异形柱结构设计中常见的几个问题答疑
异形柱框架结构设计中的相关问题分析
异形柱框架结构设计中的相关问题分析摘要结合多年工作实践,通过对多层住宅异形柱框架结构的分析和比较,阐述异形柱框架结构的使用范围、受力分析、结构布局、结构计算、构造措施等方面,供结构设计人员参考。
关键词异形柱框架;结构设计;构造措施随着人们对住宅使用功能、空间划分上的要求不断提高,要求有较大的厅,甚至挑空跃层,房间的开间越来越大,平面布置要求灵活,传统的砖混结构的住宅己经越来越不能满足人们的需要了,于是框架结构被逐渐运用于多层住宅中。
异形柱框架住宅以其室内不露梁柱、增大使用空间、填充墙可采用新型轻质材料、改善建筑热能性、减轻建筑自重使地震作用减小、节省基础投资等优点,得到了普遍推广及应用。
笔者结合工程设计中一些体会阐述如下:1异形柱的受力性能异形柱(L、T、+)是从短肢剪力墙向矩形柱过渡的一种结构构件。
试验和分析表明,异形柱作为压剪构件其破坏形态有弯曲、小偏压、粘接、高压剪以及剪压、剪拉和斜拉破坏,与其破坏形态相关的主要因素有轴压比、柱净高与截面肢长之比、纵筋配筋率、体积配箍率。
异形柱因多柱肢的存在,其剪力中心往往与形心不重合。
在受力状态下,各肢产生翘曲正应力和剪应力,使得异形柱混凝土与普通矩形压剪构件相比更宜出现裂缝即产生腹剪裂缝,导致异形柱脆性变形明显,使异形柱较普通矩形柱变形能力降低。
另外,在异形柱住宅设计中,层高大多在2.8～3m之间,对于柱肢多在600～800mm的异形柱来讲,不可避免地存在短柱现象。
故在水平力作用下剪切变形占有相当大的比例,构件明显呈现脆性破坏。
框架结构中梁桥构件应有足够的延性,以保证主体结构在各种荷载作用下具有良好的变形能力,结构设计中柱轴压比限制就是最为直观地反映这一性能的指标之一。
《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)规定了钢筋混凝土柱轴压比限值。
该限值主要是基于框架柱出现受拉钢筋屈服为先导的大偏心受压破坏理论,防止小偏心受压脆性破坏,针对矩形截面柱计算分析而得出的。
浅析异形柱框架结构设计中应该注意的问题
综上所述 ， 在结构设计 中应充 分 了解 异形 柱的受力 特点和破 坏机理 ， 结构布置合理 ， 正确使用计算机分析 ， 这样才能更好 的把 握 设计要点 ， 保证异形柱框架结构的安全适用性 。
截面几何形状为 Ｌ形 、 Ｔ形 和十字形 ， 且截 面各 肢 的肢 高与
直径 的受力筋。４ 抗震设 计时 ， ） 扭转不 规则 的异形柱结 构， 楼层
肢厚之 比（ 柱肢 截面 高度与厚度 的 比值 ） 大 于 ４的柱 。Ｌ形 截 竖 向构件 的最大水 平位移 和层 间位 移与该 楼层两端 弹性水平位 不 ．５ 而矩形框架 的该 比 面 柱 多 用 于墙 的转 角 部 位 ， 和 十字 形截 面 柱 多 用 于 纵 横 墙 交 移和层间位移的平均值 的比值不应大于 １ ４ ， Ｔ形 ． 。５ － 抗震设计和抗震设计的异形柱结构均应对梁柱节 １ 接处 。所谓异形柱框架结构是 由异形柱形成 框架 ， 和轻质填 充墙 值为 １ ５ ）￣ 点进行受剪承载力计 算 ， 而矩形框 架柱结 构只有抗 震等级为 一、 组成 的结构 。根据建 筑 布置 及结 构受力 的需要 ， 在异 形 柱结构 中， 框架柱可全部采用异形柱 ， 也可部分采用一般框架柱。 二级框架 ， 才要求 必须进行梁柱节点 受剪承载力验算。６ 异形柱 ）
应 适 当调 整 配 筋 。
给承载力带来 的影响不容忽视 ， 双向压弯效应较 明显 。
４ 仅有一根对称轴或无对称轴 的异形柱截面 ， ） 对荷载的方 向 较敏感 ， 扭刚度 比较 差。因此 ， 形柱框架结 构也具有荷 载方 抗 异 向敏感性 ， 尤其是在不对称或偏心 时， 其抗扭 能力 明显降低 。 ５ 异形柱截面的薄弱部位在其柱肢角部 ， ） 特别是 在梁底 和柱
试分析土木工程异形柱框架结构设计相关问题
试分析土木工程异形柱框架结构设计相关问题摘要：由于异形柱采用T形、L形、多肢、十字形等截面形式，能够广泛应用于土木工程当中。
基于此，本文从异形柱结构特点出发，分析了异形柱框架结构的设计构造，并提出异型柱框架结构设计中应注意的问题。
关键词：土木工程；异形柱；框架结构；设计引言：异形柱框架结构是一种全新的结构体系，它与传统的框架结构体系相比，由于肢厚与填充墙基本等厚，解决了普通矩形柱框架结构在房间内露柱造成的使用上不便的问题，使用面积相应增加了许多，因此该结构受到了建筑师及广大用户的欢迎。
1、异形柱结构异形柱是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能、建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的柱。
异形柱框架结构是指全部或部分柱截面为 L 形、T 形、十字形（以 L 形柱作角柱，T 形柱作边柱，十字形柱作中柱），截面高与肢厚之比小于或等于4的框架结构（见图 1）。
图一异形柱框架结构图解2、异型框架柱的优点当梁和柱的连接为铰接时称为铰接框架（排架），梁和柱的连接为刚接时称为刚接框架。
现浇的钢筋砼框架一般都是刚接结构，习惯上称为框架结构。
梁和柱是框架结构的主要受力构件，竖向力由楼板传给梁再传给柱，水平力是由楼板直接传给柱。
梁对柱起着约束作用，使柱在竖向力作用下不致失稳，在水平力作用下不致产生较大的侧移。
因此在布置框架结构方案时，有两个基本要求：其一，约束性。
在框架结构柱的接点处正交方向应有约束，也就是在相互垂直的方向上应有梁与之相连，以保证柱在竖向的稳定性。
其二，连续性要求。
保证框架柱在竖向的连续性，以及楼板在水平力方向的连续性。
柱本身的平面布置极为灵活，在异形柱结构中的围护墙体，都是使用的非承重轻质个墙体，从某种程序上来说，是允许进行随意穿洞操作的，在有需要的情况下甚至可以拆除重砌。
其结构本身所呈现出的限制性较少，能够最大限度的满足业主对于大空间建筑的需求。
异性框架结构所的质量要远比矩形框架结构质量药效，因此其自身所具有的抗震性能也式极强的。
异形柱框架结构设计要点分析
异形柱框架结构设计要点分析摘要：异形柱具有良好的承载、抗震、变形能力，在工程中应用较为广泛。
笔者介绍了异形柱结构的概念、力学性能，总结出异形柱框架结构设计的常见问题及设计要点，对于同行具有一定的参考价值。
关键词：异形柱、异形柱框架结构、结构设计1异形柱结构异形柱是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能、建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的柱。
异形柱框架结构是指全部或部分柱截面为L 形、T 形、十字形(以L 形柱作角柱，T 形柱作边柱，十字形柱作中柱)，截面高与肢厚之比小于或等于 4 的框架结构(见图1)。
2异形柱具有的性能2.1 承载能力异形柱是由多肢构成的，柱肢截面高度与其宽度之比在2.5～4 范围，墙肢平面内向刚度不同于外向刚度，两者相差较大，刚度也不同，因此，各向的承载能力也不相同。
2.2 抗震能力异形柱框架结构的抗震等级，应根据建筑的结构类型、高度和地区的抗震设防烈度进行选择，而且要达计算要求及设计构造标准，设计规定：(1)三级抗震：抗震设防烈度为7 度且建筑高度＜22 m；(2)二级抗震：①抗震设防烈度为7 度且建筑高度≥22 m；②抗震设防烈度为8 度且建筑高度≤25 m。
一般来说，异形柱框架结构只适用的地区：抗震设防烈度≤7 度，建筑高度＜35 m。
2.3 变形能力大多数建筑层高为 2.8～3.1 m，异形柱肢厚约为0.2 m，一般为了确保足够的承载力，异形柱肢长不能太小，否则会出现太小的柱剪跨比值，造成短柱现象，出现剪切变形，降低了构件的变形能力。
假如异形柱的轴压比较小，但当柱壁构件太薄时，截面曲率就会较小，也会导致异形柱出现弯曲变形性，降低了异形柱的延性。
3异形柱框架结构设计的常见问题3.1 结构计算方面(1)进行柱的配筋计算时，单偏压、双偏压计算均适用于一般框架结构，但单偏压计算不适用于异形柱结构，因此，只能选用双偏压计算。
(2)两个主轴方向除了计算水平地震作用，还要验算抗震验算，此外，7 度与8 度还要验算与主轴成45°方向。
【结构设计】异形柱设计时应注意的问题
异形柱设计时应注意的问题一．“梁柱节点重叠作为刚域”异形柱结构要选择该选项,选择此项后,程序对梁进行如下的力学模型简化：1．梁的自重按扣除刚域后的梁长计算；2．梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；3．截面设计按扣除后的梁长计算.二．异形柱单双偏压的选择及计算1．不管用户如何选择,程序异形柱的配筋计算都按双偏压计算；2．软件计算方法与《异形柱规程》规定的计算方法并不相同.软件采用《混凝土规范》进行计算,和《异形柱规程》不一致,建研院认为《异形柱规程》此处不合理.三．异形柱最小配筋率的控制软件算配筋率时把分布筋也计算在内,是全部钢筋的配筋率.与《混凝土异形柱结构技术规程》第6.2.5条的规定不一致,需要注意.1．《异形柱规程》中规定的最小配筋率是不包括竖向分布筋的,仅指端部受力钢筋.而程序在配筋计算时所有的钢筋都是受力钢筋,因此其最小配筋率包含固定钢筋和分布钢筋.2．程序目前暂没有执行“柱肢各肢端纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于0.2的要求”.四．薄弱层的定义薄弱层需人工指定,程序不自动定义.《异形柱规程》第3.2.5-2规定：当楼层承载力突变时,其薄弱层地震剪力应乘以1.2的增大系数；楼层受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%；采用SATWE程序设计时需针对此层在“全楼地震作用放大系数”中认为放大1.04倍,其计算结果也仅用于此层.TAT程序则在选择了“考虑附加薄弱层地震力的人工调整”选项后,直接在弹出的放大系数表中填写.五．地震力作用方向《异形柱规程》第4.2.4条规定：一般情况下,应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震力作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担,7度（0.15g）和8度（0.2g）时尚应对主轴45°方向进行补充验算.当采用SATWE软件进行异形柱框架设计时,应输入“斜交抗侧力构件方向附加地震作用数”和相应的角度.需要手工输入,程序不自动执行设置.作用数为1,角度为45°.六．异形柱轴压比的计算异形柱轴压比的限值与截面形式有关；目前程序还不能根据不同的截面形式判断轴压比是否超限,需要设计人员人工判断.。
【专业知识】异形柱结构要主要的问题
【专业知识】异形柱结构要主要的问题【学员问题】异形柱结构要主要的问题？【解答】（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水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规范计算，特别是在框剪，框筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，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程序进行整体分析。
而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。
在进行内力计算和配筋计算时，宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。
现在有一些软件没有异形柱截面形式，如要用它进行计算，要先进行等刚度等面积换算成矩形柱，进行整体分析，得到双向内力后再进行异形柱的截面设计，其工作量相当大，且截面设计的可靠性不高。
目前，国内可直接进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程序，广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC.这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计，准确性较高，经过大量工程校算，能有效地满足结构安全性要求。
（2）轴压比控制对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。
由试验结构分析[3]，柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。
在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而轴压比大小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裂缝，产生腹剪破坏，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，其轴压比按砼设计规范中的要求减少0.05，但其适用高度较低，一般为35m.当高层建筑的高度进一步加大时，其水平力的影响会愈来愈显著，对结构的延性要求也愈高。
异形柱框架结构设计常见问题
文章编号：１００９．６８２５（２０１０）３１一００６６—０２
预应力纤维布加固梁的数值模拟方法
黄庚新刘 磊于媛媛
摘要：在深入研究预应力ＦＲＰ加固混凝土梁的受力性能和有限元软件的基础上，对加固梁进行了系统的模拟分析，进 而提出了一套适用于预应力ＦＲＰ加固梁的数值模拟方法，以满足工程实际需要。 关键词：纤维片材，预应力技术，加固梁，数值模拟 中图分类号：ＴＵ７５７．４ 文献标识码：Ａ Ｓｈｅｌｌｌ８１来模拟纤维片材单元。 ４）粘结滑移单元。在考虑纤维片材与混凝土以及钢筋与混 凝土之间的粘结滑移时，采用弹簧单元Ｃｏｍｂｉｎ３９来模拟。 Ｃｏｍｂｉｎ３９是一个具有非线性功能的单向单元，可对此单元输入广
１单元类型选取
１）混凝土单元。已有的试验研究结果表明，混凝土力学性能 复杂多变的根本原因在于：它是一种非匀质、不等向的，且随时间 和环境条件而变化的多相混合材料。在模拟中采用专门的混凝 土单元Ｓｏｌｉｄ６５。 ２）钢筋单元。钢筋根据实际需要采用三维杆单元Ｌｉｎｋ８。 Ｌｉｎｋ８单元是有着广泛的工程应用的杆单元，比如可以用来模拟 钢筋、桁架、缆索、连杆、弹簧等等。这种三维杆单元是杆轴方向 的拉压单元，每个节点具有三个自由度：沿节点坐标系ｘ，＇，，ｚ方 向的平动，可模拟两端铰接的空间杆件，不考虑杆件的弯曲以及 扭转变形。这种单元具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大 应变、单元生死等功能。在单元属性中可定义１ＳＴＲＮ（初始应变 值）、ＡＬＰＸ（热膨胀系数）等参数，便于用多种方法模拟预应力的 施加。 ３）纤维片材单元。因为纤维片材本身轴向抗剪模量较低，且 纤维布属于单向织物，即使采用胶粘剂浸渍，其剪切强度相对其 轴向抗拉强度，也是可以忽略不计的。因此可以考虑纤维片材为 正交各项异性材料。ＳｈｅＨｌ８１适用于薄到中等厚度的壳结构。 ＳｈｅＨｌ８１相对于ＳｈｅＨ４１或Ｓｈｅｌｌ４３，具有强大的非线性功能，且输 入输出功能更加全面，非线性收敛更加稳定，因此采用壳单元 确保结构安全可靠、经济适用。 参考文献： ［１］ＪＧＪ １４９－２００６，混凝土异形柱结构技术规程［Ｓ］．
PKPM中异形柱结构需注意的问题
PKPM中异形柱结构需注意的问题PKPM计算异形柱结构注意的问题中国建筑科学研究院建筑⼯程软件研究所1、梁、柱节点重叠部分简化为刚域异形柱结构设计时⼀般选择该项，程序对梁进⾏如下处理简化：1、梁的⾃重按扣除刚域后的梁长计算2、梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算。
3、截⾯设计按扣除刚域后的梁长计算。
2、异形柱单双偏压的选择及计算不管如何选择，异形柱的配筋计算都按双偏压进⾏。
需要说明的是，SATWE采⽤的是混凝⼟规范附录F任意截⾯构件正截⾯承载⼒计算提供的⽅法，即异形柱的固定钢筋和分布钢筋均为受⼒钢筋。
，即异形柱的固定钢筋和分布钢筋均为受⼒钢筋。
3、异形柱最⼩配筋率的控制《异形柱规程》6.2.5条规定：1、异形柱中全部纵向受⼒钢筋的配筋率不应⼩于表6.2.5规定的数值;规程规定的最⼩配筋率仅包含端部受⼒钢筋，不包含竖向分布筋；⽽程序计算的最⼩配筋率包含固定钢筋和分布钢筋。
2、按柱全截⾯⾯积计算的柱肢各肢端纵向受⼒钢筋的配筋率不应⼩于0.2%；3、建于四类场地且⾼于28m的框架，全部纵向受⼒钢筋的最⼩配筋率应按表6.2.5中的数值增加0.1%。
程序⽬前暂没有执⾏上述两条。
4、薄弱层的定义《异形柱规程》3.2.5-2条规定：当楼层承载⼒突变时，其薄弱层地震剪⼒应乘以1.2的增⼤系数；SATWE可采⽤如下⽅法实现：1、与其他结构类型⼀样，SATWE可以给出每层的受剪承载⼒，但需由⼈⼯判定薄弱层并填⼊该层层号。
2、SATWE对⼈⼯指定的薄弱层仍乘以1.15的增⼤系数，为此，可在“全楼地震放⼤系数”中针对此层再⼈为放⼤1.04倍，程序对其放⼤也仅限于该层。
5、地震作⽤⽅向定义《异形柱规程》4.2.4条规定：⼀般情况下，应允许在结构两个主轴⽅向分别计算⽔平地震作⽤并进⾏抗震验算，各⽅向的⽔平地震作⽤应由该⽅向抗侧⼒构件承担，7度（0.15g）和8度（0.2g)时尚应对与主轴成45度的⽅向进⾏补充验算；6、轴压⽐的判定《异形柱规程》表6.2.2对异形柱轴压⽐作出了规定，分L形、T形、⼗字形三种截⾯。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
异形柱结构设计中常见的几个问题答疑1.问：“一”形柱为什么规程中未采用？答：“一”形柱截面两主轴方向抗弯能力相差甚大.不论是在风荷载作用下还是在地震作用下结构中的柱一般都是受到两个方向的弯矩同时作用,其受力后的表现可想而知,以上是正截面承载力方面.“一”形柱在双向剪力作用下性能也不好,由《混凝土结构设计规范》GB50010柱双向受剪承载力计算公式可见,柱截面相邻两边长相差越多,其斜向受剪承载力越低.如沿“一”形柱短边方向有梁与其相连,则此梁柱节点的核心区面积只有柱厚乘梁宽这一点点,显然承受不了它受到的节点剪力.2000年前中国建筑科学研究院抗震所做了“高层建筑短肢剪力墙结构振动台试验研究”(见《建筑科学》2000年1期12-16页程绍革、陈善阳、刘经伟的文章)项目.试验结果为：“破坏最严重的墙肢是底层‘一’字形的小墙肢”.注：按文中所附图中小墙肢的长宽比例可其墙肢长/墙肢厚之比很小,属于柱的范围.该文结论之一是：“短肢墙应在两个方向均有连接,避免采用孤立的‘一’字形墙肢.”这也可看为是对前面分析的试验验证.所以异形柱规程未将“一”形柱列入.2.问：规程为什么未将Z形柱列入？答：Z形截面柱与“一”形截面柱类似,即两主轴方向抗弯能力相差甚大,如图示.其正截面受弯及双向受剪性能可参见“一”形截面柱的解释.仅有的Z形柱试验是李杰等人做的沿Z形中间肢作用弯矩和剪力的试验,结果是在此肢中间沿柱长方向出现较大的裂缝.一般情况即斜向受力现无试验研究.多数情况下是Z形的上下两水平肢受与其方向一致的力,即由两根梁传来的拉力或压力,这只有通过中间肢的受扭来传递,后果只能是中间肢的断裂！节点受剪性能到底如何？这些都没有试验结果可以借鉴.钢筋混凝土结构是复杂的非线性复合材料结构,目前还离不开试验,在无大量试验背景下就提出计算公式并列入规程指导设计,显然是太草率了！3.问：为什么规程中的“异形柱”只限于肢厚小于300mm（L、T、+）异形柱？答：现在建筑界所讲的“异形柱”,特点是截面肢薄,由此引起构件性能与矩形柱性能的差异.这些包括受力、变形、构造做法等一系列差异.制定规程主要是针对肢厚200、250mm的异形柱,如将肢厚等于和大于300mm的L、T、+异形柱也列入其中,将会有大量篇幅是在后者上,即后者所占的篇幅要大于前者所占篇幅,这将使规程变得“失去重心”.例如：《混凝土结构设计规范》GB50010规定柱截面任一边的尺寸不宜小于300mm,但异形柱的（两肢）肢厚在此情况时,可服从GB50010的规定,即混凝土强度等级可到C50以上；纵筋直径可不应受不大于25mm的限制；纵筋配筋率可不受3%的限制；钢筋净保护层最小要达到30mm；与此柱相连的框架梁梁高可不受异形柱规程限制；截面肢高也不应受不小于500mm 的限制、因GB50010规定300mm×300mm截面的柱可做,我做了一400mm×400mm只是去掉了100mm×100mm的一个角的柱,按异形柱规程（肢长不得小于500mm）就不让做了,等等.如将肢厚小于300mm（L、T、+）异形柱也列入规程,则以上所列的这些都要在规程中做出规定,而这些在GB50010中已有规定,占了篇幅,还没有新的东西,让设计人员两本标准都要看,不知要浪费多少人的多少时间.4.问：为什么不对异形截面柱提出双向受剪截面尺寸及承载力的要求？答：试验表明,矩形截面钢筋混凝土柱在斜向水平荷载作用下,其受剪承载力大致服从椭圆规律（图1）.椭圆的主次轴在X、Y坐标轴上.如将斜向作用剪力沿X、Y轴方向分解而分别按各自方向验算截面尺寸及计算配筋的话,其结果是设计出的构件受剪承载力偏小了,即在图形上看,斜向剪力作用点处于承载力椭圆图形的外边（图1）.所以,设计计算时要先将剪力沿X、Y方向的两个分力分别扩大,然后再按X、Y向分别配筋,才能达到斜向承载力大于作用力的效果,这就是《混凝土结构设计规范》GB50010的作法.L、T、+形截面柱有斜向水平荷载作用下,其受剪承载力的平面图形为梅花状（图2）,在各象限图形是凸的.在斜向剪力作用下,如果按X、Y两个分量分别配筋满足要求的话,其斜向承载力也能满足要求.由以上原因,异形柱规程规定异形柱的斜截面承载力可以分X、Y向分别进行设计.图2是等肢（即两肢长度、宽度相同）异形截面柱受剪承载力图形,不等肢时,该图形的凸出程度要差一些,两肢长度相差越大,凸出程度越差,一形柱就是个扁椭圆.所以,这也是规程规定异形柱截面任一肢肢长不得小于500mm的一个原因.5.问：为什么对异形柱设计可以不用剪跨比λ>;(或≤)2而用柱净高与柱截面宽之比>(或≤)4来判别短柱与否并提出不同的承载力要求？答：因规程适用范围为住宅等民用建筑,这类建筑荷载较小,柱刚度相对于梁刚度来讲不是是很大,较少会象公用及工业厂房中由于柱较粗的而发生的柱上反弯点跃层的现象,即每楼层内均有反弯点出现.如沿用《混凝土结构设计规范》GB50010用剪跨比λ来判别的作法,将对多达三、四十种内力组合工况进行弯矩、剪力的计算及判别,这三、四十种工况中有一种λ≤2就应按短柱的要求来计算和配筋.再者,不规定用柱净高与柱截面宽之比来判别是否短柱,初步设计时将设计人员将无法知道自己设计出的柱是否是短柱,而这点对结构抗震性能和房屋造价影响很大,因如是短柱则比非短柱的箍筋用量大大增加.6.问：规程限制异形柱截面各肢长不小于500mm的原因何在？答：规程此条隐含着可以采用不等肢的异形柱截面,即L、T、+形截面的两个正交方向的肢长或肢厚可以不相等.规定此条有以下几个方面的原因：1双向正截面承截力要求.因住宅等民用建筑层高不大于3m,要满足柱肢长度与柱肢厚度之比不大于4及柱净高与柱截面肢长之比不小于3这两条要求,截面最大肢长不会大于800mm.如果,截面一个肢长为800mm,若另一肢肢长小于500mm,则柱的双偏压计算表明,该柱的两轴抵抗弯矩图是一个很扁的椭圆,即两轴的抵抗弯矩值相差很多,比“一”形柱好不了多少；2各荷载角方向延性相差很多,为了保证其有一定的延性,即最小延性的荷载角时的延性达到抗震的要求,箍筋间距要加的很密,不是规程按轴压比确定箍筋间距的表中数值所能包含的.随着两肢肢长比的变化,箍筋间距变化很大,不易用较简单的方法表达；3柱截面双向受剪性能较差,此已在上面的条目中提到了,这里不赘述；4因一般异形柱肢较薄（200mm或250mm）,再加上肢较短（小于500mm）,此柱上节点核心区过小,节点的受剪承载力可能不足.5伸入柱内的梁纵筋锚固长度不够的25d或者30d要求.7.问：为什么规程中异形柱只限于肢长与肢厚比h/b≤4的构件？答：经大量理论和试验研究,截面高宽比h/b≤4杆件为柱的特性,即杆件受压弯时其截面上应变分布符合平截面假定.当h/b>4时,由于民用住宅层高决定了柱高不是很长且其截面上剪应力分布不均匀的影响,平截面假定不再成立.因此,它已不属于柱的范围,其承截力特性还有待仔细的理论和试验研究.目前,还不具备总结出计算公式和构造要求并列入规程用以指导设计的条件.8.问：如遇到肢长与肢厚比h/b大于4且小于5的L、T、+形截面竖向构件怎样设计较妥？答：对于这种界于异形柱与短肢墙的构件,可采用异形柱规程和高层建筑混凝土结构技术规程JGJ-3中关于两者的正截面、斜截面、梁柱节点规定中较严的条款进行设计.9.问：为什么异形柱规程中未对异形柱框架－剪力墙核心筒结构体系作出规定？答：目前为止,关于异形柱框架－剪力墙核心筒结构在国内大部分地区建造的较少,其强度、变形及抗震性能的理论和试验研究也很少,所以这次规程未将其列入.10.问：为什么目前设计异形柱结构要用规程编制成员开发的专用配筋软件CRSC进行？答：异形柱的两个最为薄弱的环节是节点受剪承载力与柱的延性性能,目前（2004年5月15日）一般主要用于矩形截面钢筋混凝土柱结构的设计软件对这两个环节均与规程要求相差甚远！如PKPM系列软件TAT、SATWE一直未对异形柱梁柱节点计算其受到的剪力,而规程要求无论抗震与非抗震设计均应进行节点强度计算及配箍筋.最近发行的《新规范PKPM设计软件实用手册》-1第45页的问答如下：“8SATWE和TAT软件计算异型柱结构,有没有根据天津的异型柱规范要求柱配筋率>1%？没有,SATWE和TAT是按普通柱配箍率处理的,要求用户在构造上人为处理.”节点是异形柱结构的最薄弱环节,别的条目解释了,这里不赘述.异形柱构件抗震性能差就在于其延性差,为使其能达到与普通截面柱相当的延性就要通过增加箍筋约束,规程编制根据大量试验总结出规程表7.2.2的规律,即异形柱的延性与箍筋直径、箍筋间距与箍筋直径/纵筋直径比值、柱轴压比的关系,不只是配箍率一个指标,并且1%只是对轴压比小情况时的起控制（对H/b<4的柱应不小于1.2%）,轴压比较大时远远不至是1%.即将异形柱当成矩形柱来计算配筋是远远不能满足规程要求的！长期以来,很多专家对异形柱结构是否能用在抗震设防区存在疑问,据我分析是在有些人的头脑中对异形柱按普通柱进行计算和配筋其结果必然是这样的异形柱抗震性能很差.比如上世纪八十年代初,中国建筑科学研究院抗震研究所进行了一座异形柱结构抗震振动台试验.当时天津异形柱规程还未出版,振动试验模型就是将异形柱按普通柱进行计算和配筋的（当然节点也未按异形柱规程要求去做）.试验结果是其抗震性能很差.如按天津规程要求去做,肯定其性能不会很差,见近年来各地做的十几个振动台试验文献.所以讲,对异形柱结构绝对不能用普通柱设计公式去配箍筋！异形柱结构配筋专用软件CRSC严格按照异形柱规程要求进行节点和柱箍筋配置,所以在目前其他软件在以上两关键方面远远未达规程要求的情况下,只有用CRSC软件进行配筋计算才能保证设计出的异形柱结构安全可靠,否则遭遇设防烈度地震时肯定会发生建研院抗震所振动台试验的结果.11.请问：对异形柱的轴压比限值的取值主要是意见何依据和实验确定的,而且注意到新版天津规程和旧版规程有所区别,且有从严的趋势,曾见到许多文献介绍异形柱轴压比限值的研究,但是,许多结论差异较大,不知道国家异形柱规程主要是基于何原因确定？答:轴压比限值及框架柱构造要求的修订：近来的研究表明,一般情况下L形、T形截面柱的截面延性随配筋率的提高而提高,然而在某柴荷载角情况下,由于截面几何形状的不对称性,拉压筋比例失衡,使得L形、T形截面柱的延性会随配筋率的提高而降低.此次修订中综合考虑上述情况,对L形、T形截面框架柱进行了大量的补充计算分析,并根据分析结果对原《规程》第7.2.2条附表的轴压比限值进行了修订,适当调整了L形、T形截面柱的轴压比限值.对+形截面框架柱则考虑了肢高与肢厚比的影响,对其轴压比限值也做了适当调整.总的来讲,L形、T形、＋形截面柱的轴压比限值均比原《规程》有所减小,减小的幅度：L形、T形截面柱为0.05;＋形截面柱为0.05～0.1.12.问：对一般情况的异形柱结构为什么要规定在结构的两个主轴方向及与两主轴呈45°方向应分别计算水平地震作用并进行抗震验算？答：这里的一般情况是指平面布局较为规则的异形柱结构.因L形柱截面主轴与结构主轴呈45°方向,八度抗震设计时,计算发现,对于结构外缘靠近角部的L形柱,当地震作用方向与L形柱截面弱轴方向垂直时,所得的柱纵筋配筋结果取得最大值.它比对结构两主轴方向分别计算了水平地震作用所得的纵筋配筋结果要大10%－40%.设防烈度较高,结构平面越小、越接近方形其角柱按地震作用方向与结构主轴方向45°计算所得配筋越大.因此,规程(送审稿)做出此规定.13.问：为什么对不规则的异形柱结构规程(送审稿)未规定在结构的与两主轴呈45°方向应分别计算水平地震作用并进行抗震验算？答：不规则的异形柱结构一般结构平面面积较大,又不接近方形,还有可能有些柱网轴线与其它柱网轴线交角大于15°；且此情况规程已规定应对其进行双向水平地震同时作用计算,对后一种情况还要求对此柱网轴线方向进行水平地震作用计算,虽此柱网轴线不一定是45°方向,但与其相差最大不到30°.这样配筋计算结果就与按每根L形柱都进行45°方向地震作用配筋计算结果相差不大了.14.问：为什么规程送审稿较征求意见稿对于异形柱框架结构的房屋最大适用高度有了较大幅度的降低？答：经过针对八度抗震设防设计的六层异形柱结构振动台试验与框架节点承载力计算公式计算比较,发现上述公式计算结果与试验结果较为吻合.按上述公式计算,该六层结构下面三层大部分梁柱节点不满足截面尺寸限制条件；振动台试验的结果也是这些层的梁柱节点大部分发生不同程度损坏（虽还不至于引起整体结构的立即倒塌）,而未发现其它层的梁柱节点有损坏现象.以上验证了计算公式的准确性和CRSC计算软件的可靠性.用此公式和软件对大量工程计算发现原异形柱框架结构的房屋最大适用高度有些偏高,故对此进行了的调整,特别是高烈度设防区的调整幅度较大,八度设防由最高为六层降低为最高四层.所以给出最高限值是针对目前大多数结构设计软件都不会或不计算异形柱框架节点受剪承载力,造成很大的安全隐患.15.问：异形柱截面上什么位置的纵筋是受力纵筋？答：异形柱截面上受力纵筋的位置如下图所示.试验和模拟计算表明这些位置上的纵筋均发挥较大的作用,特别是当轴压较大时处于各肢内折角处的纵筋的作用不容忽视,一定要作为受力筋处理.16.问：为什么要规定“异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm”？答：类似于贯穿节点的梁纵筋,当节点的非弹性变形较大时,贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧,甚至出现“拉风箱”、即沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏、现象发生.为保证其粘结应为不致过大,避免上述现象出现,规定梁的高度、即节点高度不能太小.我国钢筋混凝土规范11.6.7.1条款规定对一、二级抗震等级,梁内贯穿中柱的纵向钢筋不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20.对柱的纵筋未提要求,看来是该规范的一个欠缺,因根据剪力平衡,节点横、竖向的剪力是相等的,对竖向、即沿柱纵筋方向不提要求是个欠缺.美国混凝土学会节点委员会要求对抗震设计的节点高度不小于20倍柱纵筋直径（美国不分抗震等级）.新西兰有比美国更严格的规定.异形柱规程假定柱纵筋直径20mm,按20倍柱纵筋直径取,即规定抗震设计的异形柱框架梁最小高度为400mm.非抗震设计有所放松.异形柱结构框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件,希望设计人员务必遵守此条规定.17.问：送审初稿为什么规定二级抗震等级的异形柱弯矩增大系数比混凝土规范对矩形柱弯矩增大系数要大？答：根据重庆大学白绍良老师等近年来用自编的和国外的非线性动力反应分析程序（杆系单分量模型的平面结构体系和“伪三维”结构体系）计算分析修订前后规范“强柱弱梁”措施的有效性的主要结论：一级抗震等级的措施比较有效,能保证一般矩形柱或圆形柱在罕遇地震下的塑性变形不超过其其塑性变形（延性）能力.二级抗震等级因柱弯矩增强系数只有1.2,而实际上因梁跨中下部钢筋伸入支座和节点左、右梁上部钢筋拉通等原因,这个1.2的系数不能保证柱端出现塑性铰后的塑性转动在大震下不超过其延性能力,因此,从保证抗震性能来看远不如一级抗震.虽然新混凝土规范将系数从1.1提到1.2,并没有完全消除这一问题.因此白绍良老师建议二级抗震等级的系数至少应提到1.3.所以,这些制定规程采纳了白老师的建议,二级抗震等级异形柱弯矩增大系数取为1.3.18.问：《规程》32页倒数第5行,“当梁的截面宽度的任一侧凸出柱边不小于50mm时,该侧梁角部的纵向受力钢筋可在本柱肢纵向受力钢筋的外侧锚入节点核心区,但凸出柱边尺寸不应大于75mm（图6.3.3-1b）.且从柱肢纵向受力钢筋内侧锚入的梁上部、下部纵向受力钢筋,分别不宜小于梁上部、下部纵向受力钢筋截面面积的70%.”说明什么？怎样理解？答：即要求下图中5号钢筋面积至少占纵向受力钢筋截面面积的70%.19.问：《规程》33页倒数第12行,“且节点处一倍梁高范围内梁的侧面应设置纵向构造钢筋并伸至柱外侧,钢筋直径不应小于8mm,间距不应大于100mm.”怎样理解？怎样做法？答：见下图中红色钢筋,类似于梁的腰筋.起外节点核心区的水平受剪箍筋的作用.图中水平方向梁也应照此作法.。