異形柱框架結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀

異形柱框架結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀摘要：近年來(lái)，許多地方出現(xiàn)了采用異形柱框架體系的多層建筑。這種結(jié)構(gòu)體系是以異形柱為基礎(chǔ)、并吸收了框架的有點(diǎn)，逐步發(fā)展而成的，它可以根據(jù)結(jié)構(gòu)要求靈活布置柱網(wǎng)，并無(wú)柱子外凸的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)整體性能也較好，在符合住宅用戶審美觀點(diǎn)的同時(shí)又增加了房屋的使用面積，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，受到了開(kāi)發(fā)商和用戶的歡迎。目前異形柱框架結(jié)構(gòu)已成為多層住宅優(yōu)先選用的結(jié)構(gòu)體系。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；異形柱；框架；抗震性能

1.引言

當(dāng)前，城鎮(zhèn)住宅建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的階段，住宅正以商品的形式走向?qū)こ０傩占?。隨著人們審美觀點(diǎn)的改變、生活質(zhì)量的提高以及住宅數(shù)量的迅猛增長(zhǎng)，人們對(duì)住宅的質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高，住宅質(zhì)量逐漸成為住宅建設(shè)的一個(gè)新焦點(diǎn)。同時(shí)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的發(fā)展，城市用地緊張，多層建筑已成為城市建設(shè)的主流。在大城市中，高層建筑住宅，尤其是中高層住宅有了較快的發(fā)展。

2.異形柱框架結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀

隨著鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)體系的推廣和應(yīng)用，對(duì)于異形結(jié)構(gòu)體系的研究（包括構(gòu)件、平面框架和空間整體結(jié)構(gòu)的受力性能）已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的一項(xiàng)熱門(mén)研究課題。自八十年代中期以來(lái)，針對(duì)各地住宅建筑的要求，華南理工大學(xué)、天津大學(xué)等單位已在鋼筋混凝土異形柱構(gòu)件、子結(jié)構(gòu)和空間整體結(jié)構(gòu)等方面做了大量的試驗(yàn)工作，取得了一批有價(jià)值的研究成果，其中天津、廣州兩地已經(jīng)在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上制定了相應(yīng)的異形柱結(jié)構(gòu)體系的地方性建筑法規(guī)。

由于異形柱結(jié)構(gòu)體系是我國(guó)建筑工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)新生事物，因此，對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu)體系的整，體試驗(yàn)研究和理論分析主要是在我國(guó)。對(duì)于異形柱構(gòu)件的研究國(guó)內(nèi)外均有，但是國(guó)外異形截面構(gòu)件與國(guó)內(nèi)的異形柱概念不盡相同，國(guó)內(nèi)外對(duì)于構(gòu)件的側(cè)重點(diǎn)不同。

3.研究概況

天津大學(xué)的王鐵成，林海等為了研究鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，對(duì)三榀三層兩跨異形柱框架進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)，并采用靜力彈塑性分析方法對(duì)試驗(yàn)框架進(jìn)行了理論分析和計(jì)算，結(jié)果表明這三榀異形柱框架均具備良好的抗震性能.通過(guò)對(duì)三榀框架之間的對(duì)比分析，提出了有益于改善異形柱框架抗震性能的建議.所建立的靜力彈塑性分析模型可用于鋼筋混凝土異形柱框架的抗震性能評(píng)估[1]。

西安建筑科技大學(xué)的薛建陽(yáng)，周超鋒等為研究型鋼混凝土異形柱空間框架的地震響應(yīng)，首次對(duì)縮尺比為1/4的三榀兩跨五層框架模型進(jìn)行地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，輸入ElCentro波、Taft波和蘭州波，分析模型的動(dòng)力特性、應(yīng)變響應(yīng)、加速度響應(yīng)、位移響應(yīng)、基底剪力和滯回性能。結(jié)果表明：強(qiáng)震作用下，型鋼混凝土異形柱框架形成典型的梁鉸破壞機(jī)制，滿足“強(qiáng)柱弱梁”的抗震設(shè)計(jì)要求；隨著輸入地震波加速度峰值的增大，結(jié)構(gòu)累積損傷逐漸增加，自振頻率逐漸降低，阻尼比增大，加速度和位移響應(yīng)峰值出現(xiàn)時(shí)刻向后推遲；結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性階段的過(guò)程中發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形；基底剪力呈現(xiàn)出先快后慢的增長(zhǎng)趨勢(shì)；滯回曲線飽滿，表現(xiàn)出良好的耗能能力。型鋼混凝土異形柱框架能夠滿足強(qiáng)柱弱梁和大震不倒的抗震設(shè)防要求[2]。

河北工業(yè)大學(xué)的戎賢，梁艷等對(duì)鋼筋混凝土異形柱框架的抗震性能進(jìn)行了研究，特別是它在高烈度地震下的抗震性能，一直是結(jié)構(gòu)抗震研究的重點(diǎn)問(wèn)題。為了配合正在編制的《鋼筋混凝土異形柱技術(shù)規(guī)程》，進(jìn)一步探討這種結(jié)構(gòu)體系的適用性，針對(duì)昆明市某實(shí)際工程，按8度區(qū)Ⅲ類(lèi)場(chǎng)地的情形，進(jìn)行了1榀3層2跨鋼筋混凝土異形柱框架1/3比例模型的擬靜力試驗(yàn)，研究這種結(jié)構(gòu)在低周反復(fù)荷載作用下延性、變形特性和滯回特性。試驗(yàn)研究表明，這種鋼筋混凝土異形柱框架抗震性能良好[3]。

南昌大學(xué)的桂國(guó)慶，熊黎黎等分析了鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)頂層邊節(jié)點(diǎn)在負(fù)彎矩作用下的受剪特征、傳力模型和破壞機(jī)理，采用斜壓桿機(jī)理得出了框架節(jié)點(diǎn)的受剪承載力計(jì)算公式，并用本文提出的公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)受剪承載力，其計(jì)算值和試驗(yàn)結(jié)果相比較，符合良好.最后，強(qiáng)調(diào)為防止節(jié)點(diǎn)斜壓破壞及主彎弧下混凝土局壓破壞，還應(yīng)控制負(fù)彎矩筋的配筋率和保證負(fù)彎矩筋的相對(duì)彎弧半徑不應(yīng)過(guò)小。

之后又進(jìn)行了5個(gè)足尺異形柱框架頂層邊節(jié)點(diǎn)受剪性能的試驗(yàn)研究。對(duì)核心區(qū)開(kāi)裂、0.2mm裂縫，屈服、極限、破壞階段的裂縫開(kāi)展，梁縱筋及節(jié)點(diǎn)箍筋屈服乃至節(jié)點(diǎn)破壞的特征等進(jìn)行觀察，量測(cè)了節(jié)點(diǎn)核心、翼緣正面、節(jié)點(diǎn)與梁端連接處和箍筋的應(yīng)變數(shù)據(jù)，記錄了梁端荷載-位移曲線。在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上著重分析了各試件的耗能、剛度、延性等抗震性能以及肢長(zhǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)受剪性能的影響[4-5]。

4結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu)在高烈度地區(qū)的深入研究，還有許多工作要去做，本文在此提出進(jìn)一步研究的建議

1.為了在更廣范圍內(nèi)推廣異形柱結(jié)構(gòu)體系，建議開(kāi)展利用一些其它的施工工藝及結(jié)構(gòu)措施來(lái)提高其節(jié)點(diǎn)的抗剪承載能力的研究，比如采用鋼骨加強(qiáng)異形柱節(jié)點(diǎn)可以解決以往的異形柱框架結(jié)構(gòu)中由于節(jié)點(diǎn)抗剪承載力不滿足而引起的的更改結(jié)構(gòu)形式、降低結(jié)構(gòu)層數(shù)、減少應(yīng)用范圍等不利影響。

2.對(duì)于高烈度區(qū)，當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)高度較高時(shí)，建議不要采用純異形柱框架結(jié)構(gòu)體系，而應(yīng)采用異形柱框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，或者采用帶暗柱的寬肢異形柱結(jié)構(gòu)體系。

3.在實(shí)際工程中框架間是相互作用的，而本試驗(yàn)是平面受力的平面結(jié)構(gòu)模型與實(shí)際有一定的差別。建議開(kāi)展異形柱結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn)與研究。

4.為保證節(jié)點(diǎn)的澆注質(zhì)量，建議開(kāi)展自密實(shí)混凝土在異形柱框架中的應(yīng)用及研究。

參考文獻(xiàn)

[1]王鐵成，林海，康谷貽，陳云霞.鋼筋混凝土異形柱框架試驗(yàn)及靜力彈塑性分析[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（12）：1457-1464

[2]薛建陽(yáng)，周超鋒，劉祖強(qiáng)，胡宗波.型鋼混凝土異形柱空間框架地震響應(yīng)試驗(yàn)研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，2017，50（05）：88-96+104.

[3]戎賢，梁艷，王鐵成，白桂南.鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)抗震性能試驗(yàn)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2006（03）：135-138.

[4]桂