建筑结构设计新手教程(下).docxVIP

小高：方案阶段首先我解释几个概念剪力墙：这里指一般剪力墙，钢筋混凝土实体墙，其墙肢截面高度与厚度之比大于8的墙体短肢剪力墙：墙肢截面高度与厚度之比大于5~8的剪力墙异型柱：异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。规范点：1.砼规范10.5.1指出，当构件截面长边大于其短边的4倍时，宜按墙的要求进行设计2.高规7.2.5指出，当hw/bw不大于3时，宜按框架柱进行截面设计，底部……短肢剪力墙结构体系短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。这种结构型式的特点是：①结合建筑平面，利用间隔墙位置来布置竖向构件，基本上不与建筑使用功能发生矛盾；②墙的数量可多可少，肢长可长可短，主要视抗侧力的需要而定，还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置；③能灵活布置，可选择的方案较多，楼盖方案简单；④连接各墙的梁，随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内，可隐蔽；⑤根据建筑平面的抗侧刚度的需要，利用中心剪力墙，形成主要的抗侧力构件，较易满足刚度和强度要求。异形柱结构 异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。 这种结构的特点是： ①由于截面的这种特殊性，使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异； ②对于长柱（H/h4）可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。而对短柱（H/h4），剪切变形占有相当比例，构件变形能力下降。异形柱通常在短柱范围，且属薄壁构件，即使发生延性的弯曲形破坏，也因截面曲率M/EI或εcu/χ(εcu为砼的极限压应变，χ为截面受压区高度)较小，使弯曲变形性能有限，延性较差； ③异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，而该剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显； ④特别是异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差。由国内外大量的试验资料和理论分析［2］，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等，影响其破坏形态的因素有：荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比（剪跨比），配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。由于其受力性能的复杂，设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性。异形钢筋混凝土柱的计算与绘图1. 异形柱的应用和特点异形钢筋混凝土截面柱，指的是除矩形、圆形以外的截面形式，如工形、L形、T形、Z形、十字形等截面形式。这种截面形式常用于多层住宅结构，由于其符合室内布置的要求，且与墙体（这里指填充墙）连接良好，而在工程中应用越来越多。以前计算异形截面柱，一般是把这类截面简化，并等效成矩形截面近似计算，这种方法难以计算出异形柱真实的受力和各段配筋。如图1所示，为一异形柱的实际工程平面，若按简化方法，则难以定位，如：柱的位置、梁的计算长度、荷载作用等，再加上有十几层同时简化，则误差人为加大，计算结果可信度太差。图1. 异形柱结构平面图异形柱的形式往往与短墙肢相似，异形柱的柱肢长些就可称为短墙肢，因此很难划分这两者的界限，所以在设计中需要寻求较好的通用方法。2. 异形柱的定位和输入在PKPM软件中，异形柱的定位和导荷载由PMCAD模块完成，其操作过程与钢结构类似。2.1 异形柱的平面输入在PMCAD主菜单A的人机交互建模中，对异形柱一般使用第5、6类型截面来定义。第5类截面是槽形或Z形，可通过使其某一肢长为0 定义成L形截面。第6类是+字形截面，除可用来直接定义成+字形截面以外，还可通过使其某一肢长为0 定义成T形截面，使其两个肢长为0定义成L形截面。在定义截面材料时应定义成混凝土。对2、5、6截面类型的定义中应注意参数的形式，如槽形截面的悬臂部分的正负方向问题等。在平面定位时，对2、5、6类截面是以竖向肢的中点来定位的，这在异形柱的布置时要注意。异形柱在输入时会大量地使用偏心及转角，尤其是转角给输入带来不便，这时，可以把截面相同但转角不同的异形柱多定义几种截面。2.2 异形柱结构的导荷载异形柱结构的导荷与普通梁柱结构的区别，在于梁的长度。随着异形柱柱肢的加长，梁的长度变短，荷载对柱的分配就越多，这与剪力墙导荷类似。3. 异形柱的计算和配筋在PKPM软件中，异形柱的计算和配筋由TAT和SATWE模块完成，由于异形柱是一空间受力体系，所以不宜用平面杆系程序计算。3.1 异形柱的计算