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文檔簡介
1、結構專業(yè)主耍從以下幾方面考慮廿省成本o一. 基礎型式的確定基礎塑式的確定直接關系到建筑的造價和施工的周期。因此,基礎型式的確定至關重要。-般的,如地質條件允許采用夭然地基要優(yōu)于 采用樁基,否則應采用人工地基,即樁基,目前長祥地區(qū)樁基采川預制方樁或掙壓管樁較為普遍,這兩種樁質蚩可靠,施工速度較快, 但造價較高,我們建議町根抑;工程的實際地質悄況能否采用拔體樁或趙流態(tài)樁,這兩種樁施工速度稍慢些,但造價較低,大面積使用對 取得良好的經(jīng)濟效益。二. 上部結構型式的確定上部結構型式的確定直接關系到工程的造價、施匚的周期、使用的合理等,至關重耍.耍根據(jù)實際情況經(jīng)過簡單的計算而定,兒種方案 可供工程的參考:
2、1 短肢剪力墻結構:該結構抗震性好,使用合理,但造價較高,施工周期略長。2異形柱結構:該結構造價較低,使用合理,但抗隈性差,施工略復雜,且窩度受限制不宜大于21米。3框架剪力墻結構:(框架柱為異形柱)該結構造價相對短肢剪力墻要低,使用合理,但剪力墻布置受限,應視建筑方案確定能否實現(xiàn)。三. 具體細節(jié)問題在大方案確定后,具體設計中有一些細節(jié)間題很重耍,提出以下幾類供參考:1. 結構設計中的位移角的控制。該值在滿足規(guī)范要求的前提下也有一個經(jīng)濟數(shù)值,要視具體工程在實際計算中調整方案達到經(jīng)濟值。2. 荷載取值的問題。確定荷載是結構計算的前捉,該項工作要根據(jù)具體惜況粽細確定,如哋熱'荷載,若簡單的
3、按100mm或8()mm 厚粗砂確定就沒明顯偏大,適當考慮地熱管占據(jù)的空間就可達到減少荷載()508kn/m2。3 標準圖選用的問題。設計中經(jīng)常用到標準圖.國家標準圖是泛圖,應用面較寬,具體設計時應視實際情況可適當修改.如省標地 溝蓋板.通車的蓋板厚140mm且配筋較大.這種蓋板是按后軸亟70kn設計,而居住小區(qū)車庫中停放的車大部分是小車,整體車重也達 不到70kn,因此應對此種蓋板修改,不應泛泛地采用。4.樓板配筋的問題。樓板配筋習慣做法采川i級鋼,可根據(jù)具體實際采用冷軋帶肋或iii級鋼代橋,達到節(jié)省投資的忖的。本建筑設電梯,電梯部位為剪力墻,柱子這樣布置形成空間結構,不知道這樣布寬在審圖時
4、會不會有麻煩?8層住宅.并型柱結構,柱子這樣布置町以嗎?2400b“.4:el4002wu4匸co8cooco100i200400boo3pi匸訂cd柱網(wǎng)拉通的少點,尤其是x向。異形柱截面太小。矩形柱結構柱網(wǎng)都宜對齊拉通.異形柱性能不如矩形柱,異形柱結構更是耍對齊拉通。不知你結構的抗震竽級,當做菲抗震的,異形柱規(guī)橋規(guī)定異形柱截面肢長最小要500mm,從圖上看柱肢長偏小了。梵它構造措施要求見異形柱規(guī)程。最下而那排柱子的兩邊邊柱y向肢長可以做長些,使得從下往上數(shù)第二排框架梁(x向)可以支承在柱上。11層住宅樓做剪力墻結構還足異熨柱結構還足枇剪結構經(jīng)濟?1 從結構體系上選擇有:剪力墻(長墻肢)、短肢
5、剪力墻、異型柱.配筋墻體剪力墻結構。2從滿足功能角度,上述體系均可滿扯。3從構造要求上,區(qū)別相對較大矩肢剪力墻與異型柱兩種結構要求配置定數(shù)量長肢剪力墻,且滿足傾覆力矩百分比大于50%的要求, 短肢剪力墻與異型柱的軸壓比控制較嚴格,配筋率比較大,而純剪力墻結構(肢長與燜厚比大于8)相比之下.構造要求較低,尤其是配 筋方面。4.從實際工程比較來統(tǒng)計分析,短肢勇力墻與異型柱結構含鋼雖比剪力墻結構高些,適價偏高。5剪力墻結構在布遼墻肢時,不耍肢氏與墻厚比剛好大于&應根據(jù)建筑布局來調榕肢的長短,注重整體概念。6.祀筋墻體剪力墻結構實際應用比較少,施工圖審查時遇到過這種結構,構造詳見砌體結構設計規(guī)
6、范,經(jīng)濟上未做過統(tǒng)計,估計遺價不 會高,但施工操作復雜。我們設計院的總工說做異型柱結構比做純剪力墻結構經(jīng)濟,我感覺異型柱不經(jīng)濟,異型柱各種構造要求比較嚴配筋比較大,純剪力墻 結構11層基本上是構造配筋。不知是否這樣?最好做成剪力墻結構,簾厚200,犬部分墻肢長度1800左右.邊褊可設置剛度較大的聯(lián)肢墻抗扭,構造邊緣構件及墻身均為構適配筋, 梁配筋也會很小。如果建貌平面比較規(guī)則,地上部分川鋼址可以控制在42kg左右據(jù)我院經(jīng)驗,六度區(qū),十一做異形柱框剪結構比較經(jīng)濟,用鋼量可控制在40kg左右。做剪力墻結構也可以,差不了太多。如果純?yōu)榱藴p用鋼量,就減少豎向構件可能比較好。最近碰到i系列關于短肢剪力墻
7、與異形柱的訶題.現(xiàn)與孑位同仁討論。1、框架剪力墻以及異形柱框架剪力煙中的明力墻是否可以采用短肢明力覽?如果可以是否應該控制柱(異形柱)加短肢墻在底部的傾 頻彎矩比不大于50%?我的觀點是可以川但要盡魚少,同時50%的傾覆彎矩比一定要滿足。2、現(xiàn)在的pkpm2008版中好像對于短肢明力墻的認定又改回到了原來的按兩個方向肢長分別認定了,這樣帶來的問題就是采用框架-剪力 墻結構(特別足在多、島層住宅中)特別容易導致柱(異形柱)加短肢墻在底部的傾覆彎矩比大于50忌如何處理?這個問題足我主要想 諸大家討論的,我覺得從概念上來講并且出于安全考虎可以不允許這樣的結構出現(xiàn)。但從另一個勿度上來講,難道另一個方向
8、的長肢就 對這個方向的短肢一點都沒有作用?是否可以考慮略微超過50駡呢?3. 關于“建筑抗震設計規(guī)范”的第6. 4. 9條,我想問的是此條到底是針對獨立的小墻肢(相對于高規(guī)的7. 2.5條)還是針對所有肢長小 于3倍墻厚的墳肢(i形墻肢的短肢)。如果是后者,那么假設我將l形墻肢改成一字形墻肢,在搭梁的地方只要做個暗柱就可以了而且 不要遵守抗規(guī)6. 4.9條,其實這樣做結構的安全性還不如做個短墻肢(肢長小于3倍墻厚)同時也不遵守抗規(guī)6. 4. 9條來的好??? !4. 對于混凝土規(guī)范117. 17條大家怎么理解?好像現(xiàn)在很命工程都做不到在剪力墻的端部設置端柱的!5. 關于框架-剪力墻結構中剪力端厚
9、度取值的問題"抗規(guī)6.5. 1條要求在底部加強區(qū)不小于層高的1/16,而在高規(guī)& 2. 2條中僅対于一、二級剪力墻的底部加強區(qū)規(guī)定了不小于層高的1/16,其它悄況可以用到1/20,這不是完全和抗規(guī)651 條沖突了嗎?同時鬲規(guī)822條是針對帶邊框的剪力墻的構造要求,那這是不是意味著不帶邊框柱的剪力堆不能做呢?(此問.題同第4 個問題)6、假設不帶邊框柱的剪力墻可以在框架剪力增結構中使用(應該是不用假設了,肯定能用的),那個在高規(guī)中是不是應該根據(jù)&11 條來確定剪力墻的厚度如果是的話我覺得和8. 2. 2條乂有沖突了 !首先根據(jù)8. 2. 2條帶邊框的剪力墻最小做到1/2
10、0.而在7. 2. 2條中剪 力墻垠小可以做到1/25,難道說帶了邊框柱的剪力墻其抗震性能還不如不帶邊框柱的剪力墻?說了這么多,我自己也有點把自己繞舉了,希里各位同仁能替我好好分析分析,我們共同討論進步。如果能指出我的錯謀,更將不勝感 激!謝謝樓上的回答。逐條和您探討一下:j同恵您的說法確實應該允許大于50紀因為在上海的高層規(guī)程中早就含有了異形柱-短肢剪力 墻結構,因此只耍構造描施保證,同時按規(guī)范要求確定結構的抗震等級.應該允許我所列出的結構的存在。2.如果我的墻邊都沒有連梁(僅為1形剪力墻)應當如何認定?我的觀點是應該可以放松,但不知逍是否有量化依據(jù)。3、此條根據(jù)我的反巫考慮,同愆您的說法。
11、 因為i.形墻的短肢若長度小于3倍墻厚的話還應當按一字形堆考慮。心看來是規(guī)范也認識到了自己的局限性了。5、偏于安全從嚴取當 然沒有問題,關鍵址高規(guī)為何可以突破抗規(guī),是否可以認為此條是高規(guī)的錯謀呢? 6.仔細考慮了,應該這樣來看,框架-剪力墻中的墻 體垂要性比剪力墻結構中的大(前者的墻相對于后者偏少),因此對它的構造耍求應該更離,所以規(guī)范的耍求還是正確的。7.補充一點. 新的高規(guī)征求總見禍中已經(jīng)1r消了對墻厚度取值的構造要求,統(tǒng)一按照穩(wěn)定的要求來計算墻母在概念上足完全正確的.當然我們仍然 可以根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范來?。ㄒ?guī)范也是這樣建議的)。異形柱的經(jīng)濟髙度你是要比較層數(shù)少對異形柱結構的經(jīng)濟性影響因異形
12、柱房屋總層數(shù)不多,在這有限層數(shù)內,層數(shù)越命越經(jīng)濟.更多的因索是要考廢是否放電梯,超過十層要有防火通道的要求,即要么少建一層,不設電梯或防火通道,要么名建兒層,將電梯.防火通道的費川分擔f去.異形柱艮用于7層的多層住宅,每平方的配筋雖多少合適?造價多少?當然各地區(qū)不一樣。最近做了個工程.7層異形柱住宅,用鋼雖 47kg/m2.開發(fā)商不同熱 耍求降到40,他說和施匸單位訂合同590元九2,配筋高了施匚單位不干了。異形柱結構的配筋量要比普通柱結構的大,因其柱截面拐角影,毎個角上要放縱向受力鋼筋,配筋率要求比普通柱耍人,掘筋用量也大 本人做的一 12層異形柱框架一剪力墻結構,6度區(qū),鋼筋含§
13、 42kg/m2 (含基礎),基礎為墩基??晒﹨⒖籍愋沃Y構-般用于居住建筑,柱的壁厚一般與墻體相同一壁厚較薄,當建筑的層數(shù)較少且無地下室時,如果不作處理.處于地下部分 的異形柱的混凝土保護層厚度很難滿足混凝土規(guī)范耍求,并且柱與基礎連接處的局部承壓和配筋構造也會產生何題:這是異形柱規(guī)程的 遺漏,應該對此有所交代。保護層厚度是強制性條文,待別注意不是一類(室內環(huán)境時,不論是什么截面構件要遵守國家標強。地f室推薦采用矩形或肢加厚的 “異形柱”(“”表異形柱規(guī)程所講的異形柱。埋入土中的部分可轉為矩形,構造按基礎規(guī)范如果保持截面往下走的話,就需要適當加大截面,規(guī)程可以做一些補充規(guī)定,計算和構造上 的.
14、異型柱基礎問題最近也作了個異形柱的工程,也遇到了異形柱基礎的問題,請教了院里的老工程師,說:可以在基礎頂加一柱墩處理,柱墩與異形柱的 線剛度比滿足柱墩嵌固異形柱即可。我們院好多工程這么處理的,柱墩形心與異形柱形心稍偏點關系不大.但要盡蚩重合。問了下先生,答復是樁上建樂臺.承臺下視土的樂載力可有單樁,或三樁。樁(單或三樁的形心與異形柱形心垂合。如果是天然基礎,可以把基礎形狀作成i八t等與異型柱-樣形狀,這樣異形柱形心與基礎形心容易逍合;如果是樁基,可以沿柱肢方向 布樁,使得承臺保證柱型心和樁形心重合。,,一”字型的柱能用于異形柱結構嗎?極少數(shù)個別柱還可,但只用于單向受彎(500長方向有梁,250
15、方向無梁,或此方向梁為較接,計算時按剛接,實際上做不到剛接,即 很難作為框架柱。斜向受剪也很差。規(guī)程沒列入,這里也只是我個人意見.不代表規(guī)程編制組意見。連載異形柱結構設計礙難釋義詢言<鋼筋混凝土異形柱結構技術規(guī)程&吐;征求意見稿已發(fā)布。為配合廣大設計人員學習規(guī)程、使川規(guī)程的希要,本人擬編寫<異形柱 結構設計疑難釋義>文字材料歡迎決者提意見與建議。異形柱結構設計疑難釋義本人有幸參加了規(guī)程編制工作,親身聆聽了觀程編制組各位專家的直知卓見,讓我長了見識與才干,本文字材料中正確的觀點就是以上 專家的觀點反映,在這里也向孑位專家表示感謝:至于本文字材料中
16、有缺陷、甚至錯誤的觀點則是因本人才曲學淺造成,完全山本人負 責,并諸讀者不吝賜教。問:“一”形柱為什么規(guī)程中未采用? 答:“一”形柱截面兩主軸方向抗彎能力相差甚大。不論是在風荷載作川下還是在地震作用下結構中的柱一般都是受到兩個方向的彎矩 同時作用,其受力后的表現(xiàn)可想而知,以上是正截面承載力方而。“一”形柱在雙向剪力作用下性能也不好,lll<混凝土結構設計規(guī) 范&gi;gb30010柱雙向受唧承載力計算公式可見,柱截面和鄰兩邊長相差越軌其斜向受剪承載力越低。如沿“一”形柱短邊方向有梁與 其相連,則此梁柱節(jié)點的核心區(qū)面積只有柱厚乘梁寬這一點點,顯然承受不了它受到的節(jié)點剪力。2
17、000年前中國建筑科學研究院抗農所做了 “高層建筑短肢剪力墻結構振動臺試驗研究給(見&11;建筑科學>:2000年1期12-16頁程紹 革、陳善陽.劉經(jīng)偉的文章)項目。試驗結果為:“堿壞最嚴重的墻肢足底層“一'字形的小墻肢”。注:按文中所附圖中小墻肢的長寬 比例可其墻肢長/墻肢厚z比很?。?amp;lt;4),屈于柱的范國。該文結論之一是:“短肢墻應在兩個方向均有連接,避免采用孤立的“一' 字形墻肢?!边@也可看為是對前面分析的試驗驗證。所以異形柱規(guī)程未將“一”形柱列入。問:規(guī)程為什么未將z形柱列入?答:z形截面柱與“ 一”形截面柱類似,即兩主軸方向抗彎能力相
18、差甚大,如圖示。其正截面受彎及雙向受剪性能可參見“一”形截面柱 的解釋。僅有的z形柱試驗是李杰等人做的沿z形中間肢作用彎矩和剪力的試驗,結果是在此肢中間沿柱長方向出現(xiàn)較大的裂縫。i般悄況即斜 向受力現(xiàn)無試驗研究。多數(shù)悄況f是z形的上下兩水平肢受與其方向一致的力,即由兩根梁傳來的拉力或壓力這只有通過中間肢的受 扭來傳遞,后果只能是中間肢的斷裂!節(jié)點受剪性能到底如何?這些都沒有試驗結果可以借鑒。鋼筋混凝土結構是復雜的非線性復合材 料結構,目前還離不開試驗.在無大最試驗背景下就提出計算公式并列入規(guī)程描導設計,顯然是太草率了!問:目前工程中遇到z形柱怎樣設計計算較好?答:工程中經(jīng)常遇到需要做z形柱的惜
19、況,在設計計算時較好的方法是在pmcad輸入時將具按兩個l形柱來輸入并進行內力及配筋計 算。因為z形柱受力較大時易在中間肢劈開,劈開后(極限狀態(tài))英受力接近于兩個l形柱,按兩個l形柱處理較為合適。如按兩個等 丿技的l形柱輸入時,中間肢較矩時會有大邵分塑肴也可。此時兩l形柱間的梁會因剛度太大而超筋,也不必管,因實際上無此梁,只是 有限元計算時必須兩柱間有聯(lián)系需要有此梁cl«j:為什么規(guī)程中的“異形柱”只限于肢厚小于300mm (l. t. +)異形柱?答:現(xiàn)在鎚筑界所講的“異形柱”,特點是截面肢薄,由此引起構件性能與矩形柱性能的差異。這些包括受力、變形、構造做法等一系 列差異。制定規(guī)程
20、主要是針對肢厚200. 250mm的異形柱,如將肢厚等于和大于300mm的l. t、十異形柱也列入其中,將會有大量篇幅是 在后者上,即后者所占的篇幅要大于前者所占篇幅,這洛使規(guī)程變得“失去重心”。例如:混凝土結構設計規(guī)范gb50010規(guī)定柱截面 任-邊的尺寸不宜小于300mm,但異形柱的(兩肢)肢厚在此悄況時,可服從gb50010的規(guī)定,即混凝土強度等級可到c50以上:縱筋直 徑可不應受不人于25mm的限制;縱筋配筋率可不受:氓的限制:鋼筋凈保護層報小要達到30mm;與此柱相連的框架梁梁髙可不受異形柱 規(guī)程限制:截面肢高也不應受不小于500mm的限制.因gb50010規(guī)定300mmx300mm
21、祓面的柱可做,我做了一 400mmx400mm只是去抻了 100mmx 100mm的一個角的柱,按異形柱規(guī)程(肢長不得小于500mm)就不讓做了.等等。如將肢厚小于300mm (l、t、+)異形柱也列入 規(guī)程,則以上所列的這些都耍在規(guī)程中做出規(guī)定,而這些在gb50010中已有規(guī)定,占了篇幅,還沒有新的東西,讓設計人員兩本標準都 ???,不知要浪費名少人的名少時間。問:為什么要限制界形柱的混凝土強度等級不小于c25和不大于c30?答:異形柱截面尺寸薄,混凝土強度等級小于c25的話可能達不到其與鋼筋之間保證粘結的要求。強度等級為c50以上的異形柱構件及 結構科學研究相對較少,還不足以行成編制觀程條文
22、的基礎,所以這次規(guī)程未列入。遼寧開發(fā)的異形柱計算軟件,在建筑結構200彳第3期上有介紹,誰有其中的算例的基本數(shù)據(jù)?山于該軟件不施計算節(jié)點強度(上文 中未提有此功能),但遼寧地方規(guī)程中規(guī)定三級抗震界形柱梁柱節(jié)點要算,如耍算的話,估計該篦例的很多節(jié)點足不滿足要求的。若不 信,可拿crsc算一下該算例試試。問:為什么不對異形截面柱握出雙向受剪截而尺寸及承我力的要求?答:試驗表明,矩形截面鋼筋混凝土柱在斜向水平荷載作用下,其受剪承載力大致服從橢園規(guī)律(圖1)。橢圓的主次軸在x. y坐標軸 上。如將斜向作用剪力沿x、y軸方向分解而分別按孑自方向驗算截面尺寸及計算配筋的話,其結果是設計出的構件受剪承載力偏
23、小了, 即在圖形上看,斜向剪力作用點處于承載力橢圓圖形的外邊(圖1)。所以,設計計算時耍先將剪力沿x、y方向的兩個分力分別擴大, 然后再按x、y向分別配筋,才能達到斜向承載力大于作川力的效果,這就是混凝土結構設計規(guī)范> gb50010的作法。l、t、+形截面柱有斜向水平荷載作用下,其受剪承載力的平面圖形為梅花狀(圖2,在各象限圖形是凸的。在斜向剪力作用下,如果 按x. y兩個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 向分別進行設計。圖2是等肢(即兩肢長度.寬度相同)異形截面柱受剪承載力圖形,不等肢時,該圖形的凸出程度要
24、差一些,兩肢長 度相差越大.凸出程丿芟越差,一形柱就是個扁橢圓。所以,這也是規(guī)程規(guī)定異形柱裁面任一肢肢長不得小于500mm的一個原因。間:為什么對異形柱設計可以不川剪跨比入>(或q2而用柱凈高與柱截面寬z比>;(或s)4來判別短柱與否并提出不同的承拔力要求?答:因規(guī)程適用范田為住宅等民用建筑,這類建筑荷載較小,柱剛度相對于梁剛度來講不是是很大,較少會象公用及工業(yè)廠房中由于柱 較榊的而發(fā)生的柱上反彎點躍層的現(xiàn)縱 即毎樓層內均有反彎點出現(xiàn)。如沿用混凝土結構設汁規(guī)范gb50010ji1剪跨比入來判別的作 法,將對多達三、四十種內力組合工況進行彎矩剪力的計算及判別,這三、e十
25、種工況中有種入s2就應按短柱的要求來計篦和配筋。 再者,不規(guī)定用柱凈高與柱截面寬之比來判別是否短柱,初步設計時將設計人員將無法知道自己設計出的柱是否是短柱,而這點對結構 抗靈性能和房屋造價彫響很大,因如是短柱則比非短柱的箍筋用量大大增加。問:規(guī)程限制界形柱截面#肢長不小于500mm的原因何在?答:規(guī)程此條隱含著可以采用不等肢的異形柱截面,即l、t、+形截面的兩個正交方向的肢長或肢厚可以不和等。規(guī)定此條有以下兒個 方面的原因:1雙向止截面承截力要求。因住宅等民川建筑層高不大于3m,要滿足柱肢長度與柱肢厚度之比不大于4及柱凈高與柱截面肢長之比不小 于3這兩條要求,截面嚴大肢長不會大于800m如果,
26、截面一個肢長為800mm.若另一肢肢長小于500mm,則柱的雙偏壓計算表明, 該柱的兩軸抵抗彎矩圖是一個很扁的橢闘,即兩軸的抵抗彎矩值相差很多,比“一”形柱好不了多少:2各荷栽角方向延性相差很多,為了保證31:有一定的延性即最小延性的荷戦角時的延性達到抗震的耍求,箍筋間距耍加的很密,不是規(guī) 程按軸壓比確定箍筋間距的表中數(shù)值所能包含的。隨肴兩肢肢長比的變化,籤筋間距變化很大,不易川較簡單的方法表達:3柱截面雙向受剪性能較差,此已在上面的條目中提到了,這里不贅述;4因一般異形柱肢較?。?00mm或250mm),再加上肢較短(小于500mm),此柱上節(jié)點核心區(qū)過小,節(jié)點的受剪承載力可能不足。5伸入柱
27、內的梁縱筋錨固長度不夠的25d或者30d要求。問:為什么規(guī)程中異形柱只限于肢長與肢厚比h/b<4的構件?答:經(jīng)大量理論和試驗研究,截面高寬比h/bs4桿件為柱的特性,即桿件受壓彎時其截面上應變分布符介平截而假定。當h/b>4時, 由于民用住宅層關決定了柱高不是很長且其截面上剪應力分布不均勻的影響,平截面假定不再成立。因此,它已不屬于柱的范圍,其承 截力持性還有待仔細的理論和試驗研究。目前,還不具備總結出計算公式和構造耍求并列入規(guī)程用以指導設計的條件。問:如遇到肢長與肢厚比h/b大于4且小于5的l.+形截面豎向構件怎樣設計較妥?答:對于這種界于異形柱與短肢墻的構件,可采川異形
28、柱規(guī)程和高層建筑混凝土結構技術規(guī)程jgj-3中關于兩者的正截而、斜截面、梁 柱節(jié)點規(guī)定中較嚴的條款進行設計。問:為什么界形柱規(guī)程中未對異形柱框架一剪力墻核心筒結構體系作出規(guī)定?答:目前為吐 關于異形柱框架一剪力墻核心筒結構在國內大部分地區(qū)建造的較少,其強度變形及抗艇性能的理論和試驗研究也很少. 所以這次規(guī)程未將其列問:為什么目前設計異形柱結構耍用觀程編制成員開發(fā)的專用配筋軟件crsc進行?答:異形柱的兩個最為薄丙的壞節(jié)是節(jié)點受剪承載力與柱的延性性能,目前(2004年5月15 ei)一般主要用于矩形截面鋼筋混濮土柱 結構的設計軟件対這兩個環(huán)節(jié)均與規(guī)程要求相差甚遠!如pkpm系列軟件tat、sat
29、we 直未對異形柱梁柱節(jié)點計算英受到的剪力,而規(guī)程要求無論抗震與非抗震設汁均應進行節(jié)點強度計篦 及配篩筋。垠近發(fā)行的新規(guī)范pkpm設計軟件實用手hid -1第45頁的問答如下:*8 satwe和tat軟件計算異型柱結構.有沒有根據(jù)犬津的界型柱規(guī)范耍求柱配筋率沒有,satwe和tat是按普通柱配掘率處理的.耍求用戶在構造上人為處理。m節(jié)點是異形柱結構的最淋弱環(huán)節(jié),別的條目解釋了,這里不贅述。異形柱構件抗震性能差就在于其延性差,為使其能達到與普通截面柱相當?shù)难有跃退Mㄟ^增加篩筋約束,規(guī)程編制根據(jù)大戢試驗總結出 規(guī)程衣7.2.2的規(guī)律即異形柱的延性與養(yǎng)筋直徑.讎筋間距與箍筋直徑/縱筋直徑比值.柱軸壓
30、比的關系,不只是配箍率一個指標,并 且1%只是對軸壓比小悄況時的起控制(對h/b<;4的柱應不小于1.2%),細壓比較大時遠遠不至是1%。h卩將異形柱當成矩形柱來計 算配筋是遠遠不能滿足規(guī)程要求的!長期以來,很命專家對界形柱結構是否能用在抗確設防區(qū)存在疑問,據(jù)我分析是在有些人的頭腦中對異形柱按普通柱進行計算和配筋其 結果必然是這樣的異形柱抗震性能很差。比如上|比紀八十年代初,中國建筑科學研究院抗窓研究所進行了一座異形柱結構抗震振動臺試 驗。當時天津異形柱規(guī)程還未出版,振動試驗模型就是將異形柱按普通柱進行計舜和配筋的(當然節(jié)點也未按異形柱規(guī)程要求去做° 試驗結果足其抗震性能
31、很差如按天津規(guī)程要求去做,肯定其性能不會很差,見近年來各地做的十兒個振動臺試驗文獻。所以講,對異形柱結構絕對不能用普通柱設計公式去配箝筋!異形柱結構配筋專用軟件crsc嚴格按照異形柱規(guī)程契求進行節(jié)點和柱箍筋配遜,所以在目前具他軟件在以上兩關鍵方mi遠遠未達規(guī)程 耍求的情況卜,只有用crsc軟件進行配筋計篦才能保i正設計出的異形柱結構安全可靠,否則逍遇設防烈度地震時肯定會發(fā)生建研院抗 震所扳動臺試驗的結果。答:軸壓比限值及框架柱構造要求的修訂:近來的研究表明.-般情況下l形.t形訊而柱的截面延性隨配筋率的提商而提高,然而在某柴荷拔角情況下,由于截面幾何形狀的不對 稱性,拉壓筋比例失衞.使得l形.
32、t形祓面柱的延性會隨配筋率的提窩而降低。此次修訂中綜合考慮上述悄況,對l形.t形mlfilftn架 柱進行了大雖的補充計算分析,并根據(jù)分析結果對原規(guī)程第7.2.2條附表的軸壓比限值進行了修訂,適當調整了 l形、t形截面柱 的軸壓比限值對+形截面框架柱則考彪了肢高與肢厚比的彫響.對其軸壓比限值也做了適當調整??偟膩碇v,l形、t形、+形截面柱 的軸壓比限值均比原規(guī)程有所減小,減小的幅度:l形、t形截面柱為0.05; +形截面柱為0.05-0.1o問:對一般悄況的異形柱結構為什么要規(guī)定在結構的兩個主軸方向及與兩主軸呈45。方向應分別計算水平地礎作用并進行抗震驗算?答:這里的一般情況是指平面布局較為規(guī)
33、則的異形柱結構。因l形柱截面主軸與結構主軸呈45。方向,八度抗籐設計時,計算發(fā)現(xiàn),對于 結構外緣靠近和部的l形柱,當?shù)氐A作用方向與l形柱截面弱軸方向垂直時,所得的柱縱筋配筋結果取得最大值。它比對結構兩主軸方 向分別計算了水平地震作用所得的縱筋配筋結果嬰大10%-40%.設防烈度較編 結構平面越小、越接近方形其角柱按地諜作用方向與 結構主軸方向45。計算所得配筋越大。因此,規(guī)程(送審稿)做出此規(guī)定。問:為什么對不規(guī)則的界形柱結構規(guī)程(送審稿)未規(guī)定在結構的與兩上軸呈45。方向應分別計算水平地震作用并進行抗震驗篦?答:不規(guī)則的異形柱結構-般結構平面面枳較大,又不接近方形,還有可能有些柱網(wǎng)軸線與其它
34、柱網(wǎng)軸線交角大于15°: n此悄況規(guī)程已 規(guī)定應對其進行雙向水平地震同時作用計算,對后一種悄況還要求對此柱網(wǎng)軸線方向進行水平地震作用計算,雖此柱網(wǎng)軸線不一定足45。 方向.但與其相差鍛大不到30%這樣配筋計算結果就與按每根l形柱都進行45。方向地戲作用配筋計算結果相差不大了。問:為什么規(guī)程送審稿較征求意見稿對于異形柱框架結構的房屋最大適用高度有了較大帕度的降低?答:經(jīng)過針對八度抗震設防設計的六層異形柱結構振動臺試驗與柜架節(jié)點朋載力計算公式計算比較,發(fā)現(xiàn)上述公式計算結果與試驗結果 較為吻合。按上述公式計篦,該六層結構下面三層大部分梁柱節(jié)點不滿足截面尺寸限制條件:振動臺試驗的結果也足這些
35、層的梁柱節(jié)點 大部分發(fā)生不同程度損壞(雖還不至于引尼幣體結構的立即倒塌),而未發(fā)現(xiàn)其它層的梁柱節(jié)點有損壞現(xiàn)象。以上驗證了計算公式的號 確性和crsc訃算軟件的町靠性。用此公式和軟件対大盤工程計篦發(fā)現(xiàn)原異形柱框架結構的房屋最大適川疏度有些偏高,故対此進行了的調整,持別是為烈度設防區(qū)的訓整晰度較人,八度設防由城高為六層降低為址高四層。所以給出址高限值是針對目前大多數(shù)結構設計 軟件都不會或不計算異形柱框架節(jié)點受剪承拔力.造成很大的安全隱患。間:異形柱截面上什么位邊的縱筋是受力縱筋?答:異形柱截面上受力縱筋的位置如下圖所示.試驗和模擬計算表明這些位'起上的縱筋均發(fā)揮較大的作用,持別是當軸壓較大
36、時處于孑 肢內折角處的縱筋的作用不容忽視.一定耍作為受力筋處理。其余未標注的均為受力縱筋,包括內外折角處的縱筋|nj:為什么耍規(guī)定叭杲形柱結構框架梁截血腳芟抗喪沒計時不應小于400mm”?答:類似于貫穿節(jié)點的梁縱筋,當節(jié)點的罪彈性變形較大時,貫穿節(jié)點的柱縱向傑筋粘結退化與滑移加劇,甚至出現(xiàn)“拉風箱"、即沿節(jié)點 區(qū)柱縱向鋼筋全長粘結破壞.現(xiàn)彖發(fā)生。為保證英粘結應為不致過大,邀免上述現(xiàn)探出現(xiàn),規(guī)定梁的高度、即節(jié)點高度不能太小。我國鋼筋混凝土規(guī)范11.6.7.1條款規(guī)定對一、二級抗震等級,梁內貫穿中柱的縱向鋼筋不宜大于柱在該方向截而尺寸的1/20.對柱的縱 筋未提要求,看來是該規(guī)范的一個欠
37、缺,因根據(jù)敢力平衡,節(jié)點橫、豎向的敢力是相等的,對豎向、即沿柱縱筋方向不捉要求是個欠缺。 美國混凝土學會節(jié)點委員會要求対抗震設計的節(jié)點離度不小于20倍柱縱筋宜徑(美國不分抗震等級°新西蘭有比美國更嚴格的規(guī)定。 異形柱規(guī)程假定柱縱筋直徑20mm按20倍柱縱筋直徑取,即規(guī)定抗喪設計的片形柱框架梁顯小高度為400mm.非抗喪設計有所放松。 異形柱結構框架節(jié)點鋼筋粘結條件可能不如普通框架節(jié)點鋼筋粘結條件,希望設計人員務必遵守此條規(guī)定。問:送審初稿為什么規(guī)定二級抗喪等級的異形柱彎矩増人系數(shù)比混凝土規(guī)范對矩形柱彎矩増人系數(shù)婆大?答:根據(jù)重慶大學白紹良老師等近年來用自編的和國外的非線性動力反應分析
38、程序(桿系單分量模型的平面結構體系和“偽三維”結構體系 計算分析修訂前后規(guī)范“強柱弱梁屮矗的冇效性的主要結論:一級抗震等級的措施比較有效,能保證-,般矩形柱或関形柱在罕遇地誤下的 塑性變形不趙過其其塑性變形(延性能力。二級抗震等級因柱彎矩増強系數(shù)只有1.2,而實際上因梁跨中下部鋼筋伸入支座和節(jié)點左. 右梁上部俐筋拉通等原因,這個12的系數(shù)不能保證柱端出現(xiàn)刻性餃后的塑性轉動在大理下不趙過其延性能力,因此,從保證抗腹性能 來看遠不如-級抗礎。雖然新混凝土規(guī)范將系數(shù)從11捉到12并沒有完全消除這一問觀。因此門紹良老師建議二級抗震等級的系數(shù)至 少應提到1.3。所以,這些制定觀程采納了白老師的理議,二級
39、抗喪等級界形柱彎矩增大系數(shù)取為1.3。間:為什么異形柱規(guī)程對椎架梁的梁端縱向受拉鋼筋百分率與混濮土規(guī)范的要求不同?答:異形柱規(guī)程対框架梁的梁瑤縱向受拉鋼筋帀分率的要求見規(guī)7.3.5條及其表7.3.5。在地隈作用組合內力作用下,梁支座處縱向鋼 筋有可能化節(jié)點一側受拉,另-側受壓,對于異形柱框架梁柱節(jié)點更易引起縱向鋼筋在節(jié)點核心區(qū)的錨同破壞。為保證梁支座截而有足 夠的延性.設計時不考慮縱向鋼筋的受壓作用。為此,對二、三級抗震等級的框架梁町根據(jù)單筋梁滿足x<0.35h0的條件來確定梁縱向受 拉鋼筋最人配筋率。這比混凝土結構設計規(guī)范gb50010的規(guī)定耍嚴。1、我不知是否有人這樣做過,但從z形柱
40、不第的試驗結果的力學分析.z形柱會沿中心線裂開(力較大時)裂開后相當于兩個l形柱, 如z形柱不多,大震下不會因此整個房屋就倒塌。如z形柱尺寸較大就按短肢墻,不是很大(在柱范圍內我想中何是不是索混凝土也 不太要緊,不是索混凝土可能好一些,也不會造成浪費。2、如有可能這個地方也可放矩形柱。3、求重心或形心査下力學手冊,不難的。我有pkpm2006年3月31日版本,它算出的矩形柱節(jié)點剪力與crsc相近了(我用tat算:的一個矩形柱節(jié)點剪力過大的工程,兩者差距在3%之內,但tat還給出了節(jié)點的配箍量(截面限制條件不滿足,給出配箍量,有誤導的作用)但pkpm還沒算異形柱節(jié)點的 剪力值!異形柱規(guī)程規(guī)定的節(jié)
41、點截ifii尺寸校核、配箍計算公式較為復朵,主契是它與矩形柱的差別很大,兒個月內裝入軟件不大容易。除了節(jié)點z外,異形柱的軸壓比限值,配筋構造,內力調整系數(shù)等等與矩形柱的規(guī)定都不同(兩者在某工程上的羌別將在下刀培訓班講 義中介紹),裝入軟件后,還要有個調試、檢測時何(自我指出淇節(jié)點剪力有謀算尼的時間為例),所以少說近一年內還是用crsc:另 crsc給出每個構件的抗繼計算和抗慝構造描施的抗震等級,直接給出鋼筋根數(shù)、直徑.加密區(qū)長.箍筋直徑、間距配世等,別的軟件只 考慮計算的抗喪等級,配筋時耍設計人再行凋,很麻煩。pkpm遲早會完全按異形柱規(guī)程做的.這是肯定的。到了那時,川兩個不同軟件(特別是不同
42、開發(fā)人開發(fā)的)訃算同一工程還是有好處的。我的軟件有時也會出錯,有別的軟件做參照對我 也有大大的好處。問:規(guī)程32頁倒數(shù)第5行,“當梁的截面寬度的任一側凸出柱邊不小于50mm時,該側梁角部的縱向受力鋼筋可在本柱肢縱向受力 鋼筋的外側錨入節(jié)點核心區(qū)但凸出柱邊尺寸不應大于75mm (圖6.3.3-1b) 且從柱肢縱向受力鋼筋內側錨入的梁上部、下部縱向受 力鋼筋分別不宜小于梁上部.下部縱向受力鋼筋截面面積的70%?!闭f明什么?怎樣理腰?答:即耍求下圖中5號鋼筋面積至少占縱向受力鋼筋截面面積的70%。問:規(guī)程33頁倒數(shù)第12行且節(jié)點處倍梁高范圍內梁的側血應設置縱向構造鋼筋并伸至柱外側,鋼筋直徑不應小于8
43、 mm,間 距不應大于100mm« ”怎樣理腰?怎樣做法?答:見下圖中紅色鋼筋,類似于梁的腰筋。起外節(jié)點核心區(qū)的水平受剪箍筋的作用。圖中水平方向梁也應照此作法。v/x據(jù)我所知有的設計是這樣絆的,中間肢篩筋要有所加強。另一種辦法是將中間肢再加長些.使其達到短肢墻的界限之內,按短肢增設計,這樣就有了“法律(高規(guī)廠依據(jù)。問:為什么規(guī)程中的“異形柱只限于肢厚小于300mm (l、t、+)異形柱?答:現(xiàn)在建筑界所講的"異形柱j特點是截面肢薄,由此引起構件性能與矩形柱性能的差異。這些包括受力、變形.構造做法等一系列差 異。制定規(guī)程主要足針対肢厚200、250mm的界形柱,如將肢厚等于和
44、大于300mm的l、+異形柱也列入其中,將會有大雖篇幅足 在后者上,即后者所占的篇俯要大于前者所占篇俯,這將使規(guī)程變得“失去重心j例如:混凝土結構設計規(guī)范» gb50010規(guī)定柱截面 任-邊的尺寸不宜小于300mm,但異形柱的(兩肢)肢厚在此情況時,可服從gb50010的規(guī)定.即混凝土強度等級可到c50以上:縱 筋直徑可不應受不大于25mm的限制:縱筋配筋率可不受3%的限制:鋼筋凈保護層最小要達到30mm;與此柱和連的框架梁梁高可不 受異形柱規(guī)程限制;截面肢高也不應受不小于500mm的限制、因gb50010規(guī)定300mmx 300mm截面的柱可做.我做了一voomnizo omm只是
45、去掉了 100mmx 100mm的一個角的柱,按異形柱規(guī)程(肢長不得小于500mm)就不讓做了,等零。如將肢焊小于300mm (l t、+)異形柱也列入規(guī)程,則以上所列的這些都要在規(guī)程中做出規(guī)定,而這些在gb50010中已有規(guī)定,占了篇幅還沒有新的東兩,讓 設計人員兩本標準都??矗凰速M多少人的多少時間。肢厚大于300的異形柱可不受配筋率3%的限制,可以服從混凝土設計規(guī)范的規(guī)定.是不是敢味著柱了中的鋼筋此時可以不是構造配筋. 可以參與受力,那么此種情況下.樞架斤形柱的嵌大適用商度能否有所提髙呢?抗喪等級的高度分界是不是可以再提髙呢!如果能提商 的話,可以最艮提高第少呢?如:一六度區(qū)二類場地
46、.28米的住宅,70% (15根的柱子采用矩形柱,只有30%(6根)的柱子采用異形住,并且這30%的柱子位 于整幢建筑的一角(有2根角柱,3很邊柱),按異形柱規(guī)程,是不能采用框架異形柱結構,如果肢厚等于300.能不能采用呢!另:如果一框架結構大部分采用矩形柱,個別采用異形柱(位于結構內部或者結構邊緣)該怎樣界定其結構形式呢?適用高度有無變 化!”肢厚大于300的異形柱可不受配筋率3%的限制.可以服從混凝土設計規(guī)范的規(guī)定,是不是意味若柱子中的鋼筋此時可以不是構適配筋, 可以參與受力,那么此種悄況下,椎架異形柱的最大適用髙度能否有所提高呢?抗展等級的高度分界是不是可以再提高呢!如果能提高 的話,可
47、以最多提高多少呢? 此時嚴格講,已不是規(guī)程的“框架異形柱”,最大適用高度比規(guī)程會有所提高具體可參照高規(guī)、抗規(guī),但二本規(guī)范不象規(guī)程 的高度是經(jīng)過工程配筋計算得來的,是偏高的,可提離多少難說,因沒算過,特別是梁柱節(jié)點受剪承裁力,制定規(guī)范時還沒有哪-個軟 件能計算。我想異形柱占第少比例,關譴還是要計算,中間部位的異形柱受彎,受剪小一些,容易算過去,在邊緣的計算會有承載力不足的問題。 異形柱構件還是婆遵從規(guī)程耍求的,例如軸壓比、配箍率、承載力計算等。強調一點:是按規(guī)程要求算過去,特別是梁柱節(jié)點,目前pkpm基本上還未采用規(guī)程的公式要求。按照異形柱技術規(guī)程6.2.3應該很明確,縱向受力鋼筋最小耍求嚴小為
48、14按照異形柱技術規(guī)程6.2.10規(guī)定,三四級篩筋加密區(qū)的垠大間距要滿足縱向鋼筋直徑的7倍如選14,則箍筋加密區(qū)為7x14=98,比100相差26.2.10是強制性規(guī)范有3種盤見:1 縱向14,箍筋加密區(qū)的最大間距取95 (覺得別扭)2縱向受力鋼筋最小1r16-従筋加密區(qū)的最大間距取100 (甲方認為浪費)3縱向14,箍筋加密區(qū)的最人間距取100 (怕施匸圖審查較真)另外想請問:按規(guī)程6.2.5條(強制性條文)規(guī)定,毎肢瑞縱筋配筋率不小于2%,由此計算異形柱肢端不小于兩根16直徑的縱筋才夠。與6.2.3 矛盾“肢瑞”是指哪-部分?請問王老師,肢高大于500,說的是深出長度500還是總長500
49、(即包括兩個方向重疊部分)總長500 (即包括兩個方向璽亞部分)規(guī)程21.1中,講異型柱需滿足截面各肢的肢高肢厚比不大于4.如何理解?肢高是柱截面?zhèn)€方向的總長么?如果是總長的話.那么對 于十”字形柱.如果肢厚耿250,那的橫豎總長是不是不能超過1000?(因為h前做的一個工程做的異型柱按照上述理解已經(jīng)超過髙厚比4.不知是我理腰錯了.還是要調整截面)你的理解是對的-如果肢厚250.那汁”的橫豎總長不能超過1000。嚴格講.超過1000就不是“柱t,另還有一條不應采用“極短柱j即柱凈高不應小于截ifli肢髙的3倍,肢高超過1000,層高耍在4m左右才行。建議再拉長些做成知.肢剪力墻。請問王老師:我
50、在作一個8度區(qū)7層住宅,用異形柱剪力墻結構,satwe和tat計算,可剪力墻總提示施丁縫超筋利墻抗剪超筋,如改 為矩形柱,則很好。是不是satwe和tat計算異形柱剪力墻結構不行fkfm對片形柱的配筋有些問題,up 11 liu它還沒按照異形柱規(guī)程規(guī)定。關于pkpm的剪力墻配筋我了解的不深。就我接觸的異形柱框剪結構,沒聽說你所講的這種現(xiàn)彖,請問你用的fkpm是什么時間的版本請間王依群教授:關于異形柱鋼筋的連接問題,由于柱肢截面校小如200mm時,除去保護層厚度,有效截面就很少了,是不是要強制便 用機械連接呢?規(guī)程規(guī)定了可以用焊接、機械連接和綁扎連接三種連接方式。焊接的強度保證不可靠,綁扎時鋼筋垂疊,因此,是否有 必耍強制只用機械連接呢?在天津
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