资源预览内容
第1页 / 共3页
第2页 / 共3页
第3页 / 共3页
亲,该文档总共3页全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
连载异形柱结构设计疑难释义 http:/okok.org/forum/viewthread.php?tid=53543钢筋混凝土异形柱结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。 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 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: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 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,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: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 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。
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号