異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅當(dāng)中的應(yīng)用分析

王利 李波

[摘要]隨著最近幾年我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對于民用住宅的需求也呈現(xiàn)出了顯著增長的態(tài)勢，而其中異形柱框架結(jié)構(gòu)使用的頻率也正在逐漸升高。本文在研究過程中首先分析了異性柱框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用局限性，并對其優(yōu)化措施進(jìn)行了探討，希望能夠在最大程度上為相關(guān)設(shè)計(jì)人員今后的設(shè)計(jì)起到良好的幫助作用。

[關(guān)鍵詞]異性柱框架結(jié)構(gòu)；民用住宅；應(yīng)用分析

文章編號：2095 -4085（2018）03 - 0122 - 02

異形柱框架結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中容易受到很多其他因素的影響，使得自身的穩(wěn)定性下降，因此相關(guān)建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況找出最佳設(shè)計(jì)方案，從而保證異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠穩(wěn)定、高效而又經(jīng)濟(jì)。

1 異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

異形柱框架結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式最顯著的一個(gè)不同點(diǎn)就是柱子的截面形式不同，因此在設(shè)計(jì)方面也呈現(xiàn)出以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。其一就是這種結(jié)構(gòu)的柱子都為異形，因此其在雙向壓彎的作用下，荷載角也在發(fā)生變化，因此其受壓區(qū)的形狀也會(huì)隨之發(fā)生變化。而從以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，也會(huì)使得柱子截面受壓區(qū)的高度出現(xiàn)增大的情況，進(jìn)而出現(xiàn)脆性破壞，而這也為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出了要求，就是在自身設(shè)計(jì)的過程中要嚴(yán)格控制柱子的軸壓比，從而最大程度上避免短柱的情況發(fā)生。其二就是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，異形柱在周期反復(fù)荷載的作用下更容易發(fā)生破壞情況。我國混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中明確指出，柱子的剪跨比不應(yīng)小于1.5，這一規(guī)定的目的是為了避免短柱情況發(fā)生，最大程度上較少地震作用下發(fā)生脆性粘結(jié)破壞的情況，因此為了能夠提高設(shè)計(jì)的便捷性，當(dāng)柱子的反彎點(diǎn)位于層高范圍之內(nèi)的話，柱子的凈高與柱肢截面高度的比值應(yīng)當(dāng)大于4，在一些有抗震要求的地區(qū)，比重應(yīng)當(dāng)大于3。其三就是對于異形柱來說，其柱肢截面相對來說比較薄，因此在框架主梁與其連接的過程中應(yīng)當(dāng)沿著平行于柱肢的方向插入到柱肢當(dāng)中，而如果由于空間等因素的影響需要沿著垂直方向插入到柱肢當(dāng)中的話，則需要保證框架梁縱向鋼筋的水平錨固長度要符合相關(guān)規(guī)范的要求。

2 異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義

從最近幾年的實(shí)際情況來看，雖然異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅當(dāng)中的使用頻率已經(jīng)有了十分顯著的提高，但是從本質(zhì)上來看其自身應(yīng)有的特性并沒有真正得以有效發(fā)揮，尤其是在如今建筑形式不斷朝著多元化方向不斷發(fā)展的大背景下，異形柱框架結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過程中的難度也在逐漸加大，主要體現(xiàn)在選用的材料、設(shè)備以及技術(shù)應(yīng)用等幾個(gè)比較重要的方面。異形柱框架結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)混凝土框架結(jié)構(gòu)相比有著十分多的優(yōu)勢，例如其結(jié)構(gòu)的布置形式較為特別，由此能夠有效提高住宅屋面平面布置的科學(xué)性和合理性，能夠?yàn)橄嚓P(guān)用戶提供更大的可利用面積。尤其是在最近幾年，百姓對于裝修的要求也越來越高，因此這種框架結(jié)構(gòu)也能夠?yàn)檠b修提供一定的便利。通過以上的論述就能夠十分清楚的看到，如果能夠?qū)Ξ愋沃蚣芙Y(jié)構(gòu)進(jìn)行有效研究，并將其更多的應(yīng)用到實(shí)際工程當(dāng)中去，無疑就會(huì)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3 異性柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施研究

3.1 框架柱的設(shè)計(jì)控制

（1）設(shè)計(jì)形式。首先很多研究學(xué)者都對異形柱框架結(jié)構(gòu)中柱子的縱筋與箍筋之間的設(shè)置形式進(jìn)行了研究，從目前的實(shí)際情況來看，主要形式有以下幾種，即t字型、1字型以及十字形三種，而在一些設(shè)計(jì)要求比較高的結(jié)構(gòu)當(dāng)中還可以采用雙排布置的方式。對于截面相同的框架柱，設(shè)計(jì)人員在選用縱向受力鋼筋的過程中應(yīng)當(dāng)保證其直徑是相同的，筆者建議可以使用的鋼筋直徑范圍應(yīng)當(dāng)在14mm～25mm之間。另外，如果相鄰鋼筋之間的間距大于250mm的時(shí)候，建議要根據(jù)實(shí)際情況考慮設(shè)置縱向的構(gòu)造鋼筋，并保證縱向構(gòu)造鋼筋的直徑最小為12mm，同時(shí)對于一些截面相對來說比較大的框架柱，還應(yīng)當(dāng)視情況添加拉筋，拉筋之間的間距要保證是箍筋間距的兩倍。

（2）柱截面寬度。其次從柱子截面厚度的角度上來看，當(dāng)柱子截面的寬度小于200mm的時(shí)候，其縱向受力鋼筋的數(shù)量應(yīng)當(dāng)保證每排大于2根，而當(dāng)柱肢的厚度在200mm～ 250mm之間的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)保證設(shè)計(jì)鋼筋的數(shù)量要小于2根，而當(dāng)結(jié)構(gòu)形式有特殊要求的時(shí)候還可以在柱子截面當(dāng)中設(shè)置兩排鋼筋。

（3）鋼筋配筋率。在進(jìn)行配筋率計(jì)算的過程中要著重注意以下幾個(gè)方面。其一就是當(dāng)民用住宅設(shè)計(jì)為6級地震設(shè)防烈度的時(shí)候，要保證中柱與邊柱的鋼筋配筋率在0.7%以上，而對于角柱來說，其配筋率也應(yīng)當(dāng)保持在0.9%以上。而當(dāng)民用住宅的抗震烈度為70的時(shí)候，也應(yīng)當(dāng)保證柱子與邊柱的鋼筋配筋率在0.6%以上，而角柱的配筋率要在0.8%以上。同時(shí)在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)當(dāng)對二、三級鋼筋進(jìn)行有效的控制，保證其比例不超過3%。

（4）框架柱箍筋。而從箍筋的角度上來看，對于異形柱框架結(jié)構(gòu)來說，其在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)選用復(fù)合箍筋，嚴(yán)厲禁止使用具有內(nèi)折角的鋼筋，并采取有效措施保證其封閉效果符合要求。而對于箍筋的末端，應(yīng)當(dāng)將其設(shè)置成為大于1350的彎鉤。而在設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)彎鉤端頭垂直長度的過程中，要保證長度大于10倍的鋼筋直徑。

3.2 框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

其次從框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的角度上來說，應(yīng)當(dāng)注意以下兩個(gè)方面。首先就是當(dāng)框架梁的截面寬度與異形柱肢寬相等或者梁截面寬度小于柱子截面，且兩者的差值在50mm以內(nèi)的時(shí)候，在設(shè)置梁四角上的縱向受力鋼筋的時(shí)候要保證其余柱子邊之間的距離在800mm以上。其次就是當(dāng)框架梁的截面寬度上的任意側(cè)凸處，其邊柱大于等于50mm時(shí)，框架梁的縱向受力鋼筋就可以伸人到所在梁柱節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部。

3.3 柱與填充墻連接

最后一點(diǎn)就是要采取有效措施保證柱子與填充墻之間能夠有效連接在一起，在填充墻材料的選擇上應(yīng)當(dāng)盡量選用一些材質(zhì)比較輕的材料，從而最大程度上提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)在框架與填充墻的交接處，沿著高度方向每隔500mm設(shè)置鋼筋，從而保證鋼筋與柱子之間能夠有效的連接。同時(shí)還需要注意的一點(diǎn)就是當(dāng)填充墻的長度大于Sm的時(shí)候，填充墻的頂部與框架梁之間還應(yīng)當(dāng)采用必要的拉結(jié)措施.從而最大程度上提高柱與填充墻之間的連接性能。

4 結(jié)語

本文在研究過程中對異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行了有效分析，通過研究發(fā)現(xiàn)，在異形柱框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中比較容易出現(xiàn)短柱與局部受彎的情況，這種情況可能會(huì)對整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及最終的設(shè)計(jì)效果產(chǎn)生一定影響。因此從這個(gè)角度上來說，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行日常設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)集合項(xiàng)目的具體情況對框架柱設(shè)計(jì)、框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及柱與填充墻之間的連接設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合性考慮，也只有通過這種方式才能最大程度上發(fā)揮異形柱框架結(jié)構(gòu)應(yīng)有的作用。

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