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对天津《异形柱技术规程》的若干思考
hhh






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2004-4-9 12:18    顶部


异形柱结构在住宅结构中有其独特的优势,<钢筋混凝土异形柱结构技术规程>征求意见稿已发布,王老师在本栏目也开设了连载异形柱结构设计疑难释义 ,现将我个人对已发布的天津市标准《异形柱结构技术规程》一些具体条文的若干思考,以连载形式发出,希望朋友们参与讨论,也希望全国规程早日问世。
  
(一)对规程3.3.1的思考
规程3.3.1是关于抗震等级的确定,依据是抗震规范6.1.2条和高规4.8.2条,并根据异形柱结构的特点做了更严格的调整。但这三本规范都没有涉及到在框剪结构中是否可以采用短肢剪力墙。
  
高规7.1.2:高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
  
短肢剪力墙尚须一般剪力墙的支持,将其作为异形柱框-剪结构中的剪力墙,担负起抗震第一道防线的任务显然是不合适的,因此建议当框剪结构高度超过28米,即为高层时,剪力墙应主要由一般剪力墙构成,其中少许的短肢剪力墙应比一般剪力墙抗震等级提高一级。
  
当高度未达到28米,可加少量短肢剪力墙以控制位移或者在楼梯间设短肢墙来避免短柱,此时墙的抗震等级可按现规程。但当短肢墙承担地震倾覆力矩50%以上时,短肢墙抗震等级应提高一级。
  
另外,在“当剪力墙承担地震倾覆力矩不超过总力矩的50%时,其框架部分抗震等级应按框架结构采用”这句话之后,应加上“最大适用高度可比框架结构适当增加”。这是有必要的,其含义是:此种结构的抗震性能,变形特征以及适用高度是在典型的框架结构和框剪结构之间。
  
目前规程在框剪结构中抗震等级的划分是以30米为界,建议改用高规的界限28米。
  
不成熟的意见,欢迎讨论。
hhh






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2004-4-9 13:13    顶部


(二)对规程7.3.3的思考
此条是关于梁柱节点的构造。
  
(1)这里存在最大的问题是如何满足“强剪弱弯”的抗震要求。
以图7.3.3-1中横向梁为例,假如梁宽300,柱宽200,柱筋直径20,保护层厚度30,则两梁纵筋间距在柱边为300-(50+30+20)X2=100,即箍筋宽度变为100,梁的抗剪截面严重削弱,如何在强震中满足“强剪弱弯”是个值得关注的问题,应对此进行研究,如果有必要,应补充验算公式。
  
(2)由于梁筋在支座处弯入支座,梁腹部在靠近支座的1米左右距离形成由15mm-100mm的楔形素混凝土区域,而混凝土规范规定,保护层大于40,应采取抗裂措施,因此建议在腹板中增加梁侧筋,无须用箍筋固定,直接贴柱筋外侧伸入柱中即可。
  
(3)提醒在设计中应注意纵筋的间距,200宽柱,20柱筋,净距只有100,即排列3根梁纵筋,满足构造的最大的直径16,这是很多设计者容易忽略的。因此当梁宽《柱宽时,最好梁筋一排只配2根。
hhh






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2004-4-10 09:10    顶部


(三)对规程7.3.5的思考
其中第三条是对梁支座处纵向受拉钢筋最大配筋百分率限值的要求。看看其条文说明:在地震作用组合内力作用下,支座处纵钢筋有可能一侧受拉,另一侧受压,会引起钢筋在节点区的锚固长度不够,。。,设计时不应考虑纵向钢筋的受压作用
  
而在抗震规范6.3.3:梁端纵向钢筋的配筋率不应大于2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比,。。,二三级不应大于0.35。
  
可见二者的区别在于是否考虑受压钢筋的作用。作为异形柱结构,似乎没有特殊的理由使“钢筋在节点区的锚固长度不够”,这样规定,虽然减小了梁端钢筋的最大配筋率,使塑性铰更可能出现在梁端,但也可能给梁的设计带来困难,比如采用C25,HRB400,最大配筋率限制仅为1.1%,采用C30,HRB400,也仅为1.4%。
  
个人认为此条规定值得商榷,实现强柱弱梁有相应的调整系数和计算公式,如无充分依据,建议此条直接按抗震规范要求即可。
hhh






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帖子 1601
2004-4-10 16:15    顶部


(四)对规程7.2.1的思考
  
7.2.1:抗震设计时,框架柱的净高与柱截面长边之比不宜小于4,不应小于3
注意,是不应。
但是,楼梯间柱通常是不满足这一条的。
  
对比一下抗震规范6.3.7的注:剪跨比小于1.5的柱。轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。这里实际上留了个活口,知道在实际设计中是不可能避免的。实际上一般工程楼梯间短柱无非采用加强纵筋和全高加密箍筋来处理。相比之下,《异形柱规程》显得稍欠圆滑。如果真的不能如抗震规范这样规定,在条文说明中最好能给出一定建议或措施。
  
就我所知的几种做法发表一下看法:
(1)楼梯柱伸牛腿搭楼梯梁。---抗震整体性不好。如为增强整体性,在节点处后浇混凝土,则仍是短柱。
(2)楼层梁上起小柱搭楼梯梁,不会形成短柱,但小柱的抗震性不好。
(3)楼梯柱用矩形柱代替,仍是短柱,但责任推给了抗震规范。另外不能实现完全的不露柱,心理或许有些不舒服。
(4)采用短肢剪力墙或剪力墙,是我喜欢的方法,避开了短柱问题,抗震也好,当然要注意扭转。为避免吸引过多的地震作用,可调整墙肢长度或开竖缝,一般调整起来不会很难。
hhh






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帖子 1601
2004-4-17 21:09    顶部


(五)对异形柱结构中使用扁平柱的思考。
  
一字形柱未列入规程,原因个人认为大概有:
1.延性差
2.两主轴方向刚度相差大,平面外刚度太弱,较难满足强柱弱梁
3.节点抗剪能力差
并参见王老师异形柱结构设计疑难释义 中介绍。个人认为主要限制是第一条,第二条可通过算验算确定是否满足,第三条即可以用规范节点公式验算,也可在梁端水平加腋以解决。
既然规范不推荐使用,在有进一步结论之前,设计者应避免使用一字柱。避开的方法有二,一是减小长宽比,使之满足普通柱的要求,即长宽比不大于3。其实如果满足剪跨比不大于2的要求,设层高2800,梁高400,则柱长边不大于(2800-400)/4=600,因此无论采用200X600或250X600柱,都可视为普通柱。
抗震规范6.3.4:一二级框架梁内贯通筋直径,对矩形柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20
6.3.6:柱截面的宽度和高度均不宜小于300。
由此综合考虑,在异形柱结构中使用扁平柱是可以的,建议最小厚度取250,梁纵筋用3级钢,直径不超过12。各项验算同普通框架柱,构造和轴压比建议控制更严格一些。
  
另一个方法是将柱加长变为剪力墙,这样做就避开了规范限制,当变为普通墙时,应注意单片剪力墙设计的各项注意事项;当变为短肢墙时,受力与一字柱相比没有本质的改善,如前贴所说,个人认为异形柱+短肢墙的体系应慎重。
hhh






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帖子 1601
2004-6-3 09:02    顶部


(六)对规程8.0.8的思考
  
8.0.8:异形柱混凝土应连续浇筑,分层振捣,且每层柱高范围内不得留置施工缝。
  
混凝土施工规范允许施工缝留在梁底,也允许留在楼板顶,规程这样规定本意是保证异形柱的整体性,但个人认为恐怕会适得其反,柱合上模板,从楼板顶浇灌混凝土,要作到分层振捣几乎是不可能的,混凝土质量如何保证,如果浇注质量无法保证,再精确的计算也变的没有意义。
  
去年《建筑结构》上有篇文章,专门分析了施工质量对台湾集集地震震害的影响,我记的其中分析混凝土柱浇注质量低劣的最主要的原因就是整层浇注,节点区有梁纵横钢筋,柱纵筋,加密箍筋,柱下部也有箍筋加密区,要做到整层浇注而柱下部混凝土密实是很不容易的,因此文章明确提出不应整层浇注。而在高规上,即使抗震等级为一级的框架柱和剪力墙均没有整层浇注的规定,必要时可验算施工缝的抗剪。而且由于异形柱自身的特点,截面小,节点区钢筋比普通柱更加密集,因此本条每层柱高范围内不得留置施工缝的要求个人认为是很不合适的,建议取消。
WYQ






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帖子 5213
2004-6-3 21:03    顶部


8.0.8:异形柱混凝土应连续浇筑,分层振捣,且每层柱高范围内不得留置施工缝。  
  
我了解:《异形柱技术规程》的意思与混凝土施工规范同,允许施工缝留在梁底,也允许留在楼板顶。
hhh






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帖子 1601
2004-6-3 21:29    顶部


请教王老师,如果允许留在梁底,每层柱高范围内不得留置施工缝该如何做到?也许所指的“柱高范围”不包括节点区,但起码是不明确的,因为留在梁底,实际一层是分两次浇注的,很容易引起人的误解,比如我,呵呵~~
WYQ






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帖子 5213
2004-6-7 22:07    顶部


(二)对规程7.3.3的思考  
此条是关于梁柱节点的构造。  
  
(1)这里存在最大的问题是如何满足“强剪弱弯”的抗震要求。  
以图7.3.3-1中横向梁为例,假如梁宽300,柱宽200,柱筋直径20,保护层厚度30,则两梁纵筋间距在柱边为300-(50+30+20)X2=100,即箍筋宽度变为100,梁的抗剪截面严重削弱,如何在强震中满足“强剪弱弯”是个值得关注的问题,应对此进行研究,如果有必要,应补充验算公式。
  
  
个人认为梁箍筋靠近梁中心放一些不会明显造成梁抗剪强度的降低,另规程又规定:“在梁筋进柱弯折处应设置不少于2φ8的附加封闭箍筋”。所以不会由些妨碍“强剪弱弯”的实现。
WYQ






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帖子 5213
2004-6-9 06:56    顶部


hhh:我已与编制组其他成员讲过,拟采纳你的意见改为“柱净高范围内不应留施工缝“。
hhh






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帖子 1601
2004-8-18 10:08    顶部


WYQ wrote:
个人认为梁箍筋靠近梁中心放一些不会明显造成梁抗剪强度的降低,另规程又规定:“在梁筋进柱弯折处应设置不少于2φ8的附加封闭箍筋”。所以不会由些妨碍“强剪弱弯”的实现。

虽然从现在混凝土梁的抗剪公式中,箍筋的宽度影响没有体现,但可以想象,箍筋越窄,意味着对梁端混凝土的约束越弱,梁抗剪能力应随之下降,至于是否明显,恐怕缺乏这方面的实验。
  
至于“在梁筋进柱弯折处应设置不少于2φ8的附加封闭箍筋”。我想这主要是为了避免纵筋受拉时,在转折处向外“绷”的力,与抗剪关系不大。
阿修罗 (ASURA)






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帖子 655
2005-10-11 16:44    顶部


hhh wrote:
(六)对规程8.0.8的思考

8.0.8:异形柱混凝土应连续浇筑,分层振捣,且每层柱高范围内不得留置施工缝。

混凝土施工规范允许施工缝留在梁底,也允许留在楼板顶,规程这样规定本意是保证异形柱的整体性,但个人认为恐怕会适得其反,柱合上模板,从楼板顶浇灌混凝土,要作到分层振捣几乎是不可能的,混凝土质量如何保证,如果浇注质量无法保证,再精确的计算也变的没有意义。

去年《建筑结构》上有篇文章,专门分析了施工质量对台湾集集地震震害的影响,我记的其中分析混凝土柱浇注质量低劣的最主要的原因就是整层浇注,节点区有梁纵横钢筋,柱纵筋,加密箍筋,柱下部也有箍筋加密区,要做到整层浇注而柱下部混凝土密实是很不容易的,因此文章明确提出不应整层浇注。而在高规上,即使抗震等级为一级的框架柱和剪力墙均没有整层浇注的规定,必要时可验算施工缝的抗剪。而且由于异形柱自身的特点,截面小,节点区钢筋比普通柱更加密集,因此本条每层柱高范围内不得留置施工缝的要求个人认为是很不合适的,建议取消。

上海异形柱规范8.3.3:混凝土施工缝宜留在楼板平面标高处。可以参考看看
ldp_tong






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帖子 441
2006-2-4 17:39    ICQ 状态 顶部


我就不明白,对施工缝其留与不留,留在什么地方也会呈现出这么大的的地方性差别?另外好像是还没有看到有关箍筋宽度对梁斜截面承载力的影响,这种影响从主观方面判断是肯定有的,但从受剪理论上看好像又无关紧要了,那么是否可以认为:梁的双肢箍可以改为两个单肢箍呢?我看未必!
shucheng123






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帖子 35
2006-3-10 16:19    顶部


看来天津《异形柱技术规程》还有许多斟酌的地方。对7.3.3条两方向梁高不等时,较高梁下部纵向钢筋在节点区域保护层厚度不小于50,如何体现和实现?
7.2.10条因填充墙形成的短柱,怎么理解,一般柱间不都设填充墙吗?
WYQ






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帖子 5213
2006-3-11 07:07    顶部


7.3.3条在条文说明中说的很明白;

7.2.10条是指填充墙不到顶形成的短柱,抗震规范有类似条文。
myx963






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帖子 34
2006-11-1 05:59    顶部


请问各位老师,
1、在《天津异型柱规程》和《高规》中都明确规定了“刚度比”的要求值,但是数值不同,可国标《异型柱规程》中没有明确“刚度比”的值要求,只是说过渡均匀,请问,如果设计时以哪个为准?
2、在多层中,且在7度0.15g时,高度没有超过18m时,我认为这时候做纯异型柱时,那就是可以按照框架来控制了,跟楼主提到的小于22m时候也要布断肢剪力墙的意见好像不太一样,请多指正!
3、在多层中,且在7度0.15g时,高度超过18m时,我在建筑四角和电梯间和楼梯间两侧布置剪力墙,其它地方还是以异型柱为主,这样位移最不利出达到1/1056,我感觉刚度差不多,因为不还是有一条原则是建筑物的刚度不能太刚,也不能太柔嘛,太刚对抗震不利,只是现在我的剪力墙承担的地震倾覆力矩比和剪力比超过50%,那我那我异型柱和边缘构件按柱子控制不就得了,这样我认为适中,对抗震有利,请老师多多指正!
  
这只是个人的迂拙认识,请老师多多指正!
WYQ






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帖子 5213
2006-11-14 21:29    顶部


1、行业标《异型柱规程》中没有明确“刚度比”的值要求,只是说过渡均匀,请问,如果设计时以哪个为准?
  
当是高层时要符合《高规》;可不按天津《异形柱规程》,因行业标准比它新。
冰心火






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帖子 8
2007-1-25 22:02    QQ 顶部


各位同行
        能否讨论一下,对异型柱的研究还要多长时间可能会告一个段落而趋于完善。日前结构方向研究的人数相当多,只要有一个新的方向就有很多人来研究,这也促进了我们结构方面科研的发展,同时,我感觉对我们方向的人员也有了不少的压力。
        在下未能在良好的结构氛围内学习,学识浅薄,希望能与大家经常交流一下该方向的宝贵经验。
  
:(请不要重复发贴
吴冠






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帖子 83
2007-5-24 10:02    顶部


请教各位同行
  
      底层商铺框架柱,上部住宅异形柱。规范里有一条,异形柱可出矩形柱1/6柱肢,施工怎样很好保证质量?
吴冠






积分 63
帖子 83
2007-5-24 10:07    顶部


接上话题,可能没说清楚
就是指施工时有什么注意事项
WYQ






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帖子 5213
2007-5-24 19:02    顶部


征求意见稿有“异形柱可出矩形柱1/6柱肢”,《规程》改为矩形柱宜包柱异形柱。如果异形柱出矩形柱,纵筋可在梁高范围内弯折过渡到异形柱,其它纵向受力纵筋应有足够锚固长度或就是矩形柱的纵向受力筋延伸来的。
zengxq






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帖子 44
2007-8-14 11:03    QQ 顶部


请问王教授:
1.规程中对异形柱的定义为截面高度与截面厚度之比小于等于4,那么在设计的过程中出现小于3的异形柱在设计中能否按<高归>中的要求,其截面设计按框架柱进行设计,其他的按异形柱进行设计呢?
2.对于3.1.2条附注2中房屋最大高度比框架结构适当增加,那么增加的幅度为多少?
zengxq






积分 66
帖子 44
2007-8-14 11:06    QQ 顶部


接上面的,我说的按高归要求,改为参考高归要求.
WYQ






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帖子 5213
2007-8-14 20:03    顶部


1、形状是L、T、+字形且肢厚小于300mm,不论截面高度与截面厚度之比小于3与否,只要不大于4,都要按异形柱规程进行设计。
  
2、最大可提高20%,即由框架部分承担51%弯矩提高20%到框架部分承担100%弯矩提高0。
shasha52






积分 2
帖子 3
2008-6-28 21:53    顶部


我做了一个3层框架,发现在地震作用下的配筋,尤其是上部配筋比较小,而又要满足正常情况下的裂缝要求,在此正常情况下的裂缝需要的配筋比地震作用下的还大,我很疑惑,应如何配筋呢?如果按照裂缝的话,在地震下梁端就 不会出现塑性绞了,满足不了强剪弱弯的要求了,希望各位大侠指点指点,小妹不甚感谢!
WYQ






积分 8636
帖子 5213
2008-6-28 22:18    顶部
如果是顶层梁的话,不要求强柱弱梁。

但强剪弱弯还是要的,且不会有什么困难。
Echo1213






积分 5
帖子 7
2008-7-5 17:33    顶部
请教王老师:
       关于Z形柱的研究还有没有可用的价值?在工程中是否应该尽量避免Z形柱?我的毕业论文(硕士)想写关于Z形柱的东西,王老师可不可以给点建议!
WYQ






积分 8636
帖子 5213
2008-7-5 19:02    顶部
要想工程中用上Z形柱,关键是解决其上的梁柱节点受剪性能(承载力、刚度、梁柱构件组合体的延性等)。
sunyanbin






积分 9
帖子 9
2008-12-18 15:12    顶部


结构专业主要从以下几方面考虑节省成本。

一.        基础型式的确定
基础型式的确定直接关系到建筑的造价和施工的周期。因此,基础型式的确定至关重要。一般的,如地质条件允许采用天然地基要优于采用桩基,否则应采用人工地基,即桩基,目前长春地区桩基采用预制方桩或静压管桩较为普遍,这两种桩质量可靠,施工速度较快,但造价较高,我们建议可根据工程的实际地质情况能否采用载体桩或超流态桩,这两种桩施工速度稍慢些,但造价较低,大面积使用可取得良好的经济效益。

二.        上部结构型式的确定
上部结构型式的确定直接关系到工程的造价、施工的周期、使用的合理等,至关重要,要根据实际情况经过简单的计算而定,几种方案可供工程的参考:
1.短肢剪力墙结构:该结构抗震性好,使用合理,但造价较高,施工周期略长。
2.异形柱结构:该结构造价较低,使用合理,但抗震性差,施工略复杂,且高度受限制不宜大于21米。
3.框架剪力墙结构:(框架柱为异形柱) 该结构造价相对短肢剪力墙要低,使用合理,但剪力墙布置受限,应视建筑方案确定能否实现。

三.        具体细节问题
在大方案确定后,具体设计中有一些细节问题很重要,提出以下几类供参考:
1.        结构设计中的位移角的控制。该值在满足规范要求的前提下也有一个经济数值,要视具体工程在实际计算中调整方案达到经济值。
2.        荷载取值的问题。确定荷载是结构计算的前提,该项工作要根据具体情况精细确定,如“地热”荷载,若简单的按100mm或80mm厚粗砂确定就没明显偏大,适当考虑地热管占据的空间就可达到减少荷载0.5~0.8KN/m2。
3.        标准图选用的问题。设计中经常用到标准图,国家标准图是泛图,应用面较宽,具体设计时应视实际情况可适当修改,如省标地沟盖板,通车的盖板厚140mm且配筋较大,这种盖板是按后轴重70KN设计,而居住小区车库中停放的车大部分是小车,整体车重也达不到70KN,因此应对此种盖板修改,不应泛泛地采用。
4.        楼板配筋的问题。楼板配筋习惯做法采用Ⅰ级钢,可根据具体实际采用冷轧带肋或Ⅲ级钢代替,达到节省投资的目的。

以上措施仅是对以前工程经验的部分总结,今后我们会对具体实际工程提出更多,更切实可行的措施供参考。
不停的男人






积分 -4
帖子 7
2010-3-16 14:42    顶部


大家好,我有个问题想找大家帮帮忙,钢结构做异型的角度,怎么计算,才能作出规定的角度呢?
 


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