異型柱結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)思路

關(guān)鍵詞：異型柱結(jié)構(gòu)；住宅；設(shè)計(jì)思路 　 

　　1.前言 

　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市人口的增長，人們對居住的要求也越來越高，不僅要求使用面積大，而且要求凈空也高。高層和超高層建筑通常采用框架或框架剪力墻等結(jié)構(gòu)形式，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)通常采用矩形截面柱，而矩形截面柱的寬度大于柱與柱之間的隔墻厚度，房間的柱角凸出墻面，給室內(nèi)裝修和家具布置帶來極大的不便，同時(shí)也影響到平面有效面積的合理使用。如何合理地利用建筑物的有效面積，這對住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了一項(xiàng)新的要求。采用異型柱框架體系可以有效解決這一問題。 

　　異型柱結(jié)構(gòu)是目前多層和小高層住宅中較受歡迎的一種結(jié)構(gòu)體系，以T形、L形、十字形的異性截面柱代替一般框架柱作為豎向支承構(gòu)件而構(gòu)成的結(jié)構(gòu), 柱肢厚度與填充墻厚度相等，室內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)柱楞影響建筑功能，美觀實(shí)用。同時(shí)用較少的混凝土材料獲得較大的剛度，采用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體材料,減少自重。異型柱框架結(jié)構(gòu)體系博采了框架及剪力墻結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點(diǎn)，它將是今后住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展方向之一。 

　　2.異型柱設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 

　　2.1 結(jié)構(gòu)平面布置 

　　在一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，異型柱框架應(yīng)雙向布置，結(jié)構(gòu)平面形狀宜規(guī)則、對稱、質(zhì)量、剛度宜分布均勻，盡量使房屋的質(zhì)量中心和剛度中心重合，以減小 

　　扭轉(zhuǎn)帶來的不利影響。 

　　2.2 結(jié)構(gòu)豎向布置 

　　異型柱結(jié)構(gòu)體系沿豎向的質(zhì)量分布和剛度變化應(yīng)均勻，避免過大的外挑、內(nèi)收，造成結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度突變，產(chǎn)生薄弱層塑性變形集中現(xiàn)象。 

　　2.3 層數(shù)和高度 

　　在7度地震區(qū)，異型柱框架結(jié)構(gòu)的總高度不超過30 m、總層數(shù)不超過7層，相應(yīng)的填充墻自重不應(yīng)超過11kN／m2，框撐結(jié)構(gòu)的最大高度是45m，異型柱框剪結(jié)構(gòu)的最大高度是55m，最大高度值是根據(jù)建筑物自重為9kN／m2編制的。 

　　2.4 抗震等級(jí) 

　　抗震等級(jí)是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計(jì)算(指內(nèi)力調(diào)整)和抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)，共分為四級(jí)。抗震等級(jí)是按結(jié)構(gòu)類型、房屋高度、烈度確定的，不同的抗震等級(jí)，有相應(yīng)的計(jì)算要求和構(gòu)造措施。由于異型柱有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)性能，并考慮到建筑物越高，地震反應(yīng)越大，地震作用的危害性越大，異型柱的抗震等級(jí)要求嚴(yán)于矩形柱。 

　　2.5 最大軸壓比限值 

　　軸壓比是影響結(jié)構(gòu)延性的一個(gè)重要指標(biāo)，軸壓比與抗震等級(jí)、箍筋間距S和縱筋直徑d的比值S/d，箍筋直徑dv有關(guān)，抗震規(guī)范限制軸壓比是因?yàn)槲灰蒲有员入S軸壓比的增加而減小，這樣，在軸壓比較小的情況下，受壓區(qū)高度較小，發(fā)生大偏心受壓破壞，屬延性破壞。異型柱的延性弱于矩形柱，軸壓比限值要求嚴(yán)于矩形柱。 

　　3.異型柱結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路 

　　結(jié)合異型柱設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程及設(shè)計(jì)中存在的問題，本文提出幾點(diǎn)設(shè)計(jì)思路。 

　　3.1異型柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路 

　　3.1.1 加強(qiáng)軸壓比控制 

　　對異型柱框架結(jié)構(gòu)，柱的延性對于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響混凝土柱延性的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，在高軸壓比情況下，增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的控制對柱的延性影響至關(guān)重要。 

　　3.1.2 各層樓板及頂層屋面板厚度適當(dāng)加大 

　　由于異型柱結(jié)構(gòu)體系是空間受力體系，因此，加強(qiáng)樓板厚度可有效加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的空間受力特征，保證結(jié)構(gòu)各構(gòu)件協(xié)調(diào)受力。此外，加大樓板厚度還可以有效降低異型柱的扭轉(zhuǎn)受力，因此在異型柱的配筋計(jì)算過程中不必專門設(shè)置抗扭鋼筋。 

　　3.1.3 在異型柱內(nèi)拐角附近呈放射性布置一些板面鋼筋 

　　這項(xiàng)措施可加強(qiáng)版得反向抗彎能力，避免樓板表面出現(xiàn)裂縫。 

　　3.1.4 加強(qiáng)異型柱端部縱向鋼筋的配筋量 

　　對于柱肢寬厚比大于3.5及柱肢端部作用有較大的集中荷載時(shí)，對柱肢端部進(jìn)行構(gòu)造加強(qiáng)；在有必要時(shí)，也可于端部增設(shè)暗柱來實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)。事實(shí)上，增設(shè)暗柱還可以有效地防止構(gòu)件在受剪作用下的斜裂縫開展，增強(qiáng)構(gòu)件的延性性能。 

　　3.1.5 框架的縱向鋼筋不宜大于22mm 

　　這是由于異型柱結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求決定的。由于異型柱結(jié)構(gòu)在處理梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造是施工較為復(fù)雜，縱向鋼筋直徑在22mm以下時(shí)較易彎折而在施工中容易處理所致。 

　　 3.2 與異型柱結(jié)構(gòu)住宅配套的新型墻體設(shè)計(jì) 

　　對于這種異型柱結(jié)構(gòu)住宅使用新型墻體材料制作隔墻時(shí)比較容易處理。主要問題在于外墻的構(gòu)造及保溫性能。上述各種新型墻板對該住宅的適用性分析如下： 

　　3.2.1 對于一些非填充類的輕質(zhì)墻板，可以結(jié)合密肋龍骨外墻構(gòu)造與門式剛架廠房墻面構(gòu)造的特點(diǎn)，在異型柱之間安裝C形龍骨或墻檁，用螺釘將內(nèi)外墻板連接到龍骨上，在墻內(nèi)的龍骨之間填充保溫材料，這種做法保溫性能較好墻體厚度也不會(huì)太大。適用于此種方法的墻板有GRC平板, 纖維水泥板、OSB板和金屬板。 

　　3.2.2 對于復(fù)合保溫墻板，比如GRC復(fù)合保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯板等單獨(dú)使用時(shí)可以用作隔墻，用做外墻時(shí)保溫性能較差，通常需復(fù)合在主體墻（磚墻或鋼筋混凝土墻）外側(cè)來共同實(shí)現(xiàn)較好的保溫效果。 

　　4.結(jié)語 

　　住宅采用異型柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是今后發(fā)展的一個(gè)方向，隨著科技的進(jìn)步，審美觀念改變必然使的住宅建筑不斷的去擴(kuò)展自身的表達(dá)語匯而尋求發(fā)展。但是，我們也應(yīng)該分清楚，異型柱結(jié)構(gòu)框架是建筑中承重體系和服務(wù)部分，它不是建筑使用中的主要部分，住宅結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)首先要遵循住宅建筑設(shè)計(jì)的一般原則，然后才是發(fā)揮結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。  

　　參考文獻(xiàn): 

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