混凝土異形柱結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題

摘要：隨著我國(guó)社會(huì)水平的提升，經(jīng)濟(jì)步伐的推進(jìn)，我國(guó)的建筑事業(yè)也在這個(gè)過(guò)程中得到了較大程度的發(fā)展。而在建筑建設(shè)的過(guò)程中，我們往往會(huì)根據(jù)建筑的實(shí)際設(shè)計(jì)情況在建筑結(jié)構(gòu)的不同部分使用一定形狀的異形柱，從而以此來(lái)避免建筑框架因?yàn)橥钩龆鴰?lái)的使用影響。在本文中，將就混凝土異形柱結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行一定的分析與探討。

關(guān)鍵詞：混凝土異形柱;結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì);常見(jiàn)問(wèn)題

1 引言

所謂混凝土異形柱結(jié)構(gòu)，就是通過(guò)L形、T形以及十字形等方式的異形截面柱來(lái)對(duì)以往框架式矩形柱進(jìn)行替代的一種豎向結(jié)構(gòu)。通過(guò)異形柱結(jié)構(gòu)的使用，不僅能夠較好的使人們建筑設(shè)計(jì)中的感官需求能夠得到滿足，而且同我國(guó)目前建筑的結(jié)構(gòu)建設(shè)方向也具有密切的聯(lián)系。另外，異形柱柱肢厚度與梁寬、墻厚一致，導(dǎo)致異形柱與矩形柱在截面特性、內(nèi)力、變形及抗震性能上均有較大的差異。對(duì)此，就需要我們能夠在密切聯(lián)系我國(guó)異形柱建設(shè)規(guī)程的基礎(chǔ)上對(duì)其所具有的抗震性進(jìn)行更好的設(shè)計(jì)。

圖1 異形截面柱結(jié)構(gòu)

2 基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 在我國(guó)的《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中（下述簡(jiǎn)稱“規(guī)程”），明確的指出了建筑異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)使用框架剪力墻的體系或者框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)建筑自身的結(jié)構(gòu)受力需求以及布置需要，我們?cè)趯?duì)異形柱結(jié)構(gòu)中框架柱的建設(shè)中可以都使用異形柱或者框架柱的形式，如果建筑功能需求一個(gè)較大的底部空間，我們則可以通過(guò)框架底部抽柱的方式對(duì)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行設(shè)置，并能夠形成一種具有轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。

2.2 同時(shí)，在規(guī)程中也對(duì)于使用異形柱結(jié)構(gòu)的房屋所具有的最大高度進(jìn)行了規(guī)定，其也是我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中需要重要考慮的一部分。通過(guò)對(duì)建筑高寬比的確定，則能夠做好對(duì)建筑整體穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)剛度以及經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化的控制，需要我們嚴(yán)格根據(jù)規(guī)程中的規(guī)定對(duì)其設(shè)計(jì)。

2.3 在建筑抗震設(shè)計(jì)中，在我們使用異形柱結(jié)構(gòu)時(shí)則不應(yīng)當(dāng)再使用錯(cuò)層、多塔以及連體等較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并避免使用單跨框架結(jié)構(gòu)，而在異形柱的梁、墻以及柱子等方面，也應(yīng)當(dāng)使用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并保證異形柱的柱肢厚度應(yīng)當(dāng)能夠同墻體的厚度保持一致。

2.4 在我們使用異形柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，較易使用的是具有規(guī)則特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案，且在抗震設(shè)計(jì)方面也應(yīng)當(dāng)保證其結(jié)構(gòu)能夠符合規(guī)程對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的要求，并避免使用結(jié)構(gòu)特別不規(guī)則的設(shè)計(jì)形式。而在我們對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，就需要能夠嚴(yán)格的根據(jù)建筑的設(shè)計(jì)方案對(duì)建筑的豎向以及平面布置方式進(jìn)行良好的判斷，并在判斷完畢之后根據(jù)所獲得的結(jié)果對(duì)其內(nèi)力以及地震作用力進(jìn)行計(jì)算，而對(duì)于較為薄弱的區(qū)域則應(yīng)當(dāng)能夠及時(shí)的做好相關(guān)抗震措施。

3 梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)

在規(guī)程中，同時(shí)也規(guī)定了在對(duì)異形柱框架應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)做好其梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的承載力計(jì)算。之所以出現(xiàn)這樣的規(guī)定，是因?yàn)樵跅l件相同的情況下，建筑異形截面柱節(jié)點(diǎn)所具有的承載力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于低層梁柱節(jié)點(diǎn)，可以說(shuō)正是我們對(duì)于異形柱框架應(yīng)用的一個(gè)較為薄弱的環(huán)節(jié)，需要我們能夠通過(guò)合理的計(jì)算對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行保障。在規(guī)程中，其給出的截面控制公式如下：

在該公式中，其在系數(shù)的規(guī)定方面需要能夠滿足相同的承載力，且在異形柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)所具有的受剪截面還將遠(yuǎn)大于普通矩形柱的截面，這種情況的存在加上異形柱自身肢厚較大的特點(diǎn)，就使得我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)其核心區(qū)截面不能夠滿足需求的情況。而通過(guò)對(duì)于這種情況的研究，我們發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)較為集中的位置往往是建筑底部、軸壓較大的柱，且其T形柱以及L形柱更為容易出現(xiàn)這種情況。對(duì)此，就需要建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者在實(shí)際設(shè)計(jì)方案時(shí)能夠?qū)υ擃悊?wèn)題引起充分的重視，進(jìn)而通過(guò)精確的計(jì)算來(lái)避免此類問(wèn)題的出現(xiàn)。

4 抗震構(gòu)造要求

4.1 多層建筑車庫(kù)設(shè)計(jì)

對(duì)于目前的高層建筑來(lái)說(shuō)，開發(fā)方為了能夠規(guī)避其容積率以及建筑面積的實(shí)際計(jì)算，通常都會(huì)將建筑底部車庫(kù)的層高設(shè)置在2.2m以下。對(duì)于這種情況，我們?cè)诟鶕?jù)一般矩形柱結(jié)構(gòu)考慮、在排除梁自身高度的情況下，柱的高度則通常在1.8m左右，而框架截面高度則通常在400mm左右，通常來(lái)說(shuō)都能夠滿足我們的設(shè)計(jì)需求。而在使用異形柱的情況下，其所具有的肢高則會(huì)控制在500mm內(nèi)，這就會(huì)使以異形框架柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的建筑往往出現(xiàn)短柱的情況。對(duì)此，就需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)特別注意對(duì)于車庫(kù)的異形柱箍筋應(yīng)當(dāng)能夠沿其沿高范圍進(jìn)行加密。

4.2 縱向受力鋼筋的最小配筋率較矩形柱高

根據(jù)異形柱自身所具有的受力特點(diǎn)，規(guī)程中明確規(guī)定了對(duì)于縱向鋼筋來(lái)說(shuō)，其所具有的最低配筋率應(yīng)當(dāng)大于0.8%。對(duì)于這項(xiàng)數(shù)值的規(guī)定來(lái)說(shuō)，其同我們以往使用的矩形柱規(guī)定要高。以我們經(jīng)常使用的三級(jí)框架來(lái)說(shuō)，如果我們使用同等型號(hào)的鋼筋，那么其所具有的最低配筋率同使用異形柱的配筋率相比要低20%左右。對(duì)此，當(dāng)我們對(duì)軸壓較小異形柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也需要能夠?qū)ζ渑浣盥蔬M(jìn)行反復(fù)的復(fù)核，并判斷其是否滿足規(guī)程中的規(guī)定。

4.3 角柱箍筋的加密

在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于抗震等級(jí)處在1、2級(jí)的建筑，我們應(yīng)當(dāng)在角柱箍筋時(shí)保證其以全高的方式加密。而對(duì)于我們現(xiàn)今高層建筑的異形柱框架來(lái)說(shuō)，雖然其所具有的抗震等級(jí)為三級(jí)，但是通過(guò)對(duì)于異形柱框架特點(diǎn)的考慮，我們也應(yīng)當(dāng)在角柱箍筋處理時(shí)使用全高加密的方式進(jìn)行。而在我們實(shí)際對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于該規(guī)定卻往往沒(méi)有引起充分的重視，尤其是對(duì)于設(shè)置在L形的異形柱，更容易在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)被忽略。而這也是我們?cè)趯?duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核時(shí)需要重點(diǎn)推敲的。

5 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，混凝土異形柱結(jié)構(gòu)是我國(guó)目前建筑中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要我們能夠?qū)ζ湟鸪浞值闹匾?。在上文中，我們?cè)诼?lián)系最新規(guī)程的前提下對(duì)混凝土異形柱結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了一定的研究分析，而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，也需要我們?cè)诼?lián)系實(shí)際的基礎(chǔ)上，能夠設(shè)計(jì)出更為合理、符合規(guī)程規(guī)定的方案。

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