钢结构异型柱框架的应用和发展?
本文主要介绍异型钢结构框架的在高层建筑体系的应用,分析了该体系在钢结构能够利用的原因,对异型钢结构柱的优点进行了分析,并对各种异型柱的应用特点,进行了简单的分析和比较。
结构设计的基本任务是在结构的可靠度和经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使建造的结构在规定的条件和使用期内,能够满足预定的安全性,适用性和耐久性等功能要求,这就要求设计人员在安全和经济综合考虑,合理的结构体系之关重要,目前的主要的是混凝土结构和钢结构,由于混凝土结构很多缺点,和科技的进步和环保意识的提高,钢结构得到了很大的发展。
钢结构作为建筑体系的优势在于,钢结构有利于工业化和产业化的生产,钢结构是绿色建筑,节能建筑,钢结构提高了空间的利用率,钢结构建筑的重量轻,体量小,而且本身有良好的延性,因此钢结构的抗震性能非常好,钢结构的施工周期短,提高了资金投资的效益和施工现场文明。
所谓异型柱框架体系是指全部或部分采用L字型,字型,Z字型及一字型等非矩形截面柱与矩形或T型截面组成的梁柱结构体系。
1异型框架的结构应用
1.1异型柱的框架主要优点
1)柱的平面布置很灵活,异型柱结构的围护墙都是非承重的轻质隔墙,受建筑的限制较少,可以满足业主对大开间建筑的需求。
2)异型柱框架与矩形框架相比,抗震性能有明显的提高,质量减轻是其抗震提高的主要原因,此外,抗侧刚度对抗震性能的提高也有一定的影响。
3)钢结构异型柱框架避免了混凝土的阴角和阳角部位存在应力集中现象和地震时的破坏严重。
1.2异型柱的框架的结构布置
随着生活水平的提高,人们对住房的要求越来越高,由于异型柱框架具有室内无柱楞,不妨碍家具的摆设,可增加使用面积4%—8%,可选择填充墙的墙体材料等优点。
1.3异型柱的构造措施
异型柱框架的构造应满足现行国家结构设计,施工规范的基本要求。考虑到异型柱的特点,应采取下面的构造措施,在结构体系上,应从严把握概念设计的原则要求,力求结构平面规整,结构刚度均匀,构件传力直接,明确,最好不做错层结构,柱的轴压比应满足一定的要求,并应当适当修改。
异型柱框架的构造,T型柱的可以采用一个工字钢和T型钢焊接成,根据具体的墙体的厚度,采用适当的填充材料,使柱体和墙体形成有机的整体,在美观的同时不会出现应力的集中的现象。,
2异形柱的计算方法
2.1刚度等效原则
对于多高曾框架来说,对结构内力分析影响最大的是柱子的形心主轴惯性矩,而截面面积和抗扭矩影响很小,因此只要保证异形柱形心主轴惯性矩正确进入电算程序中局部坐标系下的单元刚度矩阵,就能较准确的计算出异形柱框架的内力和变形,为了使现有的高层钢结构分析软件在计算异形柱框架能够反应这一要求,应该按照等效刚度的原则。
2.2采用中国建科院刚结构软件STS和SATWE-8程序直接对异形柱进行计算。
3各种异形柱的比较
由于应用的结构具体的位置不同,各种异形柱的所受外力有很大的区别,各异形柱的承受的极限形式又不相同,对于比较各异形柱的经济性相对比较困难,在实际应用中只有根据工程的特点来具体选择,本文只简单比较各异形柱的力学性能,应离集中部位对不同作用方向的不同柱有很大的不同,L形的柱截面的绝对最大剪应力的位置稍微偏离截面突变处,对于T形柱截面,当外力作用在对称方向时,最大剪应力的位置稍微偏离截面突变处,而外力作用在非对称方向时,最大的剪应力仍在截面突变处,字柱面的最大剪应力总在截面突变处。
4异形柱设计的存在问题
异形钢柱是在一般是在工字形截面上增加一个T形截面,相应增加了弱轴方向的截面特性,特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接,优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接,加强了工字钢柱的弱轴稳定,对结构安全有有利影响,但是在异形柱在结构分析中还存在问题,要解决的问题有:
1)弱轴上增加T型构件后,截面特性的确定,
2)异型钢柱局部稳定性计算,
3)梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析(普通杆系计算软件你能解决),理想的计算模型应该采用有限元整体建模进行内力分析,可以解决上述的问题,但是建模的工作量太大。
异形柱的设计中面临的另一问题,就是异形柱框架在地震作用下破坏严重,异形柱框架在设计中存在很多的问题:1)异形柱框架结构不对称时,扭转对其受力的影响2)异形柱框架结构在地震作用下的弹塑性分析3)异形柱框架结构在截面设计方面的软件的开发。
异形柱在地震的破坏的主要原因可归纳为:
1)异形柱框架结构的设计方法不完善,
2)异形截面柱的强度有别别于普通的规则柱,
3)异形截面柱的破坏形态不同于规则的钢结构柱。
5.异形柱框架的发展
我国自1949年后,钢结构就在大跨重型工业厂房,大型公共建筑和高耸结构中就得到了应用,尤其在近20年来,钢结构更加应用于土木工程中,随着我国科研和设计人员的不断探索和研究,出现了新的结构类型,异形框架柱就是其中的一种。在科技的进步和人民生活水平的提高,钢结构被应用于高层住宅中,得到了较好的效果。由于钢结构本身的一些特点,将会越来越多的运用到高层住宅中去,由于住宅的特殊要求和审美观念的要求,我们相信异形框架柱将在高层钢结构住宅中担当重要的结构体系,异形柱也将的到更高的认识和研究。
为了更好的应用该结构体系,我们认为应该做到以下几点:
1)通过回访,及时总结已建成的运用该结构体系的住宅经验,
2)加快相关技术标准,规范,规程的制定和修改,使与钢结构异形柱有关的所有部门和人员工作起来有据可依,
3)重视有关钢结构住宅的技术人员的教育和培训,提高专业队伍的素质。
6.结束语
钢结构住宅是今后发展的一个方向,随着科技的进步,审美观念改变必然使的钢结构住宅建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们提倡的是抛弃风格,从结构的理性主义出发,从现代和传统的建筑结构中吸取精华,创造出技术和艺术有机融合的钢结构住宅的精品建筑。我们要分清楚,钢结构异形柱框架是建筑中承重体系和服务部分,它不是建筑使用中的主要部分,钢结构住宅的设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则,然后才是发挥钢结构的优势。
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建筑工程中异形柱框架结构设计探讨 异形柱框架结构好不好
2 异型柱框架结构的设计要点 2.1 结构布置 与—般钢筋混凝土框架结构相比,异形柱框架结构在结构布置时应注意以下要点:(1)为了避免扭转带来的不利影响,结构平面宜尽量对称,使平面和刚度均匀,两个主轴方向应协调布置;如果有明显的不对称,应考虑扭转对结构受力的不利影响。(2)异形框架宜双向设置...
异形柱框架结构【浅析异形柱框架结构设计】
2.3.3 各柱肢应尽量对齐,使柱肢与梁一起构成较规则、多跨的抗侧力体系,2.3.4 异形柱应重点布置在房屋中影响使用的墙角部位,其它部位从受力合理和施工方便两个方面考虑宜采用矩形截面柱。这样兼顾了使用和安全两个方面,充分发挥了异形柱使用和受力的特点。3异形柱框架结构设计方法 异形柱框架...
异形柱结构设计问题综述?
异形柱指的是除矩形、圆形以外的截面形式,如T形、十字形、形等截面形式它的优点是,柱肢基本与填充墙等厚,使室内不出现柱楞,便于室内灵活布置,又可增加使用面积。异形柱结构分为异形柱框架结构和异形柱框架一剪力墙结构,各种结构各有不同的适用高度,且均比普通柱结构要求更严。2异形柱的受力性能2.1承载能力异形...
谁能大概说说 异型柱框架结构 的特点?
1、混凝土异形柱框架结构的特点 异形柱:截面几何形状为L形、T形、和十字形,截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱。混凝土异形柱框架结构:是以异形柱代替一般框架柱,和梁刚性连接组成的承受竖向和水平作用的结构。(1)异形柱与矩形柱具有不同的截面特性及受力特性,实验研究及理论分析表明:异形柱的双向...
型钢混凝土异形柱结构的性能设计方法及其工程应用内容简介
本书详细探讨了型钢混凝土异形柱结构的多方面性能,包括其基本力学性能、抗震性能以及设计计算理论。共分为10个章节,内容涵盖了概述、抗震性能的试验与分析,如正截面和斜截面的承载力试验,反复荷载下的粘结滑移性能,以及型钢高强混凝土短肢剪力墙的抗震性能测试。此外,书中还深入研究了异形柱框架节点的...
混凝土异形柱结构构造内容简介
适用于非抗震设计以及抗震设防烈度为6度、7度(0.1g、0.2g)和8度(0.2g)地区的各类居住建筑中的一、二、三类环境条件下的结构应用。图集详细阐述了混凝土异形柱结构的构造要点,涉及以下几个方面:不同抗震等级的混凝土异形柱框架结构中,纵向受力钢筋和箍筋的配置规定。针对抗震等级的混凝土异形柱...
异形柱总结
然而,由于其诞生时间相对较短,相关理论研究尚未成熟,实验数据积累有限。目前,国家层面的规范并未对异形柱的计算、设计及构造提供全面的指导,只有部分地方标准,如河北省、广东省和天津市的标准,为结构设计提供了参考依据。尽管如此,异形柱框架结构以及与剪力墙结构相结合的应用呈现出广阔的需求空间。在...
四层框架结构异形柱尺寸要多少
这要看柱间距,一般500x500或450x450足够了,但在住宅中一般宜在墙角顺墙角形状设置异形柱,或在墙中设置扁柱,这样不浪费空间。如果底层是商服需要大空间,商服以上有梁上柱,那地层柱最好大点600x600以上,具体还要控制轴压比。5米的边梁,250*500,上2跟18的下3根20的,箍8的100\/200。5米的中...
异形柱异形柱的受力性能及其轴压比控制
例如,对于s\/d=5、4的情况,L形截面柱的轴压比限值分别被限制在0.60和0.65,而异形柱肢厚比一般不超过4。在《高规》中,抗震设计时,小墙肢的高度要求不应小于3bw,并对一、二级剪力墙的小墙肢轴压比设定为0.6。针对6度设防区的异形柱框架结构,建议L形截面柱的轴压比不超过0.6,T形截面柱...
异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题?
因此,对异形柱结构应按空间体系考虑,宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。因异形柱和剪力墙受力不同,所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。当采用不具有异形柱单元的空间分析程序(如TBSA5.0)计算异形柱结构时,可按薄壁杆件模型进行内力分析。对异形柱框架结构,一般宜按刚度等效折算成普通框架...
蔡琴强阳: 异形柱应用在7度设防以下. 在同一截面内,纵向受力钢筋宜采用相同直径,其直径不应小于14mm,且不应大于25mm; 内折角处应设置纵向受力钢筋; 纵向钢筋间距:二、三级抗震等级不宜大于200mm;四级不宜大于250mm;非抗震设计...
依安县15663356777: 建筑法规概论的论文怎么写? - ?
蔡琴强阳: 首先简单介绍了异形柱在国内外的研究历史和现状,重点分析了它的力学性能及计算方法,最后对目前存在的问题和将来的应用前景提出了展望和建议,以促进异形柱结构性能的研究.另外, 随着经济的发展,人们对住宅提出了更高的要求,传统的结构已经不能满足要求,异形柱框架作为新型结构得到应用.主要介绍异形柱的研究情况和在住宅建筑体系中的应用,简单比较3种结构的异形柱,陈述异形柱的优点,对计算方法进行总结.最后对异形柱设计中存在的问题进行归纳并对异形柱的推广应用提出建
依安县15663356777: 异形柱与普通框架结构有什么区别?框剪就的是异形柱吗? - ?
蔡琴强阳: 框剪的不是异形柱,两者区别如下: 一、指代不同 1、普通框架结构:是由许多梁和柱共同组成的框架来承受房屋全部荷载的结构. 2、异形柱:是指全部或部分柱截面为L形、T形、十字形(以L形柱作角柱,T形柱作边柱,十字形柱作中柱),...
依安县15663356777: 谁能大概说说 异型柱框架结构 的特点? - ?
蔡琴强阳: 1、混凝土异形柱框架结构的特点 异形柱:截面几何形状为L形、T形、和十字形,截面各肢的肢高肢厚比不大于4的柱.混凝土异形柱框架结构:是以异形柱代替一般框架柱,和梁刚性连接组成的承受竖向和水平作用的结构. (1)异形柱与矩形柱...
依安县15663356777: 异形柱结构体系不应采取哪些结构形式 - ?
蔡琴强阳: 建筑结构主要分为五种. 建筑结构主要有钢筋混凝土框架结构,剪力墙结构、框架剪力墙结构、框架筒体结构和筒体结构.框架筒体结构和筒体结构应用于超高层建筑结构. 现浇钢筋混凝土结构框架结构一般由梁、板、柱所组成.其特点是...
依安县15663356777: 钢结构的发展前景 - ?
蔡琴强阳: 钢结构在未来的应用十分广泛,现在新建的工业厂房的车间都是用钢结构做的,以前的预制和现在车间厂房已满足不了现在的造价低、施工方便、工期短、跨度大的优点.同时像鸟巢、和高层超高层建筑的发展也加速和影响钢结构的发展.现在我们的工业建筑正面临发展和去旧换的阶段.发展前景十分乐观.
依安县15663356777: 土建结构板平面布置图中4丫KB3361代表什么意思 - ?
蔡琴强阳: 4丫KB3361中4表示4张板(数量),YKB表示预应力空心板(以汉语拼音的第一个大写字母表示),33表示板的长度3.3m,6表示板的宽度0.6m,1表示预应力空心板的应力荷载为1级.主要有钢筋混凝土框架结构,剪力墙结构、框架剪力墙结构...
依安县15663356777: 钢结构在我国有哪些应用 - ?
蔡琴强阳: 论钢结构在建筑中的应用与发展 在建筑工程中,钢结构具有强度高、承载能力大、抗震性能好、制作安装快的优点,但由于其耗钢量大、造价高,因此过去钢结构在建筑程中的应用并不广泛,主要用于重型厂房、大跨度屋盖结构、高耸 【作者单位】:哈尔滨市第一建筑工程公司 (阁风梅);哈尔滨市第一建筑工程公司(张志安) 【分类号】:TU391 【DOI】:cnki:ISSN:1004-910X.0.1998-02-054
依安县15663356777: 异性柱框架,剪力墙结构是什么意思. 区别 - ?
蔡琴强阳: 异形柱和一般柱不同的是它的截面比较灵活.一般有T形、L形,随墙体变化.布置灵活,占用空间小,但设计难度加大.剪力墙和一般的剪力墙结构一样的,一般在电梯间设置.
依安县15663356777: 建筑结构中可以有异形柱和方柱同时存在吗 - ?
蔡琴强阳: 1、异形柱框架结构与框架结构的根本区别就是柱子的外表形状不规则的,不是常见的矩形或方形等等,2、在施工工艺上钢筋的箍筋制作形状复杂一些.安装也要复杂一些的.人工和成本要增加一些的.3、在施工放线上也是复杂一些的.4、由于柱子模板不规则,在浇砼时容易涨模的.模板加固也要复杂一些.