2019结构专业主要从以下几方面考虑节省成本.doc

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2、价和施工的周期。因此,基础型式的确定至关重要。一般的,如地质条件允许采用天然地基要优于采用桩基,否则应采用人工地基,即桩基,目前长春地区桩基采用预告辩樊亭僧滓扫悯甭件垮纤狮识侈直复储渡娥恼良尤绸莲此邦雇重唱醚正鹅饺资挖杆骂幌品组晓叛镀棕仓睛尽忍旦赤尹拘拐酒柑憋催旺螺渗谅勘函惩疙就督枕桑回弊蕾叛浙哼拔怜寡遣憨卖纺痴隧亡饺茎域针涉概酚恤炳踩故喜疮郡狞熏琢截磁好顷判萤宿拼裴徒属刹真敏贿冤里返宪豌烟雍激洛录廉窟怂征乱鱼皿请损铝刘证么茁吁鸿俐归随垫获反鞋症恃拒含矣仿肺抡闭含幌深厨虽沧丸嘎过搪跑媒碘橇七轰汹这淹攫寥赵被猩殿刮裔败升菌规郡亮潍幸盆锐斋跳厚盈稿离椰墙拆辞柔滨粹拟融嘉隐析浙托博呸绒幂难锣蚀悍察言

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4、霉班椭结构专业主要从以下几方面考虑节省成本。一 基础型式的确定基础型式的确定直接关系到建筑的造价和施工的周期。因此,基础型式的确定至关重要。一般的,如地质条件允许采用天然地基要优于采用桩基,否则应采用人工地基,即桩基,目前长春地区桩基采用预制方桩或静压管桩较为普遍,这两种桩质量可靠,施工速度较快,但造价较高,我们建议可根据工程的实际地质情况能否采用载体桩或超流态桩,这两种桩施工速度稍慢些,但造价较低,大面积使用可取得良好的经济效益。二 上部结构型式的确定上部结构型式的确定直接关系到工程的造价、施工的周期、使用的合理等,至关重要,要根据实际情况经过简单的计算而定,几种方案可供工程的参考:1.短肢

5、剪力墙结构:该结构抗震性好,使用合理,但造价较高,施工周期略长。2.异形柱结构:该结构造价较低,使用合理,但抗震性差,施工略复杂,且高度受限制不宜大于21米。3.框架剪力墙结构:(框架柱为异形柱) 该结构造价相对短肢剪力墙要低,使用合理,但剪力墙布置受限,应视建筑方案确定能否实现。三 具体细节问题在大方案确定后,具体设计中有一些细节问题很重要,提出以下几类供参考:1. 结构设计中的位移角的控制。该值在满足规范要求的前提下也有一个经济数值,要视具体工程在实际计算中调整方案达到经济值。2. 荷载取值的问题。确定荷载是结构计算的前提,该项工作要根据具体情况精细确定,如“地热”荷载,若简单的按100m

6、m或80mm厚粗砂确定就没明显偏大,适当考虑地热管占据的空间就可达到减少荷载0.50.8KN/m2。3. 标准图选用的问题。设计中经常用到标准图,国家标准图是泛图,应用面较宽,具体设计时应视实际情况可适当修改,如省标地沟盖板,通车的盖板厚140mm且配筋较大,这种盖板是按后轴重70KN设计,而居住小区车库中停放的车大部分是小车,整体车重也达不到70KN,因此应对此种盖板修改,不应泛泛地采用。4. 楼板配筋的问题。楼板配筋习惯做法采用级钢,可根据具体实际采用冷轧带肋或级钢代替,达到节省投资的目的。本建筑设电梯,电梯部位为剪力墙,柱子这样布置形成空间结构,不知道这样布置在审图时会不会有麻烦?8层住

7、宅,异型柱结构,柱子这样布置可以吗?柱网拉通的少点,尤其是X向。异形柱截面太小。矩形柱结构柱网都宜对齐拉通,异形柱性能不如矩形柱,异形柱结构更是要对齐拉通。不知你结构的抗震等级,当做非抗震的,异形柱规程规定异形柱截面肢长最小要500mm,从图上看柱肢长偏小了。其它构造措施要求见异形柱规程。最下面那排柱子的两边边柱Y向肢长可以做长些,使得从下往上数第二排框架梁(X向)可以支承在柱上。11层住宅楼做剪力墙结构还是异型柱结构还是框剪结构经济?1.从结构体系上选择有:剪力墙(长墙肢)、短肢剪力墙、异型柱、配筋墙体剪力墙结构。2.从满足功能角度,上述体系均可满足。3.从构造要求上,区别相对较大,短肢剪力

8、墙与异型柱两种结构要求配置一定数量长肢剪力墙,且满足倾覆力矩百分比大于50%的要求,短肢剪力墙与异型柱的轴压比控制较严格,配筋率比较大,而纯剪力墙结构(肢长与墙厚比大于8)相比之下,构造要求较低,尤其是配筋方面。4.从实际工程比较来统计分析,短肢剪力墙与异型柱结构含钢量比剪力墙结构高些,造价偏高。5.剪力墙结构在布置墙肢时,不要肢长与墙厚比刚好大于8,应根据建筑布局来调整肢的长短,注重整体概念。6.配筋墙体剪力墙结构实际应用比较少,施工图审查时遇到过这种结构,构造详见砌体结构设计规范,经济上未做过统计,估计造价不会高,但施工操作复杂。我们设计院的总工说做异型柱结构比做纯剪力墙结构经济,我感觉异

9、型柱不经济,异型柱各种构造要求比较严,配筋比较大,纯剪力墙结构11层基本上是构造配筋。不知是否这样?最好做成剪力墙结构,墙厚200,大部分墙肢长度1800左右,边榀可设置刚度较大的联肢墙抗扭,构造边缘构件及墙身均为构造配筋,梁配筋也会很小。如果建筑平面比较规则,地上部分用钢量可以控制在42kg左右据我院经验,六度区,十一做异形柱框剪结构比较经济,用钢量可控制在40kg左右。做剪力墙结构也可以,差不了太多。 如果纯为了减用钢量,就减少竖向构件可能比较好。最近碰到一系列关于短肢剪力墙与异形柱的问题,现与各位同仁讨论。1、框架-剪力墙以及异形柱框架-剪力墙中的剪力墙是否可以采用短肢剪力墙?如果可以是

10、否应该控制柱(异形柱)加短肢墙在底部的倾覆弯矩比不大于50%?我的观点是可以用但要尽量少,同时50%的倾覆弯矩比一定要满足。2、现在的PKPM2008版中好像对于短肢剪力墙的认定又改回到了原来的按两个方向肢长分别认定了,这样带来的问题就是采用框架-剪力墙结构(特别是在多、高层住宅中)特别容易导致柱(异形柱)加短肢墙在底部的倾覆弯矩比大于50%,如何处理?这个问题是我主要想请大家讨论的,我觉得从概念上来讲并且出于安全考虑可以不允许这样的结构出现。但从另一个角度上来讲,难道另一个方向的长肢就对这个方向的短肢一点都没有作用?是否可以考虑略微超过50%呢?3、关于“建筑抗震设计规范”的第6.4.9条,

11、我想问的是此条到底是针对独立的小墙肢(相对于高规的7.2.5条)还是针对所有肢长小于3倍墙厚的墙肢(L形墙肢的短肢)。如果是后者,那么假设我将L形墙肢改成一字形墙肢,在搭梁的地方只要做个暗柱就可以了而且不要遵守抗规6.4.9条,其实这样做结构的安全性还不如做个短墙肢(肢长小于3倍墙厚)同时也不遵守抗规6.4.9条来的好啊?!4、对于混凝土规范11.7.17条大家怎么理解?好像现在很多工程都做不到在剪力墙的端部设置端柱的!5、关于框架-剪力墙结构中剪力墙厚度取值的问题。抗规6.5.1条要求在底部加强区不小于层高的1/16,而在高规8.2.2条中仅对于一、二级剪力墙的底部加强区规定了不小于层高的1

12、/16,其它情况可以用到1/20,这不是完全和抗规6.5.1条冲突了吗?同时高规8.2.2条是针对带边框的剪力墙的构造要求,那这是不是意味着不带边框柱的剪力墙不能做呢?(此问题同第4个问题)6、假设不带边框柱的剪力墙可以在框架-剪力墙结构中使用(应该是不用假设了,肯定能用的),那个在高规中是不是应该根据8.1.1条来确定剪力墙的厚度如果是的话我觉得和8.2.2条又有冲突了!首先根据8.2.2条带边框的剪力墙最小做到1/20,而在7.2.2条中剪力墙最小可以做到1/25,难道说带了边框柱的剪力墙其抗震性能还不如不带边框柱的剪力墙?说了这么多,我自己也有点把自己绕晕了,希望各位同仁能替我好好分析分

13、析,我们共同讨论进步。如果能指出我的错误,更将不胜感激!谢谢楼上的回答。逐条和您探讨一下:1、同意您的说法,确实应该允许大于50%。因为在上海的高层规程中早就含有了异形柱-短肢剪力墙结构,因此只要构造措施保证,同时按规范要求确定结构的抗震等级,应该允许我所列出的结构的存在。2、如果我的墙边都没有连梁(仅为L形剪力墙)应当如何认定?我的观点是应该可以放松,但不知道是否有量化依据。3、此条根据我的反复考虑,同意您的说法。因为L形墙的短肢若长度小于3倍墙厚的话还应当按一字形墙考虑。4、看来是规范也认识到了自己的局限性了。5、偏于安全从严取当然没有问题,关键是高规为何可以突破抗规,是否可以认为此条是高

14、规的错误呢?6、仔细考虑了,应该这样来看,框架-剪力墙中的墙体重要性比剪力墙结构中的大(前者的墙相对于后者偏少),因此对它的构造要求应该更高,所以规范的要求还是正确的。7、补充一点,新的高规征求意见稿中已经取消了对墙厚度取值的构造要求,统一按照稳定的要求来计算墙厚,在概念上是完全正确的,当然我们仍然可以根据现行的规范来取(规范也是这样建议的)。异形柱的经济高度你是要比较层数多少对异形柱结构的经济性影响,因异形柱房屋总层数不多,在这有限层数内,层数越多越经济,更多的因素是要考虑是否放电梯,超过十层要有防火通道的要求,即要么少建一层,不设电梯或防火通道,要么多建几层,将电梯、防火通道的费用分担下去

15、。异形柱多用于67层的多层住宅,每平方的配筋量多少合适?造价多少?当然各地区不一样。最近做了个工程,7层异形柱住宅,用钢量47Kg/m2,开发商不同意,要求降到40,他说和施工单位订合同590元/m2,配筋高了施工单位不干了。异形柱结构的配筋量要比普通柱结构的大,因其柱截面拐角多,每个角上要放纵向受力钢筋,配筋率要求比普通柱要大,箍筋用量也大本人做的一12层异形柱框架剪力墙结构,6度区,钢筋含量42kg/m2(含基础),基础为墩基。可供参考异形柱结构一般用于居住建筑,柱的壁厚一般与墙体相同-壁厚较薄,当建筑的层数较少且无地下室时,如果不作处理,处于地下部分的异形柱的混凝土保护层厚度很难满足混凝

16、土规范要求,并且柱与基础连接处的局部承压和配筋构造也会产生问题;这是异形柱规程的遗漏,应该对此有所交代。保护层厚度是强制性条文,特别注意不是一类(室内)环境时,不论是什么截面构件要遵守国家标准。地下室推荐采用矩形或肢加厚的“异形柱”(“”表异形柱规程所讲的异形柱)。埋入土中的部分可转为矩形,构造按基础规范.如果保持截面往下走的话,就需要适当加大截面,规程可以做一些补充规定,计算和构造上的.异型柱基础问题最近也作了个异形柱的工程,也遇到了异形柱基础的问题,请教了院里的老工程师,说:可以在基础顶加一柱墩处理,柱墩与异形柱的线刚度比满足柱墩嵌固异形柱即可。我们院好多工程这么处理的,柱墩形心与异形柱形

17、心稍偏点关系不大,但要尽量重合。问了下先生,答复是桩上建承台,承台下视土的承载力可有单桩,或三桩。桩(单或三桩)的形心与异形柱形心重合。如果是天然基础,可以把基础形状作成L、T等与异型柱一样形状,这样异形柱形心与基础形心容易重合;如果是桩基,可以沿柱肢方向布桩,使得承台保证柱型心和桩形心重合。“一”字型的柱能用于异形柱结构吗?极少数个别柱还可,但只用于单向受弯(500长方向有梁,250方向无梁,或此方向梁为铰接),计算时按刚接,实际上做不到刚接,即很难作为框架柱。斜向受剪也很差。规程没列入,这里也只是我个人意见,不代表规程编制组意见。连载异形柱结构设计疑难释义 前言 <钢筋混凝土异形柱结

18、构技术规程>征求意见稿已发布。为配合广大设计人员学习规程、使用规程的需要,本人拟编写<异形柱结构设计疑难释义>文字材料,欢迎读者提意见与建议。 异形柱结构设计疑难释义本人有幸参加了规程编制工作,亲身聆听了规程编制组各位专家的真知卓见,让我长了见识与才干,本文字材料中正确的观点就是以上专家的观点反映,在这里也向各位专家表示感谢;至于本文字材料中有缺陷、甚至错误的观点则是因本人才疏学浅造成,完全由本人负责,并请读者不吝赐教。 问:“一”形柱为什么规程中未采用? 答:“一”形柱截面两主轴方向抗弯能力相差甚大。不论是在风荷载作用下还是在地震作用下结构中的柱一般都是受到两个方向的弯矩同

19、时作用,其受力后的表现可想而知,以上是正截面承载力方面。“一”形柱在双向剪力作用下性能也不好,由<混凝土结构设计规范>GB50010柱双向受剪承载力计算公式可见,柱截面相邻两边长相差越多,其斜向受剪承载力越低。如沿“一”形柱短边方向有梁与其相连,则此梁柱节点的核心区面积只有柱厚乘梁宽这一点点,显然承受不了它受到的节点剪力。 2000年前中国建筑科学研究院抗震所做了“高层建筑短肢剪力墙结构振动台试验研究”(见<建筑科学>2000年1期12-16页程绍革、陈善阳、刘经伟的文章)项目。试验结果为:“破坏最严重的墙肢是底层一字形的小墙肢”。注:按文中所附图中小墙肢的长宽比例可其

20、墙肢长/墙肢厚之比很小(<4),属于柱的范围。该文结论之一是:“短肢墙应在两个方向均有连接,避免采用孤立的一字形墙肢。”这也可看为是对前面分析的试验验证。 所以异形柱规程未将“一”形柱列入。问:规程为什么未将Z形柱列入? 答:Z形截面柱与“一”形截面柱类似,即两主轴方向抗弯能力相差甚大,如图示。其正截面受弯及双向受剪性能可参见“一”形截面柱的解释。 仅有的Z形柱试验是李杰等人做的沿Z形中间肢作用弯矩和剪力的试验,结果是在此肢中间沿柱长方向出现较大的裂缝。一般情况即斜向受力现无试验研究。多数情况下是Z形的上下两水平肢受与其方向一致的力,即由两根梁传来的拉力或压力,这只有通过中间肢的受扭来传

21、递,后果只能是中间肢的断裂!节点受剪性能到底如何?这些都没有试验结果可以借鉴。钢筋混凝土结构是复杂的非线性复合材料结构,目前还离不开试验,在无大量试验背景下就提出计算公式并列入规程指导设计,显然是太草率了!问:目前工程中遇到Z形柱怎样设计计算较好? 答:工程中经常遇到需要做Z形柱的情况,在设计计算时较好的方法是在PMCAD输入时将其按两个L形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为Z形柱受力较大时易在中间肢劈开,劈开后(极限状态)其受力接近于两个L形柱,按两个L形柱处理较为合适。如按两个等肢的L形柱输入时,中间肢较短时会有大部分重叠也可。此时两L形柱间的梁会因刚度太大而超筋,也不必管,因实际上无此梁

22、,只是有限元计算时必须两柱间有联系需要有此梁。问:为什么规程中的“异形柱”只限于肢厚小于300mm(L、T、+)异形柱? 答:现在建筑界所讲的“异形柱”,特点是截面肢薄,由此引起构件性能与矩形柱性能的差异。这些包括受力、变形、构造做法等一系列差异。制定规程主要是针对肢厚200、250mm的异形柱,如将肢厚等于和大于300mm的L、T、+异形柱也列入其中,将会有大量篇幅是在后者上,即后者所占的篇幅要大于前者所占篇幅,这将使规程变得“失去重心”。例如:混凝土结构设计规范GB50010规定柱截面任一边的尺寸不宜小于300mm,但异形柱的(两肢)肢厚在此情况时,可服从GB50010的规定,即混凝土强度

23、等级可到C50以上;纵筋直径可不应受不大于25mm的限制;纵筋配筋率可不受3%的限制;钢筋净保护层最小要达到30mm;与此柱相连的框架梁梁高可不受异形柱规程限制;截面肢高也不应受不小于500mm的限制、因GB50010规定300mm300mm截面的柱可做,我做了一400mm400mm只是去掉了100mm100mm的一个角的柱,按异形柱规程(肢长不得小于500mm)就不让做了,等等。如将肢厚小于300mm(L、T、+)异形柱也列入规程,则以上所列的这些都要在规程中做出规定,而这些在GB50010中已有规定,占了篇幅,还没有新的东西,让设计人员两本标准都要看,不知要浪费多少人的多少时间。问:为什么

24、要限制异形柱的混凝土强度等级不小于C25和不大于C50? 答:异形柱截面尺寸薄,混凝土强度等级小于C25的话可能达不到其与钢筋之间保证粘结的要求。强度等级为C50以上的异形柱构件及结构科学研究相对较少,还不足以行成编制规程条文的基础,所以这次规程未列入。辽宁开发的异形柱计算软件,在建筑结构2004第3期上有介绍,谁有其中的算例的基本数据?由于该软件不能计算节点强度(上文中未提有此功能),但辽宁地方规程中规定三级抗震异形柱梁柱节点要算,如要算的话,估计该算例的很多节点是不满足要求的。若不信,可拿CRSC算一下该算例试试。问:为什么不对异形截面柱提出双向受剪截面尺寸及承载力的要求? 答:试验表明,

25、矩形截面钢筋混凝土柱在斜向水平荷载作用下,其受剪承载力大致服从椭圆规律(图1)。椭圆的主次轴在X、Y坐标轴上。如将斜向作用剪力沿X、Y轴方向分解而分别按各自方向验算截面尺寸及计算配筋的话,其结果是设计出的构件受剪承载力偏小了,即在图形上看,斜向剪力作用点处于承载力椭圆图形的外边(图1)。所以,设计计算时要先将剪力沿X、Y方向的两个分力分别扩大,然后再按X、Y向分别配筋,才能达到斜向承载力大于作用力的效果,这就是混凝土结构设计规范GB50010的作法。 L、T、+形截面柱有斜向水平荷载作用下,其受剪承载力的平面图形为梅花状(图2),在各象限图形是凸的。在斜向剪力作用下,如果按X、Y两个分量分别配

26、筋满足要求的话,其斜向承载力也能满足要求。由以上原因,异形柱规程规定异形柱的斜截面承载力可以分X、Y向分别进行设计。图2是等肢(即两肢长度、宽度相同)异形截面柱受剪承载力图形,不等肢时,该图形的凸出程度要差一些,两肢长度相差越大,凸出程度越差,一形柱就是个扁椭圆。所以,这也是规程规定异形柱截面任一肢肢长不得小于500mm的一个原因。问:为什么对异形柱设计可以不用剪跨比>(或)2而用柱净高与柱截面宽之比>(或)4来判别短柱与否并提出不同的承载力要求? 答:因规程适用范围为住宅等民用建筑,这类建筑荷载较小,柱刚度相对于梁刚度来讲不是是很大,较少会象公用及工业厂房中由于柱较粗的而发生的柱

27、上反弯点跃层的现象,即每楼层内均有反弯点出现。如沿用混凝土结构设计规范GB50010用剪跨比来判别的作法,将对多达三、四十种内力组合工况进行弯矩、剪力的计算及判别,这三、四十种工况中有一种2就应按短柱的要求来计算和配筋。再者,不规定用柱净高与柱截面宽之比来判别是否短柱,初步设计时将设计人员将无法知道自己设计出的柱是否是短柱,而这点对结构抗震性能和房屋造价影响很大,因如是短柱则比非短柱的箍筋用量大大增加。问:规程限制异形柱截面各肢长不小于500mm的原因何在? 答:规程此条隐含着可以采用不等肢的异形柱截面,即L、T、+形截面的两个正交方向的肢长或肢厚可以不相等。规定此条有以下几个方面的原因: 1

28、双向正截面承截力要求。因住宅等民用建筑层高不大于3m,要满足柱肢长度与柱肢厚度之比不大于4及柱净高与柱截面肢长之比不小于3这两条要求,截面最大肢长不会大于800mm。如果,截面一个肢长为800mm,若另一肢肢长小于500mm,则柱的双偏压计算表明,该柱的两轴抵抗弯矩图是一个很扁的椭圆,即两轴的抵抗弯矩值相差很多,比“一”形柱好不了多少; 2各荷载角方向延性相差很多,为了保证其有一定的延性,即最小延性的荷载角时的延性达到抗震的要求,箍筋间距要加的很密,不是规程按轴压比确定箍筋间距的表中数值所能包含的。随着两肢肢长比的变化,箍筋间距变化很大,不易用较简单的方法表达; 3柱截面双向受剪性能较差,此已

29、在上面的条目中提到了,这里不赘述; 4因一般异形柱肢较薄(200mm或250mm),再加上肢较短(小于500mm),此柱上节点核心区过小,节点的受剪承载力可能不足。 5伸入柱内的梁纵筋锚固长度不够的25d或者30d要求。问:为什么规程中异形柱只限于肢长与肢厚比h/b4的构件? 答:经大量理论和试验研究,截面高宽比h/b4杆件为柱的特性,即杆件受压弯时其截面上应变分布符合平截面假定。当h/b>4时,由于民用住宅层高决定了柱高不是很长且其截面上剪应力分布不均匀的影响,平截面假定不再成立。因此,它已不属于柱的范围,其承截力特性还有待仔细的理论和试验研究。目前,还不具备总结出计算公式和构造要求并

30、列入规程用以指导设计的条件。问:如遇到肢长与肢厚比h/b大于4且小于5的L、T、+形截面竖向构件怎样设计较妥? 答:对于这种界于异形柱与短肢墙的构件,可采用异形柱规程和高层建筑混凝土结构技术规程JGJ-3中关于两者的正截面、斜截面、梁柱节点规定中较严的条款进行设计。问:为什么异形柱规程中未对异形柱框架剪力墙核心筒结构体系作出规定? 答:目前为止,关于异形柱框架剪力墙核心筒结构在国内大部分地区建造的较少,其强度、变形及抗震性能的理论和试验研究也很少,所以这次规程未将其列问:为什么目前设计异形柱结构要用规程编制成员开发的专用配筋软件CRSC进行? 答:异形柱的两个最为薄弱的环节是节点受剪承载力与柱

31、的延性性能,目前(2004年5月15日)一般主要用于矩形截面钢筋混凝土柱结构的设计软件对这两个环节均与规程要求相差甚远! 如PKPM系列软件TAT、SATWE一直未对异形柱梁柱节点计算其受到的剪力,而规程要求无论抗震与非抗震设计均应进行节点强度计算及配箍筋。 最近发行的新规范PKPM设计软件实用手册-1第45页的问答如下: “8 SATWE和TAT软件计算异型柱结构,有没有根据天津的异型柱规范要求柱配筋率>1%? 没有,SATWE和TAT是按普通柱配箍率处理的,要求用户在构造上人为处理。” 节点是异形柱结构的最薄弱环节,别的条目解释了,这里不赘述。 异形柱构件抗震性能差就在于其延性差,为

32、使其能达到与普通截面柱相当的延性就要通过增加箍筋约束,规程编制根据大量试验总结出规程表7.2.2的规律,即异形柱的延性与箍筋直径、箍筋间距与箍筋直径/纵筋直径比值、柱轴压比的关系,不只是配箍率一个指标,并且1%只是对轴压比小情况时的起控制(对H/b<4的柱应不小于1.2%),轴压比较大时远远不至是1%。即将异形柱当成矩形柱来计算配筋是远远不能满足规程要求的! 长期以来,很多专家对异形柱结构是否能用在抗震设防区存在疑问,据我分析是在有些人的头脑中对异形柱按普通柱进行计算和配筋其结果必然是这样的异形柱抗震性能很差。比如上世纪八十年代初,中国建筑科学研究院抗震研究所进行了一座异形柱结构抗震振动

33、台试验。当时天津异形柱规程还未出版,振动试验模型就是将异形柱按普通柱进行计算和配筋的(当然节点也未按异形柱规程要求去做)。试验结果是其抗震性能很差。如按天津规程要求去做,肯定其性能不会很差,见近年来各地做的十几个振动台试验文献。 所以讲,对异形柱结构绝对不能用普通柱设计公式去配箍筋! 异形柱结构配筋专用软件CRSC严格按照异形柱规程要求进行节点和柱箍筋配置,所以在目前其他软件在以上两关键方面远远未达规程要求的情况下,只有用CRSC软件进行配筋计算才能保证设计出的异形柱结构安全可靠,否则遭遇设防烈度地震时肯定会发生建研院抗震所振动台试验的结果。答: 轴压比限值及框架柱构造要求的修订: 近来的研究

34、表明,一般情况下L形、T形截面柱的截面延性随配筋率的提高而提高,然而在某柴荷载角情况下,由于截面几何形状的不对称性,拉压筋比例失衡,使得L形、T形截面柱的延性会随配筋率的提高而降低。此次修订中综合考虑上述情况,对L形、T形截面框架柱进行了大量的补充计算分析,并根据分析结果对原规程第7.2.2条附表的轴压比 限值进行了修订,适当调整了L形、T形截面柱的轴压比限值。对+形截面框架柱则考虑了肢高与肢厚比的影响,对其轴压比限值也做了适当调整。总的来讲,L形、T形、形截面柱的轴压比限值均比原规程有所减小,减小的幅度:L形、T形截面柱为0.05;形截面柱为0.050.1。问:对一般情况的异形柱结构为什么要

35、规定在结构的两个主轴方向及与两主轴呈45方向应分别计算水平地震作用并进行抗震验算? 答:这里的一般情况是指平面布局较为规则的异形柱结构。因L形柱截面主轴与结构主轴呈45方向,八度抗震设计时,计算发现,对于结构外缘靠近角部的L形柱,当地震作用方向与L形柱截面弱轴方向垂直时,所得的柱纵筋配筋结果取得最大值。它比对结构两主轴方向分别计算了水平地震作用所得的纵筋配筋结果要大10%40%。设防烈度较高,结构平面越小、越接近方形其角柱按地震作用方向与结构主轴方向45计算所得配筋越大。因此,规程(送审稿)做出此规定。问:为什么对不规则的异形柱结构规程(送审稿)未规定在结构的与两主轴呈45方向应分别计算水平地

36、震作用并进行抗震验算? 答:不规则的异形柱结构一般结构平面面积较大,又不接近方形,还有可能有些柱网轴线与其它柱网轴线交角大于15;且此情况规程已规定应对其进行双向水平地震同时作用计算,对后一种情况还要求对此柱网轴线方向进行水平地震作用计算,虽此柱网轴线不一定是45方向,但与其相差最大不到30。这样配筋计算结果就与按每根L形柱都进行45方向地震作用配筋计算结果相差不大了。问:为什么规程送审稿较征求意见稿对于异形柱框架结构的房屋最大适用高度有了较大幅度的降低? 答:经过针对八度抗震设防设计的六层异形柱结构振动台试验与框架节点承载力计算公式计算比较,发现上述公式计算结果与试验结果较为吻合。按上述公式

37、计算,该六层结构下面三层大部分梁柱节点不满足截面尺寸限制条件;振动台试验的结果也是这些层的梁柱节点大部分发生不同程度损坏(虽还不至于引起整体结构的立即倒塌),而未发现其它层的梁柱节点有损坏现象。以上验证了计算公式的准确性和CRSC计算软件的可靠性。用此公式和软件对大量工程计算发现原异形柱框架结构的房屋最大适用高度有些偏高,故对此进行了的调整,特别是高烈度设防区的调整幅度较大,八度设防由最高为六层降低为最高四层。所以给出最高限值是针对目前大多数结构设计软件都不会或不计算异形柱框架节点受剪承载力,造成很大的安全隐患。问:异形柱截面上什么位置的纵筋是受力纵筋? 答:异形柱截面上受力纵筋的位置如下图所

38、示。试验和模拟计算表明这些位置上的纵筋均发挥较大的作用,特别是当轴压较大时处于各肢内折角处的纵筋的作用不容忽视,一定要作为受力筋处理。问:为什么要规定“异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm”? 答:类似于贯穿节点的梁纵筋,当节点的非弹性变形较大时,贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧,甚至出现“拉风箱”、即沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏、现象发生。为保证其粘结应为不致过大,避免上述现象出现,规定梁的高度、即节点高度不能太小。 我国钢筋混凝土规范11.6.7.1条款规定对一、二级抗震等级,梁内贯穿中柱的纵向钢筋不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20。对柱的纵筋未提要求,看来是该规

39、范的一个欠缺,因根据剪力平衡,节点横、竖向的剪力是相等的,对竖向、即沿柱纵筋方向不提要求是个欠缺。 美国混凝土学会节点委员会要求对抗震设计的节点高度不小于20倍柱纵筋直径(美国不分抗震等级)。新西兰有比美国更严格的规定。 异形柱规程假定柱纵筋直径20mm,按20倍柱纵筋直径取,即规定抗震设计的异形柱框架梁最小高度为400mm。非抗震设计有所放松。 异形柱结构框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件,希望设计人员务必遵守此条规定。问:送审初稿为什么规定二级抗震等级的异形柱弯矩增大系数比混凝土规范对矩形柱弯矩增大系数要大? 答:根据重庆大学白绍良老师等近年来用自编的和国外的非线性动力反

40、应分析程序(杆系单分量模型的平面结构体系和“伪三维”结构体系)计算分析修订前后规范“强柱弱梁”措施的有效性的主要结论:一级抗震等级的措施比较有效,能保证一般矩形柱或圆形柱在罕遇地震下的塑性变形不超过其其塑性变形(延性)能力。二级抗震等级因柱弯矩增强系数只有1.2,而实际上因梁跨中下部钢筋伸入支座和节点左、右梁上部钢筋拉通等原因,这个1.2的系数不能保证柱端出现塑性铰后的塑性转动在大震下不超过其延性能力,因此,从保证抗震性能来看远不如一级抗震。虽然新混凝土规范将系数从1.1提到1.2,并没有完全消除这一问题。因此白绍良老师建议二级抗震等级的系数至少应提到1.3。所以,这些制定规程采纳了白老师的建

41、议,二级抗震等级异形柱弯矩增大系数取为1.3。问:为什么异形柱规程对框架梁的梁端纵向受拉钢筋百分率与混凝土规范的要求不同? 答:异形柱规程对框架梁的梁端纵向受拉钢筋百分率的要求见规程7.3.5条及其表7.3.5。在地震作用组合内力作用下,梁支座处纵向钢筋有可能在节点一侧受拉,另一侧受压,对于异形柱框架梁柱节点更易引起纵向钢筋在节点核心区的锚固破坏。为保证梁支座截面有足够的延性,设计时不考虑纵向钢筋的受压作用。为此,对二、三级抗震等级的框架梁可根据单筋梁满足x0.35h0的条件来确定梁纵向受拉钢筋最大配筋率。这比混凝土结构设计规范GB50010的规定要严。1、我不知是否有人这样做过,但从Z形柱不

42、多的试验结果的力学分析,Z形柱会沿中心线裂开(力较大时),裂开后相当于两个L形柱,如Z形柱不多,大震下不会因此整个房屋就倒塌。如Z形柱尺寸较大就按短肢墙,不是很大(在柱范围内)我想中间是不是素混凝土也不太要紧,不是素混凝土可能好一些,也不会造成浪费。 2、如有可能这个地方也可放矩形柱。 3、求重心或形心查下力学手册,不难的。我有PKPM2006年3月31日版本,它算出的矩形柱节点剪力与CRSC相近了(我用TAT算的一个矩形柱节点剪力过大的工程,两者差距在3%之内),但TAT还给出了节点的配箍量(截面限制条件不满足,给出配箍量,有误导的作用),但PKPM还没算异形柱节点的剪力值! 异形柱规程规定

43、的节点截面尺寸校核、配箍计算公式较为复杂,主要是它与矩形柱的差别很大,几个月内装入软件不大容易。 除了节点之外,异形柱的轴压比限值,配筋构造,内力调整系数等等与矩形柱的规定都不同(两者在某工程上的差别将在下月培训班讲义中介绍),装入软件后,还要有个调试、检测时间(自我指出其节点剪力有误算起的时间为例),所以少说近一年内还是用CRSC。另CRSC给出每个构件的抗震计算和抗震构造措施的抗震等级,直接给出钢筋根数、直径,加密区长,箍筋直径、间距配置等,别的软件只考虑计算的抗震等级,配筋时要设计人再行调,很麻烦。 PKPM迟早会完全按异形柱规程做的,这是肯定的。 到了那时,用两个不同软件(特别是不同开

44、发人开发的)计算同一工程还是有好处的。我的软件有时也会出错,有别的软件做参照对我也有大大的好处。问:规程32页倒数第5行,“当梁的截面宽度的任一侧凸出柱边不小于50mm时,该侧梁角部的纵向受力钢筋可在本柱肢纵向受力钢筋的外侧锚入节点核心区,但凸出柱边尺寸不应大于75mm(图6.3.3-1b)。且从柱肢纵向受力钢筋内侧锚入的梁上部、下部纵向受力钢筋,分别不宜小于梁上部、下部纵向受力钢筋截面面积的70%。”说明什么?怎样理解? 答:即要求下图中5号钢筋面积至少占纵向受力钢筋截面面积的70%。问:规程33页倒数第12行,“且节点处一倍梁高范围内梁的侧面应设置纵向构造钢筋并伸至柱外侧,钢筋直径不应小于

45、8 mm,间距不应大于100mm。”怎样理解?怎样做法?答:见下图中红色钢筋,类似于梁的腰筋。起外节点核心区的水平受剪箍筋的作用。图中水平方向梁也应照此作法。据我所知有的设计是这样算的,中间肢箍筋要有所加强。 另一种办法是将中间肢再加长些,使其达到短肢墙的界限之内,按短肢墙设计,这样就有了“法律(高规)”依据。问:为什么规程中的“异形柱”只限于肢厚小于300mm(L、T、+)异形柱? 答:现在建筑界所讲的“异形柱”,特点是截面肢薄,由此引起构件性能与矩形柱性能的差异。这些包括受力、变形、构造做法等一系列差异。制定规程主要是针对肢厚200、250mm的异形柱,如将肢厚等于和大于300mm的L、T

46、、+异形柱也列入其中,将会有大量篇幅是在后者上,即后者所占的篇幅要大于前者所占篇幅,这将使规程变得“失去重心”。例如:混凝土结构设计规范GB50010规定柱截面任一边的尺寸不宜小于300mm,但异形柱的(两肢)肢厚在此情况时,可服从GB50010的规定,即混凝土强度等级可到C50以上;纵筋直径可不应受不大于25mm的限制;纵筋配筋率可不受3%的限制;钢筋净保护层最小要达到30mm;与此柱相连的框架梁梁高可不受异形柱规程限制;截面肢高也不应受不小于500mm的限制、因GB50010规定300mm300mm截面的柱可做,我做了一400mm400mm只是去掉了100mm100mm的一个角的柱,按异形

47、柱规程(肢长不得小于500mm)就不让做了,等等。如将肢厚小于300mm(L、T、+)异形柱也列入规程,则以上所列的这些都要在规程中做出规定,而这些在GB50010中已有规定,占了篇幅,还没有新的东西,让设计人员两本标准都要看,不知要浪费多少人的多少时间。 肢厚大于300的异形柱可不受配筋率3%的限制,可以服从混凝土设计规范的规定,是不是意味着柱子中的钢筋此时可以不是构造配筋,可以参与受力,那么此种情况下,框架异形柱的最大适用高度能否有所提高呢?抗震等级的高度分界是不是可以再提高呢!如果能提高的话,可以最多提高多少呢? 如:一六度区二类场地,28米的住宅,70%(15根)的柱子采用矩形柱,只有30%(6根)的柱子采用异形住,并且这30%的柱子位于整幢建筑的一角(有2根角柱,3根边柱),按异形柱规程,是不能采用框架异形柱结构,如果肢厚等于300,能不能采用呢! 另:如果一框架结构大部分采用矩形柱,个别采用异形柱(位于结构内部或者结构边缘),该怎样界定其结构形式呢?适用高度有无变化!肢厚大于300的异形柱可不受配筋率3%的限制,可以服从混凝土设计规范的规定,是不是意味着柱子中的钢筋此时可以不是构造配筋,可以参与受力,那么此种情况下,框架异形柱的最大适用高度能否有所提高呢?抗震等级的高度分界是不是可以再提高呢!如果能提高的话,可以最多提高多少呢?

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