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摘要:异形柱框架结构是一种常见的民用建筑结构类型,其有着较多的优点,可以提高建筑施工的效率,可以更很好的满足人们对民用建筑美观性要求。当前设计对建筑的需求量比较高,由于我国的人口数量比较多,所以,高层建筑在建筑行业中有着良好的发展前景。高层建筑多采用的异性柱框架结构,在应用施工的过程中,施工单位需要提高异形柱框架结构的稳定性,保证建筑使用的安全性,这样才能促进建筑行业更好的发展。本文对异形柱框架结构的特点进行了分析,还对异形柱框架结构在民用住宅设计中的应用情况进行了探讨,以供参考。
关键词:异形柱;框架;结构;民用建筑;设计
异形柱框架结构在应用的过程中,一定要保证结构的稳定性,其在民用建筑中应用比较多,常见的异形柱形状主要有三种,分别是T型、L型以及十字型,采用异形柱结构,可以保证建筑设计的灵活性,可以扩大建筑空间,提高建筑的美观性。常见的建筑框架一般为圆柱形或者矩形,在应用的过程中,要保证柱的承载力,要保证建筑设计达到质量安全标准。应用异形柱框架结构,可以保证室内装修的效果。将异形柱框架结构应用在民用住宅设计中,要在保证建筑美观性的同时,提高建筑结构的稳定性。
1、异形柱框架结构的特点
异形柱在空间布局的应用中,有着较大的灵活性,将其应用在民用建筑设计中,需要合理利用异形柱的特性。异形柱框架结构的建筑一般美观性比较强,其可以扩大建筑空间的面积,可以保证建筑室内装修的美观性。在现代化的民用建筑中,异形柱框架结构应用比较多,其可以增加室内空间的利用面积,可以提高用户的满意度,所以,异形柱框架结构在建筑设计中有着良好的应用前景,在应用的过程设计人员需要做好优化工作,要结合建筑的功能以及业主的需求,对住宅设计进行优化。异形柱在应用的过程中,要保证建筑结构的抗震性,要做好柱网的优化工作,还要做好平面布置工作。异形柱与传统圆形、矩形柱相比,有着较多的优点,其可以节省建筑设计的成本,可以提高建筑的实用性。
异形柱在应用时,还要做好尺寸设计工作,要保证其宽度与围护墙厚度一致,框架梁与墙体的宽度需要保证一致,这有利于保证框架结构的稳定性。在室内装修中,异形柱可以创造出更大的室内空间面积,可以为室内装修提供更加的空间,有利于提高建筑室内的美观性。围护墙结构一般都属于自承重隔墙类型,所以,在打洞的过程中,一定要做好设计的工作,避免影响承重墙的功能。在对建筑墙体的结构进行优化时,异形柱框架结构发挥着灵活性的优点,所以,异形柱框架结构在应用中得到了广泛的好评,这要使得这种结构得到了良好的推广。
2、异形柱框架结构的设计
建筑行业在发展的过程,采用的技术以及设备越来越多,采用的结构类型也越来越丰富,设计人员要保证结构的稳定性,还合理优化设计方案,保证异形柱框架结构的建筑工程可以高效、安全的顺利进行。
2.1结构布置
合理的结构布置是指平面布置及竖向布置均要实现科学合理,结构的平面和竖向布置宜简单、规则、均匀,兼顾建筑功能与结构功能的合理性。在工程设计中,应根据结构的平面布置和受力特点,结合具体的建筑平面布置L形、T形、和十字形等异形柱,以充分发挥异形柱在建筑使用上和结构受力上的优点,从而得到良好的技术经济指标。结构布置在平面和沿结构高度上刚度和质量要均匀布置,以减小结构在地震过程中的扭转影响和防止出现薄弱层。
另外,L形、T形和Z形截面异形柱的截面配筋具有非常明显的不对称性,试验表明就单个异形柱构件而言,其延性有较大缺陷。但是由对称布置的异形柱所组成的框架,则具有较好结构延性,所以结构的平面布置上组成框架的异形柱应尽可能对称。异形柱的肢厚较薄,其中心线宜与梁中心线对齐,尽量避免由于二者中心线偏移对受力带来的不利影响,平面节点处(轴线交叉点处)应尽可能设柱,避免主次梁搭接;在多层住宅中,异形柱宜布置在房间中影响使用的墙角处,其他部位从受力合理和施工方便考虑宜布置成矩形柱。
2.2计算要点
由于异形柱框架结构或异形柱框-剪结构的受力特征与普通框架或框-剪结构相同。异形柱框架结构的工作特点仍类似于竖向悬臂剪切梁,其变形曲线为剪切形,越向上其挠度增加越慢,但其抗侧移刚度通常要比普通框架小。而对于异形柱框-剪结构同一个结构单元中,既有框架又有剪力墙,两者之间仍然必须通过平面内刚性无限大的楼板使之在同一楼层变形协调一致,共同抵抗由风或地震引起的水平作用,其变形曲线仍然是一条反S形的曲线。故在进行异形柱框架结构或框-剪结构设计时,可采用经省级和省级以上组织鉴定通过的计算软件进行受理分析和配筋计算,有时梁、柱之间不可能完全对齐。故一般要求采用空间三维杆系分析模型程序来进行整体受力分析,如TAT、SATWE等多、高层三维空间分析程序。
3、异形柱结构的构造措施
异形柱结构设计应用,需要不断的改进与完善结构设计与施工方法,使异形柱结构能够更好的发挥其优越性,为城市现代化建设做出更大的贡献。
3.1采用高强度等级混凝土,可降低轴压比,对异形柱的延性也有好处。
3.2异形柱结构的显著特点是截面和配筋不对称,导致异形柱在两个方向强度和延性不对称。为了尽量降低这种影响,腹板端部配筋应在合理范围内尽可能多,而采用Ⅲ级钢筋能起到类似的作用。
3.3在实际工程中,异形柱的宽厚比一般均大于2.5;当异形柱截面肢厚小于200mm时,将会造成粘结强度不足及梁柱节点的钢筋设置困难,基于施工和外墙保温隔热等要求,故限制异形柱肢厚也不应小于200mm。同时考虑到稳定性等问题,柱肢厚度不宜小于楼层高度的1/20;对于二级抗震设计要求的底层异形柱,由于其计算长度较大,为了保证足够的侧向刚度和稳定性,故柱肢的厚度不应小于楼层高度的1/16。
3.4异形柱柱端箍筋加密区的箍筋应根据受剪承载力计算,同时满足体积配箍率条件和构造要求确定。对箍筋合理配置的研究中发现,当体积配箍率p相同时,要在箍筋间距s对受压纵筋支撑长度达到一定要求时,增大体积配箍率p,才能达到提高延性的目的。
4、结语
建筑行业在不断发展的过程中,施工质量以及效率越来越高,这有利于满足人们日益增长的对民用建筑的需求量。随着社会的不断发展,人们的审美眼光有所提高,对民用建筑的设计质量也提出了更高的要求,设计人员需要提高技术水平,要合理应用异形柱框架结构。异形柱框架结构是一种新型的结构类型,其有着较大的灵活性,可以保证建筑室内装修的效果。异形柱框架结构在现代化的民用建筑中有着良好的应用效果,其可以保证建筑的质量以及安全,可以促进我国建筑行业今后更好的发展。
参考文献:
[1] 叶靖,叶劲彤.浅谈异形柱框架结构的设计[J].中国高新技术企业.2007(05)
[2] 董永禄.异形柱框架结构设计探讨[J].中国高新技术企业.2008(17)
[3] 鲁光.对异形柱框架结构的分析探讨[J].企业家天地下半月刊(理论版).2010(02)
[4] 张健.异形柱框架结构的特点与设计[J].产业与科技论坛.2013(18)
关键词:异形柱;框架;结构;民用建筑;设计
异形柱框架结构在应用的过程中,一定要保证结构的稳定性,其在民用建筑中应用比较多,常见的异形柱形状主要有三种,分别是T型、L型以及十字型,采用异形柱结构,可以保证建筑设计的灵活性,可以扩大建筑空间,提高建筑的美观性。常见的建筑框架一般为圆柱形或者矩形,在应用的过程中,要保证柱的承载力,要保证建筑设计达到质量安全标准。应用异形柱框架结构,可以保证室内装修的效果。将异形柱框架结构应用在民用住宅设计中,要在保证建筑美观性的同时,提高建筑结构的稳定性。
1、异形柱框架结构的特点
异形柱在空间布局的应用中,有着较大的灵活性,将其应用在民用建筑设计中,需要合理利用异形柱的特性。异形柱框架结构的建筑一般美观性比较强,其可以扩大建筑空间的面积,可以保证建筑室内装修的美观性。在现代化的民用建筑中,异形柱框架结构应用比较多,其可以增加室内空间的利用面积,可以提高用户的满意度,所以,异形柱框架结构在建筑设计中有着良好的应用前景,在应用的过程设计人员需要做好优化工作,要结合建筑的功能以及业主的需求,对住宅设计进行优化。异形柱在应用的过程中,要保证建筑结构的抗震性,要做好柱网的优化工作,还要做好平面布置工作。异形柱与传统圆形、矩形柱相比,有着较多的优点,其可以节省建筑设计的成本,可以提高建筑的实用性。
异形柱在应用时,还要做好尺寸设计工作,要保证其宽度与围护墙厚度一致,框架梁与墙体的宽度需要保证一致,这有利于保证框架结构的稳定性。在室内装修中,异形柱可以创造出更大的室内空间面积,可以为室内装修提供更加的空间,有利于提高建筑室内的美观性。围护墙结构一般都属于自承重隔墙类型,所以,在打洞的过程中,一定要做好设计的工作,避免影响承重墙的功能。在对建筑墙体的结构进行优化时,异形柱框架结构发挥着灵活性的优点,所以,异形柱框架结构在应用中得到了广泛的好评,这要使得这种结构得到了良好的推广。
2、异形柱框架结构的设计
建筑行业在发展的过程,采用的技术以及设备越来越多,采用的结构类型也越来越丰富,设计人员要保证结构的稳定性,还合理优化设计方案,保证异形柱框架结构的建筑工程可以高效、安全的顺利进行。
2.1结构布置
合理的结构布置是指平面布置及竖向布置均要实现科学合理,结构的平面和竖向布置宜简单、规则、均匀,兼顾建筑功能与结构功能的合理性。在工程设计中,应根据结构的平面布置和受力特点,结合具体的建筑平面布置L形、T形、和十字形等异形柱,以充分发挥异形柱在建筑使用上和结构受力上的优点,从而得到良好的技术经济指标。结构布置在平面和沿结构高度上刚度和质量要均匀布置,以减小结构在地震过程中的扭转影响和防止出现薄弱层。
另外,L形、T形和Z形截面异形柱的截面配筋具有非常明显的不对称性,试验表明就单个异形柱构件而言,其延性有较大缺陷。但是由对称布置的异形柱所组成的框架,则具有较好结构延性,所以结构的平面布置上组成框架的异形柱应尽可能对称。异形柱的肢厚较薄,其中心线宜与梁中心线对齐,尽量避免由于二者中心线偏移对受力带来的不利影响,平面节点处(轴线交叉点处)应尽可能设柱,避免主次梁搭接;在多层住宅中,异形柱宜布置在房间中影响使用的墙角处,其他部位从受力合理和施工方便考虑宜布置成矩形柱。
2.2计算要点
由于异形柱框架结构或异形柱框-剪结构的受力特征与普通框架或框-剪结构相同。异形柱框架结构的工作特点仍类似于竖向悬臂剪切梁,其变形曲线为剪切形,越向上其挠度增加越慢,但其抗侧移刚度通常要比普通框架小。而对于异形柱框-剪结构同一个结构单元中,既有框架又有剪力墙,两者之间仍然必须通过平面内刚性无限大的楼板使之在同一楼层变形协调一致,共同抵抗由风或地震引起的水平作用,其变形曲线仍然是一条反S形的曲线。故在进行异形柱框架结构或框-剪结构设计时,可采用经省级和省级以上组织鉴定通过的计算软件进行受理分析和配筋计算,有时梁、柱之间不可能完全对齐。故一般要求采用空间三维杆系分析模型程序来进行整体受力分析,如TAT、SATWE等多、高层三维空间分析程序。
3、异形柱结构的构造措施
异形柱结构设计应用,需要不断的改进与完善结构设计与施工方法,使异形柱结构能够更好的发挥其优越性,为城市现代化建设做出更大的贡献。
3.1采用高强度等级混凝土,可降低轴压比,对异形柱的延性也有好处。
3.2异形柱结构的显著特点是截面和配筋不对称,导致异形柱在两个方向强度和延性不对称。为了尽量降低这种影响,腹板端部配筋应在合理范围内尽可能多,而采用Ⅲ级钢筋能起到类似的作用。
3.3在实际工程中,异形柱的宽厚比一般均大于2.5;当异形柱截面肢厚小于200mm时,将会造成粘结强度不足及梁柱节点的钢筋设置困难,基于施工和外墙保温隔热等要求,故限制异形柱肢厚也不应小于200mm。同时考虑到稳定性等问题,柱肢厚度不宜小于楼层高度的1/20;对于二级抗震设计要求的底层异形柱,由于其计算长度较大,为了保证足够的侧向刚度和稳定性,故柱肢的厚度不应小于楼层高度的1/16。
3.4异形柱柱端箍筋加密区的箍筋应根据受剪承载力计算,同时满足体积配箍率条件和构造要求确定。对箍筋合理配置的研究中发现,当体积配箍率p相同时,要在箍筋间距s对受压纵筋支撑长度达到一定要求时,增大体积配箍率p,才能达到提高延性的目的。
4、结语
建筑行业在不断发展的过程中,施工质量以及效率越来越高,这有利于满足人们日益增长的对民用建筑的需求量。随着社会的不断发展,人们的审美眼光有所提高,对民用建筑的设计质量也提出了更高的要求,设计人员需要提高技术水平,要合理应用异形柱框架结构。异形柱框架结构是一种新型的结构类型,其有着较大的灵活性,可以保证建筑室内装修的效果。异形柱框架结构在现代化的民用建筑中有着良好的应用效果,其可以保证建筑的质量以及安全,可以促进我国建筑行业今后更好的发展。
参考文献:
[1] 叶靖,叶劲彤.浅谈异形柱框架结构的设计[J].中国高新技术企业.2007(05)
[2] 董永禄.异形柱框架结构设计探讨[J].中国高新技术企业.2008(17)
[3] 鲁光.对异形柱框架结构的分析探讨[J].企业家天地下半月刊(理论版).2010(02)
[4] 张健.异形柱框架结构的特点与设计[J].产业与科技论坛.2013(18)