混凝土異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言

　　鋼筋混凝土矩形截面柱結(jié)構(gòu)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(bǔ)矩形柱的不足，滿足人們對(duì)住宅建筑的需求，落實(shí)國(guó)家墻體改革政策，20世紀(jì)70年代我們首先在天津市提出在住宅結(jié)構(gòu)中采用異形柱框架結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系自提出以后，首先在天津及周邊地區(qū)得到推廣應(yīng)用，并逐步擴(kuò)展到全國(guó)許多地區(qū)。異形柱結(jié)構(gòu)體系室內(nèi)不見(jiàn)棱角，圍護(hù)墻及隔墻較薄，增加了使用面積；同時(shí)結(jié)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(yīng)了環(huán)境保護(hù)的要求?！　‰S著異形柱框架結(jié)構(gòu)體系的推廣和應(yīng)用，該項(xiàng)目積累了寶貴的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)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(shè)計(jì)與施工的若干技術(shù)規(guī)程》（JJG 4-90），該規(guī)程先后于1998年和2003年進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程。2006年8月1日，中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 149-2006）頒布、實(shí)施，對(duì)推動(dòng)異形柱結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用起到了積極作用?！　【幹M成員從90年代初期開(kāi)始從事異形柱結(jié)構(gòu)方面的研究工作和應(yīng)用推廣工作，在異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論方面取得了一些有實(shí)用價(jià)值的成果，在工程應(yīng)用方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。編著此書(shū)的出發(fā)點(diǎn)是為了總結(jié)混凝土異形柱結(jié)構(gòu)多年來(lái)的科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)闡述混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，達(dá)到進(jìn)一步深入推廣該結(jié)構(gòu)體系的目的。本書(shū)在內(nèi)容安排上注重實(shí)用性、系統(tǒng)性和全面性，并注重對(duì)結(jié)構(gòu)整體性及建筑體型的分析和設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)體系和建筑體型設(shè)計(jì)的基本原則、地震作用的計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)分析的基本理論和設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整、異形柱的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性判斷。

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、適用范圍、設(shè)計(jì)特性和設(shè)計(jì)方法；系統(tǒng)地闡述了異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和實(shí)用設(shè)計(jì)方法，包括：結(jié)構(gòu)體系和建筑體型設(shè)計(jì)的基本原則、地震作用的計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)分析的基本理論和設(shè)計(jì)參數(shù)調(diào)整、異形柱的截面設(shè)計(jì)與構(gòu)造等，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性判斷的內(nèi)容和方法進(jìn)行了較全面的總結(jié)和概括。全書(shū)共分六章，主要內(nèi)容為異形柱結(jié)構(gòu)概述、結(jié)構(gòu)體系與建筑體型、地震作用、結(jié)構(gòu)計(jì)算分析、截面設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性判斷。本書(shū)可供工程設(shè)計(jì)人員及科研人員參考。隨書(shū)配有光盤(pán)，可使讀者對(duì)書(shū)中的內(nèi)容有更為直觀的了解。

書(shū)籍目錄

1 概述  1.1 混凝土異形柱結(jié)構(gòu)    1.1.1 異形柱結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況    1.1.2 混凝土異形柱及其結(jié)構(gòu)體系    1.1.3 混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及適用范圍  1.2 混凝土異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    1.2.1 異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特性    1.2.2 混凝土異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程    1.2.3 混凝土異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法2 結(jié)構(gòu)體系與建筑體型  2.1 結(jié)構(gòu)體系    2.1.1 結(jié)構(gòu)體系的基本要求    2.1.2 豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題    2.1.3 樓板結(jié)構(gòu)  2.2 建筑體型    2.2.1 建筑體型及其設(shè)計(jì)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(lèi)型及設(shè)計(jì)規(guī)定    2.2.5 建筑體型設(shè)計(jì)及抗震措施3 地震作用  3.1 概述  3.2 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法    3.2.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算簡(jiǎn)圖    3.2.2 串聯(lián)剛片系動(dòng)力特性的求解    3.2.3 平動(dòng)自振周期與扭轉(zhuǎn)自振周期    3.2.4 串聯(lián)剛片系地震作用計(jì)算    3.2.5 地震作用效應(yīng)計(jì)算    3.2.6 地震作用方向    3.2.7 地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)  3.3 彈性時(shí)程分析法    3.3.1 時(shí)程分析法概述    3.3.2 彈性時(shí)程分析法的要點(diǎn)    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(jì)算步驟與框圖4 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析  4.1 結(jié)構(gòu)計(jì)算的主要內(nèi)容  4.2 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)計(jì)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(xué)概念5 截面設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)構(gòu)造  5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的延性準(zhǔn)則    5.1.1 延性結(jié)構(gòu)的基本概念    5.1.2 異形柱框架延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法    5.1.3 異形截面雙向壓彎柱的延性性能  5.2 截面設(shè)計(jì)    5.2.1 異形柱正截面承載力計(jì)算    5.2.2 異形截面柱斜截面受剪承載力計(jì)算    5.2.3 異形截面柱框架梁柱節(jié)點(diǎn)受剪承載力計(jì)算  5.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)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(diǎn)6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性判斷  6.1 結(jié)構(gòu)剛度    6.1.1 結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性    6.1.2 水平地震剪力系數(shù)(剪重比)     6.1.3 結(jié)構(gòu)層間側(cè)移    6.1.4 構(gòu)件之間剛度應(yīng)匹配  6.2 延性結(jié)構(gòu)指標(biāo)判斷    6.2.1 構(gòu)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(méi)有計(jì)算的附加應(yīng)力大小參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　混凝土異形柱結(jié)構(gòu)體系是以異形柱代替一般框架柱作為豎向支撐構(gòu)件而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)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?cè)谧非笫孢m性的同時(shí)開(kāi)始越來(lái)越注重美觀及結(jié)構(gòu)布置的多樣性。矩形截面柱在布置時(shí)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(shí)代，為了彌補(bǔ)矩形柱的不足，滿足人們對(duì)住宅建筑的需求，落實(shí)國(guó)家墻體改革政策，天津市20世紀(jì)70年代開(kāi)始在住宅結(jié)構(gòu)中采用異形柱框架結(jié)構(gòu)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(guó)各地住宅結(jié)構(gòu)中推廣了異形柱框架結(jié)構(gòu)體系。1999年，國(guó)務(wù)院辦公廳72號(hào)文件《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見(jiàn)的通知》的“加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究”專(zhuān)題中，將異形柱框輕體系列為住宅建設(shè)的五種結(jié)構(gòu)體系之一?！　‘愋沃Y(jié)構(gòu)體系避免了普通框架柱在室內(nèi)凸出、占用建筑空間的問(wèn)題，改善了建筑觀瞻，為建筑設(shè)計(jì)及使用功能帶來(lái)靈活性和方便性。由于室內(nèi)不見(jiàn)棱角，圍護(hù)墻及隔墻較薄，與黏土磚結(jié)構(gòu)相比，增加使用面積8％～10％；與矩形柱框架結(jié)構(gòu)相比，增加使用面積0．6％～1．2％以上。同時(shí)，結(jié)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(jié)構(gòu)平均自重不超過(guò)12～14kN／m，以此來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)黏土磚墻，以貫徹國(guó)家關(guān)于節(jié)約能源、節(jié)約土地、利用廢料、保護(hù)環(huán)境的政策。　　采用異形柱框架結(jié)構(gòu)，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(yīng)功能變化需求的主要途徑之一。最初，異形柱結(jié)構(gòu)體系主要用于住宅建筑，近年來(lái)逐步擴(kuò)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(xué)學(xué)生宿舍，采用12層異形柱框架剪力墻結(jié)構(gòu)。　　……

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