③异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面领域之外,受力时要靠各柱肢交点处焦点砼协调变形和内力,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,使柱肢易先出现漏洞,也使得各肢的焦点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特别是异形柱差别于矩形柱,它存在着单纯翼缘柱肢受压的环境,其延性更差 。由国内外大量的试验资料和理论阐述[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 。由于其受力性能的庞大,设计中必需经由可靠的计算和须要的结构措施来保证其强度和延性 。
现在,异形柱结构设计还没有统一的国度范例,仅有两部地方性法例,即广东省尺度DBJ/T15-15-95和天津市尺度DB29-16-98可供参考 。
在举行异形柱结构设计时,除餍足高规中对结构布置要求外,还应注意几个方面的问题:
(1)异形框架的计算
由于其截面的特殊性,在柱截面对称轴内受程度力作用时,弹性阐述计算其翘曲应力很小,此时如同蒙受程度力的偏压构件,仍可按平截面假定阐述,按砼设计范例计算,特别是在框——剪,框——筒结构中,对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类园地,框架柱只负担程度风载的一小部门,如按一般偏压柱计算,误差较小 。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由步骤举行整体阐述 。而在程度力较大,且程度力作用在非主轴方向,则翘曲应力不容轻忽,按平截面假定误差较大,则应对异形柱框架结构举行有限元阐述,决定内力和配筋位置及巨细 。在举行内力计算和配筋计算时,宜选用带有异形柱计算功效的计算软件 。现在有一些软件没有异形柱截面形式,如要用它举行计算,要先进行等刚度等面积换算成矩形柱,举行整体阐述,获得双向内力后再举行异形柱的截面设计,其事情量相当大,且截面设计的可靠性不高 。现在,国内可直接举行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE步骤,广东省建院的SS、SSW步骤以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算步骤CRSC.这些步骤均用数值积分法举行正截面配筋设计,精确性较高,经由大量工程校算,能有效地餍足结构安全性要求 。
(2)轴压比控制
对框架结构,框-剪结构,柱的延性敷衍耗散地震能量,戒备框架的坍毁,起着十分重要的作用,且轴压比又是影响砼柱延性的一个要害指标 。由试验结构阐述[3],柱的侧移延性比跟着轴压比的增大而急剧下降 。
在高轴压比环境下,增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小,因而轴压比巨细的控制对柱的延性影响至关重要,特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合,剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现漏洞,孕育发生腹剪破坏,加上异形柱多属短柱,这些导致异形柱脆性明显,使异形柱的延性普遍低于矩形柱,因而对异形柱的轴压比要严格控制 。
在广东规程中,其轴压比按砼设计范例中的要求淘汰0.05,但其适用高度较低,一般为35 m.当高层修建的高度进一步加大时,其程度力的影响会愈来愈显著,对结构的延性要求也愈高 。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知,影响异形柱延性的因素比普通柱要庞大,且差另外柱截面形式,如L型、T型、十字型,在相同程度侧移下,其延性性能也有较大差异,因而,轴压比控制应参考天津规程 。但天津规程的控制过于繁锁,在结构计算中,柱的纵筋与箍面的直径还没有设定,因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定 。为在实际事情中便于操作,可按差另外截面形式(L、T、十字型)与差另外抗震品级两项指标从严控制,对低烈度地域的这类结构是可以餍足其延性要求的 。
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