混凝土異形柱結構設計

前言

　　鋼筋混凝土矩形截面柱結構在室內(nèi)出現(xiàn)柱棱角，既影響美觀，又減少了使用空間。為了彌補矩形柱的不足，滿足人們對住宅建筑的需求，落實國家墻體改革政策，20世紀70年代我們首先在天津市提出在住宅結構中采用異形柱框架結構體系。該結構體系自提出以后，首先在天津及周邊地區(qū)得到推廣應用，并逐步擴展到全國許多地區(qū)。異形柱結構體系室內(nèi)不見棱角，圍護墻及隔墻較薄，增加了使用面積；同時結合墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體材料作為框架填充墻及內(nèi)隔墻，節(jié)約能源，利用廢料，適應了環(huán)境保護的要求。　　隨著異形柱框架結構體系的推廣和應用，該項目積累了寶貴的工程實踐經(jīng)驗。在此基礎上，天津市1990年編制了第一本異形柱規(guī)程，即《框架輕型住宅設計與施工的若干技術規(guī)程》（JJG 4-90），該規(guī)程先后于1998年和2003年進行了兩次修訂。在此期間，河北省、安徽省等其他省市也先后頒布了各地的地方標準或規(guī)程。2006年8月1日，中華人民共和國行業(yè)標準《混凝土異形柱結構技術規(guī)程》（JGJ 149-2006）頒布、實施，對推動異形柱結構的發(fā)展和應用起到了積極作用?！　【幹M成員從90年代初期開始從事異形柱結構方面的研究工作和應用推廣工作，在異形柱結構的設計理論方面取得了一些有實用價值的成果，在工程應用方面積累了一定的經(jīng)驗。編著此書的出發(fā)點是為了總結混凝土異形柱結構多年來的科研成果和工程實踐經(jīng)驗，系統(tǒng)闡述混凝土異形柱結構的設計方法，達到進一步深入推廣該結構體系的目的。本書在內(nèi)容安排上注重實用性、系統(tǒng)性和全面性，并注重對結構整體性及建筑體型的分析和設計，主要內(nèi)容包括結構體系和建筑體型設計的基本原則、地震作用的計算方法、結構分析的基本理論和設計參數(shù)調(diào)整、異形柱的截面設計與構造以及結構設計的合理性判斷。

內(nèi)容概要

本書介紹了混凝土異形柱結構的特點、適用范圍、設計特性和設計方法；系統(tǒng)地闡述了異形柱結構的設計理論和實用設計方法，包括：結構體系和建筑體型設計的基本原則、地震作用的計算方法、結構分析的基本理論和設計參數(shù)調(diào)整、異形柱的截面設計與構造等，并對結構設計合理性判斷的內(nèi)容和方法進行了較全面的總結和概括。全書共分六章，主要內(nèi)容為異形柱結構概述、結構體系與建筑體型、地震作用、結構計算分析、截面設計與結構構造、結構設計合理性判斷。本書可供工程設計人員及科研人員參考。隨書配有光盤，可使讀者對書中的內(nèi)容有更為直觀的了解。

書籍目錄

1 概述  1.1 混凝土異形柱結構    1.1.1 異形柱結構的發(fā)展與應用概況    1.1.2 混凝土異形柱及其結構體系    1.1.3 混凝土異形柱結構的特點及適用范圍  1.2 混凝土異形柱結構設計    1.2.1 異形柱結構設計特性    1.2.2 混凝土異形柱結構設計規(guī)程    1.2.3 混凝土異形柱結構設計方法2 結構體系與建筑體型  2.1 結構體系    2.1.1 結構體系的基本要求    2.1.2 豎向結構布置應注意的幾個問題    2.1.3 樓板結構  2.2 建筑體型    2.2.1 建筑體型及其設計原則    2.2.2 不規(guī)則體型的震害    2.2.3 規(guī)則體型的基本要求    2.2.4 建筑體型不規(guī)則類型及設計規(guī)定    2.2.5 建筑體型設計及抗震措施3 地震作用  3.1 概述  3.2 扭轉耦聯(lián)振型分解法    3.2.1 結構動力計算簡圖    3.2.2 串聯(lián)剛片系動力特性的求解    3.2.3 平動自振周期與扭轉自振周期    3.2.4 串聯(lián)剛片系地震作用計算    3.2.5 地震作用效應計算    3.2.6 地震作用方向    3.2.7 地震扭轉效應  3.3 彈性時程分析法    3.3.1 時程分析法概述    3.3.2 彈性時程分析法的要點    3.3.3 紐馬克(Newmark)-B法  3.4 彈塑性分析方法    3.4.1 彈塑性分析方法概述_    3.4.2 能力譜法計算步驟與框圖4 結構計算分析  4.1 結構計算的主要內(nèi)容  4.2 結構分析模型  4.3 矩陣位移法    4.3.1 空間桿系模型    4.3.2 空間桿系一薄壁柱模型    4.3.3 空間桿系.墻元模型  4.4 結構計算參數(shù)的調(diào)整    4.4.1 概述    4.4.2 調(diào)整參數(shù)的力學概念5 截面設計與結構構造  5.1 結構設計的延性準則    5.1.1 延性結構的基本概念    5.1.2 異形柱框架延性結構的設計方法    5.1.3 異形截面雙向壓彎柱的延性性能  5.2 截面設計    5.2.1 異形柱正截面承載力計算    5.2.2 異形截面柱斜截面受剪承載力計算    5.2.3 異形截面柱框架梁柱節(jié)點受剪承載力計算  5.3 結構構造    5.3.1 一般規(guī)定    5.3.2 異形截面框架柱    5.3.3 異形柱框架梁柱節(jié)點6 結構設計合理性判斷  6.1 結構剛度    6.1.1 結構的動力特性    6.1.2 水平地震剪力系數(shù)(剪重比)     6.1.3 結構層間側移    6.1.4 構件之間剛度應匹配  6.2 延性結構指標判斷    6.2.1 構件截面尺寸    6.2.2 梁、異形柱縱向受力鋼筋數(shù)量    6.2.3 剪壓比    6.2.4 沒有計算的附加應力大小參考文獻

章節(jié)摘錄

　　混凝土異形柱結構體系是以異形柱代替一般框架柱作為豎向支撐構件而構成的結構體系?！　∮捎谌藗兩钏降奶岣撸》織l件也得到了較大的改善，人們在追求舒適性的同時開始越來越注重美觀及結構布置的多樣性。矩形截面柱在布置時經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)的棱角，影響了美觀，也減小了使用面積。在商品房時代，為了彌補矩形柱的不足，滿足人們對住宅建筑的需求，落實國家墻體改革政策，天津市20世紀70年代開始在住宅結構中采用異形柱框架結構體系，從1988年起經(jīng)歷了三年三大步的持續(xù)發(fā)展，逐步在天津市及全國各地住宅結構中推廣了異形柱框架結構體系。1999年，國務院辦公廳72號文件《關于推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見的通知》的“加強新型結構技術的開發(fā)研究”專題中，將異形柱框輕體系列為住宅建設的五種結構體系之一。　　異形柱結構體系避免了普通框架柱在室內(nèi)凸出、占用建筑空間的問題，改善了建筑觀瞻，為建筑設計及使用功能帶來靈活性和方便性。由于室內(nèi)不見棱角，圍護墻及隔墻較薄，與黏土磚結構相比，增加使用面積8％～10％；與矩形柱框架結構相比，增加使用面積0．6％～1．2％以上。同時，結合墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體材料作為框架填充墻及內(nèi)隔墻，推薦使用輕質(zhì)填充墻，可以使結構平均自重不超過12～14kN／m，以此來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結黏土磚墻，以貫徹國家關于節(jié)約能源、節(jié)約土地、利用廢料、保護環(huán)境的政策?！　〔捎卯愋沃蚣芙Y構，是墻體改革、節(jié)約能源消耗、減輕建筑物自重、增加使用面積、適應功能變化需求的主要途徑之一。最初，異形柱結構體系主要用于住宅建筑，近年來逐步擴展到用于較規(guī)則的宿舍建筑等。圖1-1為河北工業(yè)大學學生宿舍，采用12層異形柱框架剪力墻結構?！　?hellip;…

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