異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)疑難釋義_第1頁(yè)
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異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)疑難釋義

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(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,以上是正截面承載力方面。“一”形柱在雙向剪力作用下性能也不好,由<混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范>GB50010柱雙向受剪承載力計(jì)算公式可見,柱截面相鄰兩邊長(zhǎng)相差越多,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(diǎn)的核心區(qū)面積只有柱厚乘梁寬這一點(diǎn)點(diǎn),顯然承受不了它受到的節(jié)點(diǎn)剪力。

2000年前中國(guó)建筑科學(xué)研究院抗震所做了“高層建筑短肢剪力墻結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究”(見<建筑科學(xué)>2000年1期12-16頁(yè)程紹革、陳善陽(yáng)、劉經(jīng)偉的文章)項(xiàng)目。試驗(yàn)結(jié)果為:“破壞最嚴(yán)重的墻肢是底層‘一’字形的小墻肢”。注:按文中所附圖中小墻肢的長(zhǎng)寬比例可其墻肢長(zhǎng)/墻肢厚之比很小(<4),屬于柱的范圍。該文結(jié)論之一是:“短肢墻應(yīng)在兩個(gè)方向均有連接,避免采用孤立的‘一’字形墻肢。”這也可看為是對(duì)前面分析的試驗(yàn)驗(yàn)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(yàn)是李杰等人做的沿Z形中間肢作用彎矩和剪力的試驗(yàn),結(jié)果是在此肢中間沿柱長(zhǎng)方向出現(xiàn)較大的裂縫。一般情況即斜向受力現(xiàn)無(wú)試驗(yàn)研究。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!節(jié)點(diǎn)受剪性能到底如何?這些都沒有試驗(yàn)結(jié)果可以借鑒。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的非線性復(fù)合材料結(jié)構(gòu),目前還離不開試驗(yàn),在無(wú)大量試驗(yàn)背景下就提出計(jì)算公式并列入規(guī)程指導(dǎo)設(shè)計(jì),顯然是太草率了!問:目前工程中遇到Z形柱怎樣設(shè)計(jì)計(jì)算較好?

答:工程中經(jīng)常遇到需要做Z形柱的情況,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)較好的方法是在PMCAD輸入時(shí)將其按兩個(gè)L形柱來(lái)輸入并進(jìn)行內(nèi)力及配筋計(jì)算。因?yàn)閆形柱受力較大時(shí)易在中間肢劈開,劈開后(極限狀態(tài))其受力接近于兩個(gè)L形柱,按兩個(gè)L形柱處理較為合適。如按兩個(gè)等肢的L形柱輸入時(shí),中間肢較短時(shí)會(huì)有大部分重疊也可。此時(shí)兩L形柱間的梁會(huì)因剛度太大而超筋,也不必管,因?qū)嶋H上無(wú)此梁,只是有限元計(jì)算時(shí)必須兩柱間有聯(lián)系需要有此梁。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”,特點(diǎn)是截面肢薄,由此引起構(gòu)件性能與矩形柱性能的差異。這些包括受力、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,如將肢厚等于和大于300mm的L、T、+異形柱也列入其中,將會(huì)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,這將使規(guī)程變得“失去重心”。例如:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010規(guī)定柱截面任一邊的尺寸不宜小于300mm,但異形柱的(兩肢)肢厚在此情況時(shí),可服從GB50010的規(guī)定,即混凝土強(qiáng)度等級(jí)可到C50以上;縱筋直徑可不應(yīng)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(hù)層最小要達(dá)到30mm;與此柱相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(yīng)受不小于500mm的限制、因GB50010規(guī)定300mm×300mm截面的柱可做,我做了一400mm×400mm只是去掉了100mm×100mm的一個(gè)角的柱,按異形柱規(guī)程(肢長(zhǎng)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,還沒有新的東西,讓設(shè)計(jì)人員兩本標(biāo)準(zhǔn)都要看,不知要浪費(fèi)多少人的多少時(shí)間鬧問姨:旋為各什鏈么兔要炊限流制縫異泊形魄柱捕的無(wú)混更凝款土綱強(qiáng)財(cái)度僅等窗級(jí)視不穿小建于踏C喝2吳5般和嗽不肚大洽于異C它5滿0伸?孔

灘答悠:拔異轎形錘柱鑄截制面功尺夫寸途薄稱,忠混訪凝方土娘強(qiáng)絕度禽等達(dá)級(jí)律小傭于堂C資2觸5圾的藏話燦可欄能飯達(dá)昨不橫到盡其座與顧鋼囑筋幟之魄間賊保讀證嬌粘公結(jié)排的害要赴求匠。惜強(qiáng)嫁度怒等顫級(jí)削為晉C緞5南0梳以南上禮的返異料形蜘柱伸構(gòu)毒件攝及勿結(jié)脖構(gòu)砍科續(xù)學(xué)幟研希究慚相月對(duì)團(tuán)較當(dāng)少屑,破還好不笛足鵝以嫌行恰成公編曠制銜規(guī)紡程抱條歡文學(xué)的踏基于礎(chǔ)蒸,躍所潑以平這悼次松規(guī)吊程困未盲列覽入軟。渡問共:淚為御什待么押不競(jìng)對(duì)逮異滑形識(shí)截織面鮮柱盯提夾出章雙紙向騰受像剪完截誘面琴尺萬(wàn)寸閣及扎承戴載壺力哨的岔要孝求之?花

斑答宋:泄試藥驗(yàn)盞表絨明蝴,重矩皺形奸截吉面另鋼努筋臟混貴凝電土凡柱仗在升斜頸向統(tǒng)水后平芒荷濁載楚作股用刊下畝,列其周受少剪誠(chéng)承跡載醫(yī)力睡大笑致傍服頂從燃橢僚圓勻規(guī)尼律鮮(厭圖戶1舅)使。資橢罩圓沾的鐵主月次畜軸投在用X座、嫌Y聲坐葬標(biāo)墾軸鈔上億。圓如耕將蘋斜冰向融作球用免剪明力卸沿倘X成、堆Y辯軸悟方幅向少分彈解效而熄分晝別汽按添各醉自販方顧向怎驗(yàn)?zāi)K惝?dāng)截融面勁尺察寸刑及犧計(jì)牙算提配毫筋后的筑話迷,納其許結(jié)全果帆是繪設(shè)怕計(jì)否出嶄的凡構(gòu)辜件罪受澆剪悠承誰(shuí)載冊(cè)力仁偏偵小識(shí)了順,燥即儉在繁圖厘形養(yǎng)上疼看衣,眉斜顆向菌剪調(diào)力桐作聚用懷點(diǎn)典處峰于兼承招載矛力員橢楚圓橋圖臂形謹(jǐn)?shù)你Q外順邊趟(扣圖懇1濁)得。毒所表以目,蘭設(shè)籌計(jì)慕計(jì)愉算秋時(shí)余要剩先系將禽剪虛力暮沿股X質(zhì)、蟻Y割方喪向胸的維兩稀個(gè)積分壺力瓜分貧別慎擴(kuò)張大刃,殿然燥后痛再混按飼X桐、薯Y宏向超分陰別慧配狀筋付,魄才楚能挎達(dá)絹到佩斜鋒向靜承將載摸力遼大侮于狀作對(duì)用井力溝的侍效齡果史,幕這臺(tái)就檔是盡《弱混符凝信土舊結(jié)盤構(gòu)診設(shè)醬計(jì)蘋規(guī)橡范愧》障G蛾B湖5滔0聰0僻1戰(zhàn)0綿的視作暈法市。案

冠L圍、嘗T忍、含+燈形鳥截歲面椅柱關(guān)有糊斜續(xù)向綿水脅平站荷謠載鹽作撥用糾下霉,斯其僅受閥剪索承擇載盈力賀的慰平極面部圖遲形陡為踢梅春花穴狀塵(顆圖啟2般)凡,燦在腳各錘象艱限牽圖傷形查是敘凸辣的虛。泄在偶斜網(wǎng)向尺剪鳥力煙作肥用飼下晌,廉如導(dǎo)果念按跪X扇、稱Y駝兩嗽個(gè)墳分新量換分神別籃配乏筋肝滿夕足盟要萍求嘉的糖話膀,草其寇斜果向司承驅(qū)載慕力擦也蜂能浸滿露足悠要背求龜。弱由這以訴上晌原逝因事,擠異們形纏柱兵規(guī)沉程筐規(guī)犁定槳異列形歉柱謎的燭斜讓截獻(xiàn)面睬承頑載趴力域可界以步分瞎X罩、廣Y權(quán)向肉分酬別典進(jìn)菌行捷設(shè)淚計(jì)撞。胳圖賣2刃是遍等喉肢飛(嚴(yán)即水兩速肢墾長(zhǎng)督度賴、騰寬棕度肉相桐同蠻)篇異具形掘截呆面桿柱遭受忠剪沈承醬載管力骨圖攔形閘,位不很等工肢痛時(shí)室,喘該萌圖職形渡的顆凸自出穩(wěn)程蛇度伍要青差企一辟些戶,疼兩講肢婚長(zhǎng)題度江相注差期越肌大吐,蛇凸?jié)嵆霾〕搪蕊栐郊钤V,啄一州形少柱景就遍是雅個(gè)揉扁核橢榨圓室。冊(cè)所鄉(xiāng)以卷,幻這去也街是洪規(guī)碎程罪規(guī)溝定救異慰形萌柱內(nèi)截般面受任逐一耐肢迎肢寄長(zhǎng)厚不低得撒小民于坑5乳0辮0毒m蠅m庭的蟻一棟個(gè)鍬原路因墊。懸圖鄭1滅圖稅2引a歇圖稅2紫b匹問鬼:膝為崖什柏么薯對(duì)西異器形違柱魂設(shè)嫁計(jì)制可節(jié)以若不瞎用撕剪珠跨駐比拐λ蛾&院g見t債;蘭(燈或謀≤式)倉(cāng)2甜而片用來(lái)柱嫁凈番高剃與爪柱徹截椒面焰寬不之翻比絕&巴g粘t轎;溜(抹或冬≤聲)容4掛來(lái)炊判魔別裕短半柱樣與龍否趁并情提突出罰不德同營(yíng)的少承蕉載掙力短要推求兆?姻

潛答駛:仿因糕規(guī)邁程民適乳用魂范脫圍連為史住剪宅婆等燥民掠用笛建劍筑聾,曬這矮類全建蛛筑柿荷偉載竊較防小瑞,雕柱寄剛介度枕相雞對(duì)爐于汗梁變剛掀度綁來(lái)鉛講汪不陵是濤是模很礦大縮,吉較醫(yī)少村會(huì)蜓象承公給用夠及膽工想業(yè)天廠捕房帖中臺(tái)由假于翅柱孤較棵粗日的趁而術(shù)發(fā)米生纖的磨柱辯上輩反司彎畝點(diǎn)求躍麥層歪的殿現(xiàn)章象仿,撿即遣每有樓艦層衰內(nèi)亡均疫有對(duì)反閣彎狠點(diǎn)受出后現(xiàn)州。暑如滋沿裙用香《頁(yè)混賀凝消土劍結(jié)疤構(gòu)蠢設(shè)季計(jì)攤規(guī)幫范型》叮G謙B屯5憑0法0庸1說(shuō)0撇用柔剪終跨釀比釀λ夏來(lái)詢判熱別瞇的買作到法憤,芬將說(shuō)對(duì)固多且達(dá)還三滋、紋四嘗十崖種貼內(nèi)幫力素組竊合姥工啊況慢進(jìn)菊行芳彎笨矩毫、才剪怖力雨的盡計(jì)蜻算湊及薯判碌別擴(kuò),折這小三貫、熄四閘十糠種仇工開況濃中作有仙一軌種旋λ稿≤帳2窯就昆應(yīng)濤按遙短柿柱冠的掌要嶄求疾來(lái)沙計(jì)勵(lì)算抓和翅配所筋債。侮再管者巷,運(yùn)不劇規(guī)著定宅用嗽柱那凈拾高刊與炭柱骨截慢面尚寬叉之堅(jiān)比膠來(lái)敲判換別恰是桿否煌短擔(dān)柱茅,躲初漁步艦設(shè)藍(lán)計(jì)較時(shí)經(jīng)將穴設(shè)劍計(jì)云人婦員拾將休無(wú)磨法破知燈道其自韻己錘設(shè)確計(jì)董出蛾的掉柱棟是伴否吐是湖短酒柱梢,舅而唐這聾點(diǎn)佳對(duì)鈴結(jié)宇構(gòu)身抗賺震瘡性牌能卡和杏房窗屋羅造眾價(jià)底影借響偽很布大閑,爹因磚如次是鮮短岔柱僚則聞比網(wǎng)非談短當(dāng)柱通的懇箍祥筋播用零量尋大桌大勸增頂加六。寫問朽:享規(guī)賽程笑限末制百異玩形右柱另截睜面雀各餡肢燕長(zhǎng)乳不卸小嚷于脖5躲0嘆0躬m俊m席的株原促因卡何燕在福?晚

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惜答超:止對(duì)竊于您這億種碎界嚼于蔬異文形畢柱棚與抵短恢肢摩墻手的秩構(gòu)程件犧,豎可求采絡(luò)用油異攀形梢柱誤規(guī)鏟程現(xiàn)和它高攔層砌建世筑腹混湖凝弦土露結(jié)剪構(gòu)野技滾術(shù)坡規(guī)牧程幟J及G諷J董-贊3鴉中左關(guān)暗于迫兩匹者屠的煙正寶截悉面旨、趨斜期截聽面健、板梁求柱詠節(jié)稿點(diǎn)曠規(guī)酷定繩中雅較造嚴(yán)窩的寶條旅款匪進(jìn)伯行簡(jiǎn)設(shè)靠計(jì)康。地問濾:靈為崇什推么雅異晶形還柱駛規(guī)至程鋪中要未休對(duì)勺異夫形仁柱蒼框喇架決-撥剪茄力恩墻端核紗心居筒饞結(jié)據(jù)構(gòu)步體農(nóng)系參作意出里規(guī)臟定蜻?南

商答且:傅目言前休為議止備,妥關(guān)心于賊異習(xí)形號(hào)柱樓框托架濁-偵剪綱力養(yǎng)墻詞核喚心莫筒脊結(jié)質(zhì)構(gòu)逆在靠國(guó)聰內(nèi)福大腦部盛分收地沸區(qū)思建步造盟的當(dāng)較捉少蚊,討其懸強(qiáng)航度熔、闖變埋形控及槽抗惠震座性嚇能臘的過(guò)理瓜論流和永試仰驗(yàn)其研鑼究酒也衫很爸少榆,廊所取以草這脂次窮規(guī)額程雷未信將希其國(guó)列待入炒。問:為什么目前設(shè)計(jì)異形柱結(jié)構(gòu)要用規(guī)程編制成員開發(fā)的專用配筋軟件CRSC進(jìn)行?

答:異形柱的兩個(gè)最為薄弱的環(huán)節(jié)是節(jié)點(diǎn)受剪承載力與柱的延性性能,目前(2004年5月15日)一般主要用于矩形截面鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軟件對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)均與規(guī)程要求相差甚遠(yuǎn)!

如PKPM系列軟件TAT、SATWE一直未對(duì)異形柱梁柱節(jié)點(diǎn)計(jì)算其受到的剪力,而規(guī)程要求無(wú)論抗震與非抗震設(shè)計(jì)均應(yīng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度計(jì)算及配箍筋。

最近發(fā)行的《新規(guī)范PKPM設(shè)計(jì)軟件實(shí)用手冊(cè)》-1第45頁(yè)的問答如下:

“8SATWE和TAT軟件計(jì)算異型柱結(jié)構(gòu),有沒有根據(jù)天津的異型柱規(guī)范要求柱配筋率>1%?

沒有,SATWE和TAT是按普通柱配箍率處理的,要求用戶在構(gòu)造上人為處理。”

節(jié)點(diǎn)是異形柱結(jié)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié),別的條目解釋了,這里不贅述。

叼異辨形沉柱特構(gòu)公件肯抗鉆震史性亦能岸差駕就戴在筆于探其卡延蹲性列差謊,榨為圍使混其啞能港達(dá)砌到禾與則普侮通濟(jì)截傷面想柱色相讀當(dāng)用的文延場(chǎng)性評(píng)就黃要燕通居過(guò)膜增些加耀箍現(xiàn)筋敏約旱束展,業(yè)規(guī)本程譯編頸制叨根戚據(jù)盤大噴量竹試撫驗(yàn)島總凝結(jié)晉出豎規(guī)冷程鎮(zhèn)表目7秋.旦2剝.潤(rùn)2萍的隨規(guī)側(cè)律謀,志即榮異唐形化柱濾的教延寫性挺與諒箍臭筋敬直竿徑旱、昌箍我筋杯間懼距漁與鋸箍冤筋挑直那徑跳/載縱飽筋數(shù)直于徑腔比授值事、襲柱緩軸賞壓干比挺的霉關(guān)巴系神,濫不叢只凳是屈配欺箍妻率編一腎個(gè)默指重標(biāo)慎,果并躁且飾1鉗%殺只禍?zhǔn)切鋵?duì)淚軸聾壓哥比蛛小敬情風(fēng)況碰時(shí)指的潮起脂控嫂制赤(魂對(duì)伍H黃/深b夾&矩l溉t婦;蓄4間的鄰柱糖應(yīng)梳不落小盟于眉1惑.冤2蟻%站)扮,啟軸遼壓惜比良較毛大橋時(shí)朝遠(yuǎn)徐遠(yuǎn)席不胳至刑是莖1屑%迎。葬即障將椅異勸形另柱毯當(dāng)醒成黎矩瘋形挪柱錫來(lái)愉計(jì)嶺算尊配牲筋叮是曬遠(yuǎn)滲遠(yuǎn)妄不微能耳滿精足桌規(guī)剃程如要挽求料的旨!循

禁長(zhǎng)洽期光以眼來(lái)僅,碌很谷多花專臘家讓對(duì)詳異倉(cāng)形歐柱脾結(jié)否構(gòu)傷是妹否喊能相用終在溉抗導(dǎo)震麥設(shè)衫防響區(qū)蕉存浙在取疑紐問皺,葉據(jù)金我盞分暑析眼是占在美有兵些沉人恰的互頭格腦質(zhì)中句對(duì)語(yǔ)異視形祝柱妄按炸普微通應(yīng)柱針進(jìn)羽行季計(jì)狠算盞和秤配調(diào)筋篇其范結(jié)沾果尿必筐然媽是紅這膝樣輕的解異萬(wàn)形趨柱丹抗啄震烏性害能帽很輪差綿。街比四如墊上忘世丑紀(jì)胸八揚(yáng)十渴年判代壟初中,探中崖國(guó)屬建撿筑艘科臥學(xué)陰研渡究瘦院至抗榴震貍研概究羨所連進(jìn)優(yōu)行尸了邊一津座墾異沫形奸柱況結(jié)棟構(gòu)里抗鼻震陵振圓動(dòng)夸臺(tái)液試棗驗(yàn)扛。柴當(dāng)蘋時(shí)得天圍津管異擊形艇柱栗規(guī)戒程進(jìn)還誦未仆出凍版茂,侄振影動(dòng)請(qǐng)?jiān)嚳铗?yàn)睛模壯型炎就熊是圖將瀉異踢形煮柱唐按惑普膊通淚柱斤進(jìn)響行妄計(jì)設(shè)算篇和勵(lì)配棚筋慎的鍬(毀當(dāng)快然譜節(jié)適點(diǎn)揪也缺未求按嚴(yán)異愁形梨柱哭規(guī)廣程交要嚴(yán)求閣去紐做結(jié))捕。膽試嗎驗(yàn)魂結(jié)橡果遼是洪其雪抗凝震乓性飲能敘很貢差生。綁如難按慧天饑津襲規(guī)敏程追要端求歌去寧做躬,套肯煌定咸其訓(xùn)性元能離不查會(huì)戚很劉差攔,奔見蓮近霧年蹈來(lái)糠各害地瓣做野的迷十或幾攝個(gè)界振租動(dòng)刊臺(tái)寺試觀驗(yàn)零文糕獻(xiàn)丸。旋

夠所停以演講閃,講對(duì)檢異掠形掀柱筆結(jié)易構(gòu)菠絕盛對(duì)射不遇能吃用額普描通豬柱堅(jiān)設(shè)普計(jì)博公溫式奔去澆配三箍澇筋賠!蛇

勢(shì)

認(rèn)異睛形五柱顏結(jié)的構(gòu)也配踏筋懇專脅用豆軟洋件社C負(fù)R孫S個(gè)C積嚴(yán)笨格鍬按嘉照設(shè)異為形甘柱氧規(guī)需程傍要穴求旋進(jìn)數(shù)行摟節(jié)蓮點(diǎn)敲和坊柱辯箍殖筋姨配堂置紐,構(gòu)所偏以孔在仰目庸前踐其緣他惕軟速件演在田以姐上攪兩桿關(guān)鹿鍵鮮方阻面楚遠(yuǎn)乘遠(yuǎn)哲未枕達(dá)阻規(guī)外程卡要?jiǎng)忧蠛拥某厍閲@況汽下稠,奴只療有毒用腫C趣R寬S窗C修軟榜件捧進(jìn)米行伸配鞏筋紅計(jì)篩算已才次能越保習(xí)證胞設(shè)賴計(jì)濱出溫的畢異襲形悶柱命結(jié)滔構(gòu)宵安涉全虹可岡靠久,嶄否尖則塑遭拴遇震設(shè)嚷防謀烈封度眾地斑震指時(shí)笨肯氣定逗會(huì)雖發(fā)贊生朝建巴研扇院托抗訴震斃所利振壯動(dòng)鑼臺(tái)畫試騾驗(yàn)怪的這結(jié)祥果域。請(qǐng)問:對(duì)異形柱的軸壓比限值的取值主要是意見何依據(jù)和實(shí)驗(yàn)確定的,而且注意到新版天津規(guī)程和舊版規(guī)程有所區(qū)別,且有從嚴(yán)的趨勢(shì),曾見到許多文獻(xiàn)介紹異形柱軸壓比限值的研究,但是,許多結(jié)論差異較大,不知道國(guó)家異形柱規(guī)程主要是基于何原因確定?

答:軸壓比限值及框架柱構(gòu)造要求的修訂:

近來(lái)的研究表明,一般情況下L形、T形截面柱的截面延性隨配筋率的提高而提高,然而在某柴荷載角情況下,由于截面幾何形狀的不對(duì)稱性,拉壓筋比例失衡,使得L形、T形截面柱的延性會(huì)隨配筋率的提高而降低。此次修訂中綜合考慮上述情況,對(duì)L形、T形截面框架柱進(jìn)行了大量的補(bǔ)充計(jì)算分析,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)原《規(guī)程》第7.2.2條附表的軸壓比限值進(jìn)行了修訂,適當(dāng)調(diào)整了L形、T形截面柱的軸壓比限值。對(duì)+形截面框架柱則考慮了肢高與肢厚比的影響,對(duì)其軸壓比限值也做了適當(dāng)調(diào)整。總的來(lái)講,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0.05~0.1。問:對(duì)一般情況的異形柱結(jié)構(gòu)為什么要規(guī)定在結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向及與兩主軸呈45°方向應(yīng)分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算?

答:這里的一般情況是指平面布局較為規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)。因L形柱截面主軸與結(jié)構(gòu)主軸呈45°方向,八度抗震設(shè)計(jì)時(shí),計(jì)算發(fā)現(xiàn),對(duì)于結(jié)構(gòu)外緣靠近角部的L形柱,當(dāng)?shù)卣鹱饔梅较蚺cL形柱截面弱軸方向垂直時(shí),所得的柱縱筋配筋結(jié)果取得最大值。它比對(duì)結(jié)構(gòu)兩主軸方向分別計(jì)算了水平地震作用所得的縱筋配筋結(jié)果要大10%-40%。設(shè)防烈度較高,結(jié)構(gòu)平面越小、越接近方形其角柱按地震作用方向與結(jié)構(gòu)主軸方向45°計(jì)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(duì)不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)規(guī)程(送審稿)未規(guī)定在結(jié)構(gòu)的與兩主軸呈45°方向應(yīng)分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算?

答:不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu)平面面積較大,又不接近方形,還有可能有些柱網(wǎng)軸線與其它柱網(wǎng)軸線交角大于15°;且此情況規(guī)程已規(guī)定應(yīng)對(duì)其進(jìn)行雙向水平地震同時(shí)作用計(jì)算,對(duì)后一種情況還要求對(duì)此柱網(wǎng)軸線方向進(jìn)行水平地震作用計(jì)算,雖此柱網(wǎng)軸線不一定是45°方向,但與其相差最大不到30°。這樣配筋計(jì)算結(jié)果就與按每根L形柱都進(jìn)行45°方向地震作用配筋計(jì)算結(jié)果相差不大了。問:為什么規(guī)程送審稿較征求意見稿對(duì)于異形柱框架結(jié)構(gòu)的房屋最大適用高度有了較大幅度的降低?

答:經(jīng)過(guò)針對(duì)八度抗震設(shè)防設(shè)計(jì)的六層異形柱結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)與框架節(jié)點(diǎn)承載力計(jì)算公式計(jì)算比較,發(fā)現(xiàn)上述公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為吻合。按上述公式計(jì)算,該六層結(jié)構(gòu)下面三層大部分梁柱節(jié)點(diǎn)不滿足截面尺寸限制條件;振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的結(jié)果也是這些層的梁柱節(jié)點(diǎn)大部分發(fā)生不同程度損壞(雖還不至于引起整體結(jié)構(gòu)的立即倒塌),而未發(fā)現(xiàn)其它層的梁柱節(jié)點(diǎn)有損壞現(xiàn)象。以上驗(yàn)證了計(jì)算公式的準(zhǔn)確性和CRSC計(jì)算軟件的可靠性。用此公式和軟件對(duì)大量工程計(jì)算發(fā)現(xiàn)原異形柱框架結(jié)構(gòu)的房屋最大適用高度有些偏高,故對(duì)此進(jìn)行了的調(diào)整,特別是高烈度設(shè)防區(qū)的調(diào)整幅度較大,八度設(shè)防由最高為六層降低為最高四層。所以給出最高限值是針對(duì)目前大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件都不會(huì)或不計(jì)算異形柱框架節(jié)點(diǎn)受剪承載力,造成很大的安全隱患。問:異形柱截面上什么位置的縱筋是受力縱筋?

答:異形柱截面上受力縱筋的位置如下圖所示。試驗(yàn)和模擬計(jì)算表明這些位置上的縱筋均發(fā)揮較大的作用,特別是當(dāng)軸壓較大時(shí)處于各肢內(nèi)折角處的縱筋的作用不容忽視,一定要作為受力筋處理。問:為什么要規(guī)定“異形柱結(jié)構(gòu)框架梁截面高度抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于400mm”?

答:類似于貫穿節(jié)點(diǎn)的梁縱筋,當(dāng)節(jié)點(diǎn)的非彈性變形較大時(shí),貫穿節(jié)點(diǎn)的柱縱向鋼筋粘結(jié)退化與滑移加劇,甚至出現(xiàn)“拉風(fēng)箱”、即沿節(jié)點(diǎn)區(qū)柱縱向鋼筋全長(zhǎng)粘結(jié)破壞、現(xiàn)象發(fā)生。為保證其粘結(jié)應(yīng)為不致過(guò)大,避免上述現(xiàn)象出現(xiàn),規(guī)定梁的高度、即節(jié)點(diǎn)高度不能太小。

我國(guó)鋼筋混凝土規(guī)范條款規(guī)定對(duì)一、二級(jí)抗震等級(jí),梁內(nèi)貫穿中柱的縱向鋼筋不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20。對(duì)柱的縱筋未提要求,看來(lái)是該規(guī)范的一個(gè)欠缺,因根據(jù)剪力平衡,節(jié)點(diǎn)橫、豎向的剪力是相等的,對(duì)豎向、即沿柱縱筋方向不提要求是個(gè)欠缺。

美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)節(jié)點(diǎn)委員會(huì)要求對(duì)抗震設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)高度不小于20倍柱縱筋直徑(美國(guó)不分抗震等級(jí))。新西蘭有比美國(guó)更嚴(yán)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)定抗震設(shè)計(jì)的異形柱框架梁最小高度為400mm。非抗震設(shè)計(jì)有所放松。

異形柱結(jié)構(gòu)框架節(jié)點(diǎn)鋼筋粘結(jié)條件可能不如普通框架節(jié)點(diǎn)鋼筋粘結(jié)條件,希望設(shè)計(jì)人員務(wù)必遵守此條規(guī)定。問:送審初稿為什么規(guī)定二級(jí)抗震等級(jí)的異形柱彎矩增大系數(shù)比混凝土規(guī)范對(duì)矩形柱彎矩增大系數(shù)要大?

答:根據(jù)重慶大學(xué)白紹良老師等近年來(lái)用自編的和國(guó)外的非線性動(dòng)力反應(yīng)分析程序(桿系單分量模型的平面結(jié)構(gòu)體系和“偽三維”結(jié)構(gòu)體系)計(jì)算分析修訂前后規(guī)范“強(qiáng)柱弱梁”措施的有效性的主要結(jié)論:一級(jí)抗震等級(jí)的措施比較有效,能保證一般矩形柱或圓形柱在罕遇地震下的塑性變形不超過(guò)其其塑性變形(延性)能力。二級(jí)抗震等級(jí)因柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)只有1.2,而實(shí)際上因梁跨中下部鋼筋伸入支座和節(jié)點(diǎn)左、右梁上部鋼筋拉通等原因,這個(gè)1.2的系數(shù)不能保證柱端出現(xiàn)塑性鉸后的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)在大震下不超過(guò)其延性能力,因此,從保證抗震性能來(lái)看遠(yuǎn)不如一級(jí)抗震。雖然新混凝土規(guī)范將系數(shù)從1.1提到1.2,并沒有完全消除這一問題。因此白紹良老師建議二級(jí)抗震等級(jí)的系數(shù)至少應(yīng)提到1.3。所以,這些制定規(guī)程采納了白老師的建議,二級(jí)抗震等級(jí)異形柱彎矩增大系數(shù)取為1.3非抗震設(shè)計(jì)的異形柱框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)承載力實(shí)例分析補(bǔ)充以上情況的構(gòu)造要求:

非抗震設(shè)計(jì)時(shí),箍筋直徑不應(yīng)小于d/4(d為縱向鋼筋的最大直徑),且不應(yīng)小于6mm;箍筋間距不應(yīng)大于250mm,且不應(yīng)大于柱肢厚度和15d(d為縱向鋼筋的最小直徑)。

由已配柱縱筋直徑可見,按此構(gòu)造要求箍筋直徑選用6

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