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2011岩土工程师考试综合辅导:异形柱的受力性能及其轴压比控制

www.zige365.com 2010-12-20 18:20:53 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

异形柱的受力性能及其轴压比控制 
天津大学的试验研究结果表明:异形柱的延性比普通矩形柱的差。轴压比、高长比(即柱净高与截面肢长之比)是影响异形柱破坏形态及延性的两个重要因素。 
异形柱由于多肢的存在,其剪力中心与截面形心往往不重合,在受力状态下,各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力,使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝,即产生腹剪裂缝,导致异形柱脆性明显,使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低
作为异形柱延性的保证措施,必须严格控制轴压比,同时避免高长比小于4(短柱)。控制柱截面轴压比的目的,在于要求柱应具有足够大的截面尺寸,以防止出现小偏压破坏,提高柱的变形能力,满足抗震要求。广东《规程》按建筑抗震设计规范(GBJ11—89)中所规定的柱子轴压比降低0.05取用(按截面的实际面积计算);天津《规程》则根据箍筋间距与主筋直径之比、箍筋直径及抗震等级共同确定,其要求比广东《规程》严格,例如,对s/d=5、4(即箍筋间距s=100mm,纵筋直径d分别为20mm、25mm的情况),箍筋直径dv=8mm,抗震等级为三级的L形截面,其轴压比限值分别为0.60,0.65。异形柱是从短肢剪力墙向矩形柱过渡的一种构件,柱肢截面的肢厚比(即肢长/肢宽)不大于4。《高规》(JGJ3—91)第5.3.4条,“抗震设计时,小墙肢的截面高度不宜小于3bw”,“一、二级剪力墙的小墙肢,其轴压比不宜大于0.6”。根据上述分析,为便于应用,建议在6度设防区,对于异形柱框架结构,L形截面柱的轴压比不应超过0.6(按截面的实际面积计算,下同),T形截面柱的的轴压比不应超过0.65,十字形截面柱的轴压比不应超过0.8;对于异形柱框架—剪力墙(或核心筒)结构,由于框架是第二道抗震防线,所以框架柱的轴压比限值可放宽到0.65(L形)、0.70(T形)、0.90(+字形),但对于转换层下的支承柱,其轴压比仍不应超过0.60。 
短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏,设计中应尽量避免出现短柱。根据高长比不宜小于4,在梁高为600mm的前提下,当标准层层高为3.0m时,异形柱的最大肢长可为600mm;底层层高为4.2m时,肢长可为900mm。 

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