量用板式樓梯,方便設(shè)計(jì)及施工,也較美觀。
(6).板頂標(biāo)高??稍趫D名下說(shuō)明大多數(shù)的板厚及板頂標(biāo)高,廚廁及其它特殊處在其房間上另外標(biāo)明。
(7).梁布置及其編號(hào),應(yīng)按層編號(hào),如L-1-XX,1指1層,XX為梁的編號(hào)。柱布置及編號(hào)。
(8).板上開(kāi)洞(廚、廁、電氣及設(shè)備)洞口尺寸及其附加筋,附加筋不必一定錨入板支座,從洞邊錨入La即可。板上開(kāi)洞的附加筋,如果洞口處板僅有正彎距,可只在板下加筋;否則應(yīng)在板上下均加附加筋。留筋后澆的板宜用虛線表示其范圍,并注明用提高一級(jí)的膨脹混凝土澆筑。未澆筑前應(yīng)采取有效支承措施。住宅躍層樓梯在樓板上所開(kāi)大洞,周邊不宜加梁,應(yīng)采用有限元程序計(jì)算板的內(nèi)力和配筋。板適當(dāng)加厚, 洞邊加暗梁。
(9).屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖。
(10).在平面圖上不能表達(dá)清楚的細(xì)節(jié)要加剖面,可在建筑墻體剖面做法的基礎(chǔ)上,對(duì)應(yīng)畫(huà)結(jié)構(gòu)詳圖。
三.基礎(chǔ)平面圖及詳圖:
(1).在柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度較寬(大于4米)或地基不均勻及地基較軟時(shí)宜采用柱下條基。并應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)處基礎(chǔ)底面積雙向重復(fù)使用的不利因素,適當(dāng)加寬基礎(chǔ)。
(2).當(dāng)基礎(chǔ)下有防空洞或枯井等時(shí),可做一大厚板將其跨過(guò)。
(3).混凝土基礎(chǔ)下應(yīng)做墊層。當(dāng)有防水層時(shí),應(yīng)考慮防水層厚度。
(4).建筑地段較好,基礎(chǔ)埋深大于3米時(shí),應(yīng)建議甲方做地下室。地下室底板,當(dāng)?shù)鼗休d力滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可不再外伸以利于防水。每隔30~40米設(shè)一后澆帶,并注明兩個(gè)月后用微膨脹混凝土澆注。設(shè)置地下室可降低地基的附加應(yīng)力,提高地基的承載力(尤其是在周?chē)薪ㄖr(shí)有用),減少地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。不應(yīng)設(shè)局部地下室,且地下室應(yīng)
有相同的埋深??稍诜ぐ鍏^(qū)格中間挖空墊聚苯來(lái)調(diào)整高低層的不均勻沉降。
(5).地下室外墻為混凝土?xí)r,相應(yīng)的樓層處梁和基礎(chǔ)梁可取消。
(6).抗震縫、伸縮縫在地面以下可不設(shè)縫,連接處應(yīng)加強(qiáng)。但沉降縫兩側(cè)墻體基礎(chǔ)一定要分開(kāi)。
(7).新建建筑物基礎(chǔ)不宜深于周?chē)延谢A(chǔ)。如深于原有基礎(chǔ),其基礎(chǔ)間的凈距應(yīng)不少于基礎(chǔ)之間的高差的1.5至2倍,否則應(yīng)打抗滑移樁,防止原有建筑的破壞。建筑層數(shù)相差較大時(shí),應(yīng)在層數(shù)較低的基礎(chǔ)方格中心的區(qū)域內(nèi)墊焦碴來(lái)調(diào)整基底附加應(yīng)力。
(8).獨(dú)立基礎(chǔ)偏心不能過(guò)大,必要時(shí)可與相近的柱做成柱下條基。柱下條形基礎(chǔ)的底板偏心不能過(guò)大,必要時(shí)可作成三面支承一面自由板(類(lèi)似筏基中間開(kāi)洞)。兩根柱的柱下條基的荷載重心和基礎(chǔ)底版的形心宜重合,基礎(chǔ)底板可做成梯形或臺(tái)階形,或調(diào)整挑梁兩端的出挑長(zhǎng)度。
(9).采用獨(dú)立柱基時(shí),獨(dú)立基礎(chǔ)受彎配筋不必滿足最小配筋率要求,除非此基礎(chǔ)非常重要,但配筋也不得過(guò)小。獨(dú)立基礎(chǔ)是介于鋼筋混凝土和素混凝土之間的結(jié)構(gòu)。面積不大的獨(dú)立基礎(chǔ)宜采用錐型基礎(chǔ),方便施工。
(10).獨(dú)立基礎(chǔ)的拉梁宜通長(zhǎng)配筋,其下應(yīng)墊焦碴。拉梁頂標(biāo)高宜較高,否則底層墻體過(guò)高。
(11).底層內(nèi)隔墻一般不用做基礎(chǔ),可將地面的混凝土墊層局部加厚。
(12).考慮到一般建筑沉降為鍋底形、結(jié)構(gòu)的整體彎曲和上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的協(xié)同作用,頂、底板鋼筋應(yīng)拉通(多層的負(fù)筋可截?cái)?/2或1/3),且縱向基礎(chǔ)梁的底筋也應(yīng)拉通。
(13).基礎(chǔ)平面圖上應(yīng)加指北針。
(14).基礎(chǔ)底板混凝土不宜大于C30,一是沒(méi)用,二是容易出現(xiàn)裂縫。
(15).可用JCCAD軟件自動(dòng)生成基礎(chǔ)布置和基礎(chǔ)詳圖。生成的基礎(chǔ)平面圖名為JCPM.T,生成的基礎(chǔ)詳圖名為JCXT?.T。
(16).基礎(chǔ)底面積不應(yīng)因地震附加力而過(guò)分加大,否則地震下安全了而常規(guī)情況下反而沉降差異較大,本末倒置。
請(qǐng)參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ7-89》和各地方的地基基礎(chǔ)規(guī)程。
四.暖溝圖及基礎(chǔ)留洞圖:
(1).溝蓋板在遇到電線管時(shí)下降(500),室外暖溝上一般有400厚的覆土。
(2).注明暖溝兩側(cè)墻體的厚度及材料作法。暖溝較深時(shí)應(yīng)驗(yàn)算強(qiáng)度。
(3).洞口大于400時(shí)應(yīng)加過(guò)梁,暖溝應(yīng)加通氣孔。
(4).基礎(chǔ)埋深較淺時(shí)暖溝入口底及基礎(chǔ)留洞有可能比基礎(chǔ)還低,此時(shí)基礎(chǔ)應(yīng)局部降低。
(5).濕陷性黃土地區(qū)或膨脹土地區(qū)暖溝做法不同于一般地區(qū)。應(yīng)按濕陷性黃土地區(qū)或膨脹土地區(qū)的特殊要求設(shè)計(jì)。
(6).暖溝一般做成1200寬,1000的在維修時(shí)偏小。
五.樓梯詳圖:
(1).應(yīng)注意:梯梁至下面的梯板高度是否夠,以免碰頭,尤其是建筑入口處。
(2).梯段高度高差不宜大于20,以免易摔跤
(3).兩倍的梯段高度加梯段長(zhǎng)度約等于600。幼兒園樓梯踏步宜120高。
(4).樓梯折板、折梁陰角在下時(shí)縱筋應(yīng)斷開(kāi),并錨入受壓區(qū)內(nèi)La,折梁還應(yīng)加附加箍筋
(5).樓梯的建筑做法一般與樓面做法不同,注意樓梯板標(biāo)高與樓面板的銜接。
(6).樓梯梯段板計(jì)算方法:當(dāng)休息平臺(tái)板厚為80~100,梯段板厚100~130,梯段板跨度小于4米時(shí),應(yīng)采用1/10的計(jì)算系數(shù),并上下配筋相同;當(dāng)休息平臺(tái)板厚為80~100,梯段板厚160~200,梯段板跨度約6米左右時(shí),應(yīng)采用1/8的計(jì)算系數(shù),板上配筋可取跨中的1/3~1/4,并且不得過(guò)大。此兩種計(jì)算方法是偏于保守的。任何時(shí)候休息平臺(tái)與梯段板平行方向的上筋均應(yīng)拉通,并應(yīng)與梯段板的配筋相應(yīng)。梯段板板厚一般取1/25~1/30跨度。
(7).注意當(dāng)板式樓梯跨度大于5米時(shí),撓度不容易滿足。應(yīng)注明加大反拱或增大配筋。
(8).當(dāng)休息平臺(tái)板為懸挑板時(shí),其內(nèi)部的樓梯梯段板負(fù)筋應(yīng)大于休息平臺(tái)板的板上筋,長(zhǎng)度也應(yīng)大于平臺(tái)板筋。
(9).樓層處的休息平臺(tái)板的配筋應(yīng)與樓層板統(tǒng)一考慮配筋,主要是板的負(fù)筋。
六.梁詳圖:
(1).梁上有次梁處(包括挑梁端部)應(yīng)附加箍筋和吊筋,宜優(yōu)先采用附加箍筋。梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋??稍诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明處畫(huà)一節(jié)點(diǎn),有次梁處兩側(cè)各加三根主梁箍筋,荷載較大處詳施工圖。
(2).當(dāng)外部梁跨度相差不大時(shí),梁高宜等高,尤其是外部的框架梁。當(dāng)梁底距外窗頂尺寸較小時(shí),宜加大梁高做至窗頂。外部框架梁盡量做成外皮與柱外皮齊平。梁也可偏出柱邊
一較小尺寸。梁與柱的偏心可大于1/4柱寬,并宜小于1/3柱寬。
(3).折梁陰角在下時(shí)縱筋應(yīng)斷開(kāi),并錨入受壓區(qū)內(nèi)La,還應(yīng)加附加箍筋
(4).梁上有次梁時(shí),應(yīng)避免次梁搭接在主梁的支座附近,否則應(yīng)考慮由次梁引起的主梁抗扭,或增加構(gòu)造抗扭縱筋和箍筋。(此條是從彈性計(jì)算角度出發(fā))。當(dāng)采用現(xiàn)澆板時(shí),抗扭問(wèn)題并不嚴(yán)重。
(5).原則上梁縱筋宜小直徑小間距,有利于抗裂,但應(yīng)注意鋼筋間距要滿足要求,并與梁的斷面相應(yīng)。箍筋按規(guī)定在梁端頭加密。布筋時(shí)應(yīng)將縱筋等距,箍筋肢距可不等。小斷面的連續(xù)梁或框架梁,上、下部縱筋均應(yīng)采用同直徑的,盡量不在支座搭接。
(6).端部與框架梁相交或彈性支承在墻體上的次梁,梁端支座可按簡(jiǎn)支考慮,但梁端箍筋應(yīng)加密。
(7).考慮抗扭的梁,縱筋間距不應(yīng)大于300和梁寬,即要求加腰筋,并且縱筋和腰筋錨入支座內(nèi)La。箍筋要求同抗震設(shè)防時(shí)的要求。
(8).反梁的板吊在梁底下,板荷載宜由箍筋承受,或適當(dāng)增大箍筋。梁支承偏心布置的墻時(shí)宜做下挑沿。
(9).挑梁宜作成等截面(大挑梁外露者除外)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個(gè)都不一樣,難以施工。變截面梁的撓度也大于等截面梁。挑梁端部有次梁時(shí),注意要附加箍筋或吊筋。一般挑梁根部不必附加斜筋,除非受剪承載力不足。對(duì)于大挑梁,梁的下部宜配置受壓鋼筋以減小撓度。挑梁配筋應(yīng)留有余地。
(10).梁上開(kāi)洞時(shí),不但要計(jì)算洞口加筋,更應(yīng)驗(yàn)算梁洞口下偏拉部分的裂縫寬度。梁從構(gòu)造上能保證不發(fā)生沖切破壞和斜截面受彎破壞。
(11).梁凈高大于500時(shí),宜加腰筋,間距200,否則易出現(xiàn)垂直裂縫。
(12).挑梁出挑長(zhǎng)度小于梁高時(shí),應(yīng)按牛腿計(jì)算或按深梁構(gòu)造配筋。
(13).盡量避免長(zhǎng)高比小于4的短梁,采用時(shí)箍筋應(yīng)全梁加密,梁上筋通長(zhǎng),梁縱筋不宜過(guò)大。
(14).扁梁寬度不必過(guò)大,只要鋼筋能正常擺下及受剪滿足即可。因?yàn)樵趽隙扔?jì)算時(shí),梁寬對(duì)剛度影響不大,加寬一倍,撓度減小20%左右。相對(duì)來(lái)講,增大鋼筋更經(jīng)濟(jì),鋼筋加大一倍,撓度減小60%左右,同時(shí)梁的上筋應(yīng)大部分通長(zhǎng)布置,以減小混凝土徐變對(duì)撓度的增大,如果上筋不小于下筋,撓度減小20%。
(15).框架梁高取1/10~1/15跨度,扁梁寬可取到柱寬的兩倍。扁梁的箍筋應(yīng)延伸至另一方向的梁邊。
(16).當(dāng)一寬框架梁托兩排間距較小的柱時(shí),可加一剛性挑梁,兩個(gè)柱支承在剛性挑梁的端頭。
(17).梁寬大于350時(shí),應(yīng)采用四肢箍。
七.柱詳圖:
(1).地上為圓柱時(shí),地下部分應(yīng)改為方柱,方便施工。圓柱縱筋根數(shù)最少為8根,箍筋用螺旋箍,并注明端部應(yīng)有一圈半的水平段。方柱箍筋應(yīng)使用井字箍,并按規(guī)范加密。角柱、樓梯間柱應(yīng)增大縱筋并全柱高加密箍筋。幼兒園不宜用方柱。
(2).原則上柱的縱筋宜大直徑大間距,但間距不宜大于200。
(3).柱內(nèi)埋管,由于梁的縱筋錨入柱內(nèi),一般情況下僅在柱的四角才有條件埋設(shè)較粗的管。管截面面積占柱截面4%以下時(shí),可不必驗(yàn)算。柱內(nèi)不得穿暖氣管。
(4).柱斷面不宜小于450X450,混凝土不宜小于C25,否則梁縱筋錨入柱內(nèi)的水平段不容易滿足0.45La的要求,不滿足時(shí)應(yīng)加橫筋。異型柱結(jié)構(gòu),梁縱筋一排根數(shù)不宜過(guò)多,柱端部縱筋不宜過(guò)密,否則節(jié)點(diǎn)混凝土澆筑困難。當(dāng)有部分矩形柱部分異型柱時(shí),應(yīng)注意異型柱的剛度要和矩形柱相接近,不要相差太大。
(5).柱應(yīng)盡量采用高強(qiáng)度混凝土來(lái)滿足軸壓比的限制,減小斷面尺寸。
(6).盡量避免短柱,短柱箍筋應(yīng)全高加密,短柱縱筋不宜過(guò)大。
(7).考慮到豎向地震作用,柱子的軸壓比及配筋宜留有余地。
(8).獨(dú)立柱上或柱的中部(半層處)有挑梁時(shí),挑梁長(zhǎng)度應(yīng)有限制。
在用PKPM軟件計(jì)算梁柱時(shí),應(yīng)盡量采用TAT或SATWE三維軟件。相對(duì)平面框架PK來(lái)講,第一,計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際受力狀態(tài),如地震力或風(fēng)力是按抗側(cè)移剛度分配,而不是按框架的樓面從屬面積,還如從框架柱出挑的梁和從次梁出挑的梁,因次梁的支座(框架梁)發(fā)生下沉變形,內(nèi)力重分布,從框架柱出挑的挑梁配筋將較大。
第二,快速方便,三維軟件整體計(jì)算,不必生成單榀框架,再人工歸并,可整樓歸并。
第三,TAT或SATWE還可以進(jìn)行井式梁的計(jì)算,由于PKPM軟件計(jì)算梁時(shí)僅按矩形計(jì)算,而井式梁的斷面較小,有可能超筋,此時(shí)可取出彎距再按T型梁補(bǔ)充計(jì)算,不必直接加大梁高。在繪制施工圖時(shí),較大直徑的鋼筋連接宜用機(jī)械連接取代焊接,造價(jià)相差不大,但機(jī)械連接可靠并易于檢查。機(jī)械連接接頭位置可任意,但一次截?cái)嗟匿摻畈淮笥?0%,接頭位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)70d。
八.重點(diǎn)注意或設(shè)計(jì)原則:
(1).抗震驗(yàn)算時(shí)不同的樓蓋及布置(整體性)決定了采用剛性、剛?cè)?、柔性理論?jì)算??拐痱?yàn)算時(shí)應(yīng)特別注意場(chǎng)地土類(lèi)別。8度超過(guò)5層有條件時(shí),盡量加剪力墻,可大大改善結(jié)構(gòu)的抗震性能??蚣芙Y(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱剛接體系,但也允許部分的框架梁搭在另一框架梁上。應(yīng)加強(qiáng)垂直地震作用的設(shè)計(jì),從震害分析,規(guī)范給出的垂直地震作用明顯不足。
(2).雨蓬不得從填充墻內(nèi)出挑。大跨度雨蓬、陽(yáng)臺(tái)等處梁應(yīng)考慮抗扭。考慮抗扭時(shí),扭矩為梁中心線處板的負(fù)彎距乘以跨度的一半。
(3).框架梁、柱的混凝土等級(jí)宜相差一級(jí)。
(4).由于某些原因造成梁或過(guò)梁等截面較大時(shí),應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的最小配筋率。
(5).出屋面的樓電梯間不得采用磚混結(jié)構(gòu)。
(6).框架結(jié)構(gòu)中的電梯井壁宜采用粘土磚砌筑,但不能采用磚墻承重。應(yīng)采用每層的梁承托每層的墻體重量。梯井四角加構(gòu)造柱,層高較高時(shí)宜在門(mén)洞上方位置加圈梁。因樓電梯間位置較偏,梯井采用混凝土墻時(shí)剛度很大,其它地方不加剪力墻,對(duì)梯井和整體結(jié)構(gòu)都十分不利。
(7).建筑長(zhǎng)度宜滿足伸縮縫要求,否則應(yīng)采取措施。如:增大配筋率,通長(zhǎng)配筋,改善保溫,鋪設(shè)架空層,加后澆帶等。
(8).柱子軸壓比宜滿足規(guī)范要求。
(9).當(dāng)采用井字梁時(shí),梁的自重大于板自重,梁自重不可忽略不計(jì)。周邊一般加大截面的邊梁。
(10).過(guò)街樓處的梁上筋應(yīng)通長(zhǎng),按偏拉構(gòu)件設(shè)計(jì)。
(11).電線管集中穿板處,板應(yīng)驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度或開(kāi)洞形成管井。電線管豎向穿梁處應(yīng)驗(yàn)算梁的抗剪強(qiáng)度。
(12).構(gòu)件不得向電梯井內(nèi)伸出, 否則應(yīng)驗(yàn)算是否能裝下。電梯井處柱可外移或做成L型柱。
(13).驗(yàn)算水箱下、電梯機(jī)房及設(shè)備下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。水箱不得與主體結(jié)構(gòu)做在一起。
(14).當(dāng)?shù)叵滤缓芨邥r(shí),暖溝應(yīng)做防水。一般可做U型混凝土暖溝,暖氣管通過(guò)防水套管進(jìn)入室內(nèi)暖溝。有地下室時(shí),混凝土應(yīng)抗?jié)B,等級(jí)S6或S8,混凝土等級(jí)應(yīng)大于等于C25,混凝土內(nèi)應(yīng)摻入膨脹劑?;炷镣鈮?yīng)注明水平施工縫做法,一般加金屬止水片,較薄的混凝土墻做企口較難。
(15).采用扁梁時(shí),應(yīng)注意驗(yàn)算變形。
(16).突出屋面的樓電梯間的柱為梁托柱時(shí)應(yīng)向下延伸一層,不宜直接錨入頂層梁內(nèi),并且托梁上鐵應(yīng)適當(dāng)拉通。錯(cuò)層部位應(yīng)采取加強(qiáng)措施。女兒墻內(nèi)加構(gòu)造柱,頂部加壓頂。出入口處的女兒墻不管多高,均加構(gòu)造柱,并應(yīng)加密。錯(cuò)層處可加一大截面梁,上下層板均錨入此梁。
(17).等基底附加壓力時(shí)基礎(chǔ)沉降并不同。
(18).應(yīng)避免將大梁穿過(guò)較大房間,在住宅中嚴(yán)禁梁穿房間。
(19).當(dāng)建筑布局很不規(guī)則時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑布局做出合理的結(jié)構(gòu)布置,并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。如建筑方案為兩端較大體量的建筑中間用很小的結(jié)構(gòu)相連時(shí)(啞鈴狀),此時(shí)中間很小的結(jié)構(gòu)的板應(yīng)按偏拉和偏壓考慮。板厚應(yīng)加厚,并雙層配筋。
(20).較大跨度的挑梁下柱子內(nèi)跨梁傳來(lái)的荷載將大于梁荷載的一半。挑板道理相同。