下面就是小编给大家整理的异形柱结构设计分析论文,本文共16篇,希望您能喜欢!

篇1:异形柱结构设计分析论文
异形柱结构设计分析论文
一、异形柱的概念
异形柱是指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱。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。其形式与短墙肢相似,若肢较长就称短墙肢,很难划分两者的界线。
其中“Z”、“一”形柱未列入规程的原因如下。
第一,“Z”形柱在实际工程中,应用很多。“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,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。“Z”形异形柱目前研究的不是很多,但在实际工程还是有用的。如果结构中只是个别柱为Z形,可以采用加强构造的设计。
第二,“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,它在双向剪力作用下性能也不好,由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。
二、底层减柱的限制
第一,落地的框架柱应连续贯通房屋,框架柱应连续贯通转换层以上的所有楼层。底部抽柱数不宜超过转换层相邻上部楼层框架柱总数的30%,转换层下部结构的框架柱不应采用异形柱。底部抽柱带转换层的异形柱结构可用于非抗震设计和6度、7度抗震设计的房屋建筑。
第二,带转换层的异形柱结构在地面以上大空间的层数,非抗震设计不宜超过3层;抗震设计不宜超过2层;底部抽柱带转换层异形柱结构适用的房屋最大高度不少于10%,且框架结构不应超过6层。框架-剪力墙结构,非抗震设计不应超过12层,抗震设计不应超过10层。
第三,不落地的框架柱应直接落在转换层主结构上。托柱梁应双向布置,可双向均为框架梁,或一方向为框架梁,另一方向为托柱次梁;转换层上部异形柱向底部框架柱转换时,下部框架柱截面的外轮廓尺寸不宜小于上部异形柱截面外轮廓尺寸。转换层上部异形柱截面形心与下部框架柱截面形心宜重合,当不重合时应考虑偏心的影响;
第四,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比宜接近1。转换层上、下部结构侧向刚度比可按国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-第E.0.2条的'规定计算。规程不允许次梁转换(二次转换)。
第五,转换层及下部结构的混凝土强度等级不应低于C30;转换层楼面应采用现浇楼板,楼板的厚度不应小于150mm,且应双层双向配筋,每层每方向的配筋率不宜小于0.25%。楼板钢筋应锚固在边梁或墙体内;
第六,托柱框架梁的截面宽度,不应小于梁宽度方向被托异形柱截面的肢高或一般框架柱的截面高度;不宜大于托柱框架柱相应方向的截面宽度。托柱框架梁的截面高度不宜小于托柱框架梁计算跨度的1/8;当双向均为托柱框架时,不宜小于短跨框架梁计算跨度的1/8。托柱次梁应垂直于托柱框架梁方向布置,梁的宽度不应小于400mm,其中心线应与同方向被托异形柱截面肢厚或一般框架柱截面的中心线重合。
第七,注解:直接承托不落地柱的框架称托柱框架,直接承托不落地柱的框架梁称托柱框架梁,直接承托不落地柱的非框架梁称托柱次梁。
三、应用范围及特点
异形柱应用在7度设防以下。在异形柱结构中使用扁平柱是可以的,建议最小厚度取250,梁纵筋用3级钢,直径不超过12。各项验算同普通框架柱,构造和轴压比建议控制更严格一些。因“一”形异形柱不提倡用,在某工程上缺了还不行,没办法可用扁平柱,其计算按矩形柱方法计算。
地震力系数放大,自振周期折减。因用异形柱导致刚度下降,使得地震力减小,应采用地震力放大系数来适当地增加地震力。计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期,应考虑非承重填充墙体对结构整体刚度的影响予以折减。
四、截面定义输入
异形柱截面有T形、十形、L形,对一字形、Z字形规程未列入应用,在PMCAD截面定义中输入T形按2截面工形输入,不用的地方输0;十形按6截面十形输入;L形用5截面槽钢形输入。其宽均为240,肢长为600。输入轴线节点处应注意偏心材料应定为砼。为减少输入偏心转角的麻烦,在定义时要多定几个不同的截面类型。
五、配筋计算及施工图画法
配筋计算如下:采用双偏压、拉计算,箍筋采用双剪箍。异形柱肢长与肢宽比≤4时,否则应考虑梁的刚域。这时梁柱重叠部分,按刚域参数考虑。
施工图画法如下:a全楼柱钢筋归并;b平面柱大样画法画异形柱施工图,应注意箍筋加密与普通柱相同;柱分布筋之间设拉筋,其直径同箍筋,间距是箍筋的2倍;横向肢、竖向肢分别按计算配置一个矩形箍筋,并分别满足X、Y向计算箍筋面积的要求;c竖向筋要满足最小间距要求,采用对称配筋,一排排不下,程序自动放两排;按固定钢筋和分布筋的构造要求分别配制固定钢筋和分布筋。d在核心区箍筋相交处,若无主筋时,应设竖向架立筋如T形柱内侧,架立筋为构造筋,隐含直径D=14mm。
六、其它
顶层托斜层顶的(角)柱,规程对此没有涉及,它所受轴力、弯矩均不大,柱本身强度不会成问题,关键是房屋顶部结构整体性能,设计人员自己把握抗震设计的异形柱结构不应有错层,原因是免形成短柱。这里的错层是指规范和高规中的“较大的错层”。抗震设计时,框架柱的净高与柱截面长边之比不宜小于4,不应小于3。一般楼梯处易出现短柱,为此在楼梯间两侧布置剪力墙其它地方以异型柱为主。异形柱在斜向水平荷载作用下,其受剪承载力的平面图形为梅花状,等肢情况下异形截面柱受剪承载力在各象限图形是凸的。
在斜向剪力下,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,不等肢情况时,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。
篇2:异形柱结构设计研究论文
异形柱结构设计研究论文论文
摘要:本文详细阐述了异形柱框架的受力特点,对设计实际工程中异形柱结构的分析计算、构造措施等方面进行了探讨,并给出成功的工程设计实例。
关键词:异形柱;框架
1前言
近年来,异形柱框架或异形柱框架一剪力墙结构作为一种全新的结构形式广泛用于小高层住宅建筑中,相对于传统的短肢剪力墙或框架结构,能更好的满足建筑需求且造价略有降低,因此具有更好的经济效益和社会效益。该结构形式一般指同层内异形柱数量超过柱总数量10%的框架或框架剪力墙结构,适用抗震设防烈度为6度或7度的地区。
2受力特点
异形柱是指柱截面摈弃了惯用的矩形柱,而采用多个小墙肢的组合截面柱子,由剪力墙演变而来。柱肢截面中各肢高厚比不大于4,常用的有L形、T形和十形,亦有采用Z形。柱肢宽度一般使用与墙体相同的厚度,一般为200~250mm,不大于300mm。肢长较大,《规程》规定不小于500mm,一般为600~800。除此之外,不等肢异形柱肢高比一般不超过1.6,各肢截面厚度不能相差过大。
虽然异形柱由剪力墙演变而来,但由于柱截面本身的特殊性,异形柱结构的受力特点既不同于剪力墙结构,也与普通框架相差很大,具有自己的独特性,在荷载作用的结构反应更加复杂。国内外大量的试验资料和理论分析证明,异形柱的破坏形态有:弯曲破坏、小偏压破坏、剪压破坏等,影响破坏形态的因素主要有:荷载角、轴压比、剪跨比、配箍率等。
2.1整体计算分析
异形柱的存在和不同的布置对结构整个抗侧力刚度影响很大,总体来讲相对于同样布置的同截面矩形柱结构,异形柱结构的整体性要好,刚度略由增强;而单结构形式来讲,异形柱结构的刚度介于普通框架和框架剪力墙之间。文献[2]对8度区-6层住宅分别采用矩形柱和异形柱框架进行设计,然后分别采用SATWE和CRSC程序对比分析,结果表明在地震作用下异形柱结构的底部剪力要比矩形柱框架结构大16%~26%左右,各层柱的平均剪力和节点剪力也比矩形柱框架大很多。异形柱结构的受力特点介于普通框架柱和剪力墙之间,结构的抗震性能比较差,在内力分析计算时,既不能完全按普通框架柱,也不能完全照搬短肢剪力墙。
根据规范要求,对于矩形柱结构,当无斜向抗侧力构件时,结构设计的地震作用方向一般取工程纵横轴方向,即0°和90°以此来求得地震作用下的结构内力,正截面承载力两个方向分别按单偏压计算配筋,其承载力基本上可以包络地震作用沿其他方向的情况。但对于异形柱,由于截面惯性矩沿不同方向差别很大,地震作用下柱受力的最不利方向不一定0°或90°,也就是说仅沿该两个方向计算的正截面配筋并不能完全包络地震作用沿其他方向时的情况,尤其在高烈度地区体现得更显著。对此,《规程》强制规定,7度及以上时地震作用尚应对与主轴成45°方向进行补充验算。
考虑到受力后异形柱结构反应复杂,抗震性能不好,为符合“三水准两阶段”的抗震设计思路,地震作用计算后梁柱的内力调整都相对要求更严格些。对此,目前国内通用的结构设计软件PKPM并没有体现出来,虽然可以建立异形柱的模型,但尚未增加异形柱这种结构形式。其内部的内力调整和截面配筋计算仍然按照矩形柱或者短肢剪力墙的模式进行的,这难免会带来误差,有时可能相差甚远。天津大学开发的异形柱设计软件CRSC尚未普及。
目前很多设计都是把异形柱作为短肢剪力墙,按短肢剪力墙结构利用PKPM等空间软件进行分析设计,误差大在所难免。相对精确的设计方法是:假设梁柱节点与普通框架梁柱节点相同,按等主轴刚度及等截面面积两个条件把异形柱截面转化成等效矩形柱截面,利用空间有限元分析程序进行内力分析,求出柱的内力重新按照有关异形柱截面的配筋计算公式进行截面配筋验算。但这种等效转化后的计算模型仍与实际结构有较大出入,由于异形柱肢长比较大,与梁相交时梁柱重叠部分较大,形成类似与壁式框架的梁柱刚域,梁的计算长度大大减小,实际结构的侧向刚度比计算模型大,导致地震力计算偏于不安全,文献[3]对柱内力在程序计算结果的基础上乘以约1.1的放大系数或者加大周期折减度以适当考虑其影响。但这也是权宜之计,且对于普通设计人员来讲过于费时费力,不利于提高效率。
2.2正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力
柱肢截面的差异,导致柱肢平面内外两个方向的`截面特性相差较大,异形柱截面在轴压力及弯矩剪力共同作用下,正截面承载力的计算是一个十分复杂的问题,因为柱截面中和轴一般不与弯矩作用平面相垂直,也不与截面边缘平行,其位置随截面尺寸、混凝土强度、配筋率及荷载角等诸多因素的变化而变化。进而导致柱肢平面内外两个方向的惯性矩差异明显,进而侧向刚度相差较大,对不等肢的截面表现尤甚。因此普通柱正截面抗弯验算的计算公式并不适用于异形柱,《规程》将异形柱截面划分为有限个混凝土单元和钢筋单元,仍然采用平截面假定给出了双向偏压的正截面承载力验算公式。
由于多肢的存在,其截面的剪力中心往往在截面外,受力后主要依靠柱肢交点处的核心混凝土协调变形和传递内力,导致各柱肢内存在相当大的剪应力和翘曲应力,柱肢易首先出现裂缝,核心混凝土处于三向受剪状态,变形能力降低,脆性破坏特征明显。
异形柱的斜截面受剪承载力也随荷载作用方向而变化,但对同一方向的地震作用由于翼缘的有利作用,通常比等面积矩形柱高,文献[4]表明,T形截面柱的受剪承载力至少为同截面面积矩形柱的1.15倍,L形柱则基本相同。
2.3节点强度
普通框架只要梁柱截面满足规范构造要求,节点核心区面积大,除二级或更高抗震等级的节点外,一般不需要特别进行节点抗剪验算。但异形柱框架的肢厚不大,节点核心区有效水平截面积小。另外,异形柱由于轴压比的要求,通常肢长较大,相对同截面面积的矩形柱来讲,刚度大,地震作用大,相应的节点剪力比相同布置下(柱面积相等)的矩形柱结构大很多。因此异形柱框架节点一般都需要验算节点抗剪强度。同时,异形柱肢厚度偏薄,节点斜压机制引起的核心区斜压力相对较大,钢筋握裹性能差,施工质量的可靠性也难以满足。
异形柱截面形式的不同,其节点受剪承载力也差别较大。十形截面柱的翼缘布置在节点截面中间受力最大的部位,翼缘的作用得以充分发挥,节点受剪承载力与同截面面积的矩形柱相差不大,T形截面次之,L形相差最大,受剪承载力下降最大。文献[5]研究表明:L形、T形、十形柱节点的受剪承载力比具有相同有效截面的矩形柱节点分别低33%、17.5%、8%左右,且用于矩形柱框架节点抗剪验算的公式已不适用于异形柱节点。在高烈度地区控制异形柱结构适用高度的参数已不单单是柱轴压比,而是节点区的强度。
3构造措施
异形柱的受力情况复杂,结构延性相对较差,单纯依靠目前的程序计算配筋尚难满足结构抗震的延性要求,因此必须加强构造措施,从概念出发,保证结构具有足够的安全度。
3.1结构平面布置
异形柱框架应设计成双向刚接梁柱抗侧力体系,根据结构平面布置和受力特点,可设计成部分异形柱部分矩形柱的形式,特别注意在受力复杂部分采用矩形柱。平面布置宜使结构平面刚度均匀对称,尽量控制或减小扭转效应:竖向布置注意体型力求简单规则,避免过大的外挑内收,避免楼层刚度沿竖向突变;柱网尺寸不易过大,一般不超过6m,柱矩大梁高也大,一方面建筑净空难以满足要求,另一方面柱承受的轴力也大,轴压比高,于抗震不利。为保证梁板对异形柱节点的约束,宜采用现浇楼盖。
3.2轴压比及柱配筋
对于柱而言,控制其延性的因素很多,不管对矩形柱还是异形柱,轴压比无疑是最重要的控制条件之一,其侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降,对异形柱更应从严控制。这可以通过控制柱距、采用轻质墙体、优化结构平面布置改善。柱肢端承受梁传来的集中荷载,局部压应力大,可设置暗柱。曹万林等《钢筋混凝土带暗柱异形柱抗震性能试验及分析》表明:带暗柱异形柱与普通异形柱相比,承载力及延性和耗能能力有显著提高。
异形柱截面的剪力中心与截面形心不重合,剪应力的存在使柱肢先于普通矩形柱的剪压构件出现裂缝,产生腹剪破坏,导致柱脆性显著,延性普遍低于矩形柱。而且柱截面可能出现单纯翼缘受压,此时柱的延性最差,因此需要进一步提高异形柱的抗剪能力。除此之外,尽量避免短柱的出现,对剪跨比小的短柱要采取相应的加强措施,以免形成薄弱环节。
3.3节点构造
节点已经成为异形柱结构的薄弱环节,考虑到节点处钢筋的锚固以及保证节点区混凝土浇筑的质量,柱钢筋数量不宜过多且直径不宜过大。
4工程实例
长沙市某住宅楼长24.7m,宽14.5m,建筑面积3575m2左右,地上架空层一层,层高4.5m,住宅十一层,层高3.0m,最大建筑高度为39.0m,平面图见图1。该工程抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组,场地类别Ⅱ类。采用异形柱框架——剪力墙结构,剪力墙抗震等级为三级,异形柱框架抗震等级为三级。采用SAIWE程序分析,各层间位移角见图2,满足规范对层间位移的规定;同时重视抗震概念设计,加强构造措施。目前已竣工验收交付使用,经观察结构整体状况良好。
5结语
异形柱结构具有广阔的应用前景,但其受力性能具有自己的独特性,目前仍需要进一步研究以完善设计理论,开发更适用的设计软件,提高工程设计效率,便于推广运用。
参考文献:
[1]JGJ149-200,混凝土异形柱结构技术规程。
[2]黄锐,抗震设防高烈度区异形柱结构设计应注意的两个问题,建筑结构,(5)。
[3]沈伟,汪杰南京虎啸小区09栋住宅异形框架设计,建筑结构,(11)
[4]李建辉,论述异形柱轻型框架的设计,福建建筑高等专科学校学报,(2)。
[5]曹祖同,霞等,钢筋混凝土异形柱框架节点强度的研究建筑结构,(1)
篇3:异形柱框架结构设计的几点思考
异形柱框架结构设计的几点思考
为适应住宅平面灵活布置,异形柱框架结构是一种较好的结构形式.本文分析了异形柱结构设计的'一般规定和计算方法,对一些常见的特殊问题作了分析,供广大工程设计人员参考.
作 者:陈慧敏 作者单位:新昌县一建公司建筑设计所,浙江,新昌,312500 刊 名:中国新技术新产品 英文刊名:CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年,卷(期): “”(11) 分类号: 关键词:住宅 框架柱 结构设计篇4:异型柱框架结构设计探讨论文
异型柱框架结构设计探讨论文
摘 要:从异型柱框架结构的自身受力特点出发,结合工程实践经验提出了异型柱在住宅结构设计中应注意的相关问题。
关键词:异型柱 框架结构 设计方法
一、概述
随着我国住宅产业的迅速发展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高,普通的矩形框架柱会给室内装饰和家具布置带来极大的不便。如何合理地利用建筑物的有效面积,这对住宅结构设计提出了一项新的要求。异型柱框架结构体系在一定程度上满足了上述要求,从结构受力角度来说,它博采框架加剪力墙体系之长,平立面布置近于框架结构,柱的截面形式又不拘泥于矩形,将截面积向工程轴外铺开成T形、十字形、L型等,用较少的混凝土材料,获得了较大的刚度;同时配合轻质填充墙的使用,结构重量比一般框架更轻。适中的刚度和较轻的自重,对减小地震作用很有利,是一种经济合理的抗震住宅结构体系。
二、异型柱受力特点
异型柱结构与普通框架结构相比,有如下受力方面的特点:
1.根据建筑上的需要,异型柱在房间的分隔墙交点处灵活布置,平面刚度疏散均匀,经常会有梁纵、横不贯通,结构较难简化为平面结构计算;
2.立面刚度分布较均匀,异型柱与轻质砌体填充墙在弹性阶段共同工作性能良好;
3.柱采用T形、L形、十字形等截面形式,肢宽厚比在2.5~4.5之间,柱肢薄而狭长,双向压弯效应明显;
4.异形截面仅有一根对称轴或没有对称轴,对荷载的`方向角敏感,抗扭刚度较差,相应地也造成异型柱结构的荷载方向敏感性,且稍有不对称或偏心,抗扭能力降低较大;
5.异形截面的柱肢角部是明显的薄弱部位,尤其是梁底与柱肢交界断面的柱肢角部,应力集中严重;
6.异型柱结构的梁高宽比大,柱肢狭长,使梁柱重叠部分多,在梁端一定范围形成刚域;同时节点区较大而薄,在弹塑性阶段,应计入节点区变形对结构变形的影响;
7.异型柱结构的节点区的受力性能与矩形柱节点有较大区别,一方面由于梁柱薄,施工时混凝土不易振捣密实,再加上梁柱交接处应力集中和后期破坏较重,削减了节点核心区的有效体积,使节点抗剪承载力降低;另一方面,节点区破坏部位向梁端的外移,又缓解了节点区受力的复杂程度,有利于强节点的实现。
三、异型柱框架结构设计中的有关问题
1.结构平面布置
异型柱框架结构的平面布置,除应遵守一般框架结构的构造措施、相关规定、设计要求外,还应考虑自身的特点,注意以下几点:
(1)平面布置宜尽量对称,两个主轴方向要协调,使合力中心尽可能和刚度中心重合,减少偏心距,尽量减少因扭转产生的不利影响;
(2)考虑采用双向承重体系,并纵横向相连接
(3)各柱肢应尽量对齐,使柱肢与梁一起构成较规则、多跨的抗侧力体系。笔者认为,异型柱设计的目的主要是合理解决小面积房屋的使用问题,应重点布置在房屋中影响房间使用的墙角部位,其它部位从受力合理和施工方便两个方面考虑宜采用矩形截面柱。这样兼顾了使用和经济两个方面,充分发挥了异型柱使用和受力的特点创造出每平方米建筑面积用钢量较低的好指标。
2.设计方法
异型柱和矩形柱的截面形式差异很大,不能简单把矩形柱的计算方法应用到异型柱中。目前,国内可直接进行异型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型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。考虑到上述两种规程作为地方标准,具有一定局限性,在设计中还应注意以下几个问题
(1)按肢长与肢宽之比定义异形柱或短肢墙很大程度是为了学术上的便利。但用TAT程序进行结构整体计算时,按异形柱模式可能导致结构刚度下降,应适当增加抗地震力;当按短肢剪力墙模式计算可使梁配筋偏小,应适当调整配筋;
(2)在一般的矩形柱的多层框架结构中侧移多不起控制作用,而对于异形柱框架结构,由于侧向刚度较小,有时侧移会超过规范允许值;
(3)对柱的净高与柱截面长边尺寸之比小于4的异形柱,应沿柱高全高加密箍筋,以减小地震作用下柱剪切脆性破坏的危险性和改善柱的变形性能;
(4)因荷载方向角的任意性,在异形柱内折角处也应设置相同直径的受力筋;
(5)位于L形柱角处的纵向受力钢筋为双向共用;
(6)为安全起见,对抗震等级三级及三级以上的结构,应对节点进行计算,以保证节点区的可靠性;
(7)施工过程中对异形柱及其节点区应加以重视,采用骨料粒径较小的混凝土进行浇筑,以确保施工质量。
3.构造设计
(1)柱壁厚度和砼标号的选择
参照规范及实践经验来看,柱肢的厚度最小不少于160mm,一般常采用200mm 比较合理。对于8层及以上框架其下面两层梁柱节点处的钢筋有时显得比较密集,因此不宜减薄。在梁跨度较大时,柱子往往显得截面不足,轴压比太大,钢筋过分密集。因此最好把一二层柱砼标号提高到 C30左右,避免采用加大壁厚的方案。
(2)纵向钢筋和箍筋
纵向受力钢筋选用时,数量宜少,直径宜大,一般只要不大于Ф25均应选较大的直径减少根数,而每边钢筋的数量宜用2根,多则做两排配置。底层每边钢筋的数量也可以用3根,但穿出楼面的柱筋每边单排配筋还是不要多于2根为宜,否则节点施工困难。
纵向构造钢筋在柱肢宽较大时应该设置,以保证纵向钢筋间距不大于350mm的规范要求,因为异型柱的纵向构造钢筋比较多,因此其直径的选取也是影响经济技术指标的一项因素,根据我国钢筋砼设计规范和国外有关资料以及有关剪力墙的构造规定,笔者认为取Ф12、Ф14还是比较合理的,不必选用更粗的钢筋。
箍筋的设置对抗震设防的影响很大,按我国抗震设计规范中有关规定及参考国内外有关资料,建议箍筋最小直径可以选用Ф6,在加密区的间距为100mm,在非加密区的间距为200mm。
(3)轴压比限值
异形柱在单调荷载,特别在低周反复荷载作用下,粘结破坏较矩形柱严重,延性比普通矩形柱差,因此,异形柱的轴压比限值比矩形柱严格得多。天津《规程》根据截面类型、箍筋间距与纵筋直径比s/d、箍筋直径dv和抗震等级确定,在0.3~0.7之间波动,比矩形柱结构的柱轴压比限值低很多。所以,在程序试算后,应按上述条件初步确定出各柱的轴压比具体限值,并在配筋简图中仔细查看各层柱的计算轴压比是否有超限的。因为此时异形柱的实配纵筋和箍筋还是未知的,PKPM程序无法判断每个柱的轴压比具体限值,只有在轴压比超过矩形柱结构的轴压比限值时,程序才会报告轴压比超限。因此,异形柱的轴压比超限,必须逐一手工核算。
四、结束语
异型柱框架结构的平面布置比普通矩形柱框架灵活,可以较好满足建筑功能的要求,具有良好的发展前景,结构设计人员应充分了解异型柱的受力特点,正确把握设计要点,确保工程结构安全可靠,经济合理。
参考文献
[1] DBJ/TIS-1S-95钢筋混凝土异型柱设计规程.[S] .
[2] DB29-16-98大开间住宅钢筋混凝土异型柱框架结构技术规程.[S].
[3] GB S0010-混凝土结构设计规范.[S].
篇5:异形柱结构扁平柱怎么使用?
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各项验算同普通框架柱,构造和轴压比建议控制更严格一些。因“一”形异形柱不提倡用,在某工程上缺了还不行,没办法可用扁平柱,其计算按矩形柱方法计算。
篇6:建筑工程剪力墙结构设计分析论文
建筑工程剪力墙结构设计分析论文
1.剪力墙结构设计常见问题分析
1.1二十层以下高层剪力墙结构问题
通过之前的调查研究,我们发现目前许多二十层以下的高层建筑中仍然采用的是传统方式施工:现浇剪力墙结构。由于各个墙肢轴压比具有很小的计算值,墙体配筋方式也是采用构造配筋形式,使得原设计墙体应有的承载能力没有真正体现出来,并且建筑工程项目使用使用此种方式施工费用也是很高的。通常遇到这样情况的时候,一般采取现浇联肢短肢结构来代替原有剪力墙结构。采用短肢剪力墙结构能够将建筑结构顶点的位移、周期以及结构底部的剪力把握在可控范围内。
1.2框支剪力墙结构在建筑结构中的问题
在建筑结构中,通常剪力墙的上部主要使用的是短肢剪力墙结构,而在建筑物底部处理上,经常利用全落地剪力墙与框架支撑剪力墙这两项结合作为建筑物底部的结构使用,这类结构常常被利用于商业性住宅小区或者一些底商店铺中,其中最大的一个缺点就是这种结构在遇到地震等自然灾害时特别的脆弱。因为剪力墙在其上部下部之间刚度有很大的差异性,上部能承受较大的外力而保持微弱的形变,下部在同样的震动下,其特别容易产生变形。即便有水平的作用力存在,也会对其有很大的影响。为了因对这种形变问题,通常会采用短肢剪力墙,使剪力墙的剪力系数控制在一定范围内,保证其基本的刚度需求。
1.3二十层以上高层建筑剪力墙结构问题
高层建筑物和低层建筑物不管是从结构设计上,还是在后期的施工技术方法上都存在很大的差异性。面对这样的一些差异,20层以上的高层建筑在建设过程中仍然采用短肢剪力墙体系,没用做到因具体项目而使用不同的剪力墙,这样往往会导致剪力墙的`底部剪力系数达不到标准要求,整个建筑物结构也会出现连锁问题,在这样的建筑物中一般采用的是剪力系数为A,10联以上的剪力墙结构才能达到标准应力要求。
2.建筑工程项目中剪力墙的设计剖析
剪力墙结构设计是建筑结构设计的一部分,其设计要遵循的设计原则,从实际问题出发,为建筑项目施工做好前提工作。
2.1建筑项目剪力墙结构设计的主要原则
剪力墙结构设计要根据现实工程项目中的实际问题,其结构组成主要有墙肢和连梁这两个部分组成,这两个部分在剪力墙结构设计时都会对抗震性及建筑刚度有明确的要求。参与建筑结构设计的设计人员在对这两种结构进行设计时应该根据实际的需要来决定。剪力墙设计的另外一个原则是,所设计的剪力墙结构在工程项目施工中能够发挥出来设计时所要求的功能,并且要对这些结构进行规范,提升其承载力。
2.2剪力墙结构设计的主要内容分析
剪力墙结构设计是一项繁琐复杂的工作,而且要求设计人员耐心、心细,对各个部分的受力情况有深入的了解。其设计一般涵盖以下主要内容:剪力墙设计的主要方法分析、合理布置剪力墙的各部分结构、对剪力墙的延伸性进行有效处理、提升剪力墙结构的性能和强度等。
1)剪力墙设计的主要方法剖析。在所有的建筑项目结构设计时,挑选合适的设计方法、方式是各项工作开始的必要前提条件。剪力墙设计人员应根据具体项目工程情况选择有效合理的设计方案,这也是确保整个建筑物整体的安全和稳定的基础之一。另外,在剪力墙设计方法的选择过程之中,因为剪力墙结构常处在受弯的状态中,这个状态使剪力墙结构常常具有很高的延展性,所以在设计时,要保证其形状为宽细状。在这过程中尤其要注意一点,剪力墙过长的话就会造成低宽剪力墙的出现,达不到基本的抗震性能。设计人员必须拥有基本的物理力学基础,熟悉结构各部分受力情况的计算以及计算机操作,在大量工作实践的基础上,设计出科学规范的剪力墙,使剪力墙的结构能够达到受力分散均匀、合理科学,在保证设计水平得到有效提升的同时促进建筑项目整体的安全稳定。
2)合理布置各部分结构。在设计剪力墙水平方向的剪力过程中,通常需要设计人员以对称的形式来对平面进行有效的设计,从而达到剪力墙的重量核心及刚度核心按照求布置于一起,这样的话,既能够避免了扭矩的出现,同时也可以提高剪力墙的抗震性能。另外一个需要注意的是,在剪力墙设计时确保剪力墙侧向刚度达到设计标准要求,从而使其性能有效的发挥出来。
3)对剪力墙的延伸性进行有效处理。通常剪力墙自身具有较大的延伸性,其延伸性过大,对剪力墙的整体结构及其耐久性产生严重影响,因此设计人员在设计以及施工人员在项目施工过程中,使剪力墙结构的延伸性控制在一定的范围之内,确保其不能够影响到建筑安全稳定。另外,在处理剪力墙结构延伸性问题是,设计人员可以让剪力墙拥有足够的承载力避免其带来破坏现象。通过对剪力墙结构对称合理、受力均匀、上下连贯的设计,可以有效的提升剪力墙对建筑物整体的支撑效果,保障其安全性,从而也使得建筑结构设计的可靠性也进一步提高。
4)设计时提升结构的性能和强度。我国建筑设计规范中已经明确了剪力墙结构设计所要求的性能及强度,使其在建筑工程项目施工过程中水平向和竖向的配筋率都要达到规定水平,即使是非非抗震设计和四级抗震设计也要保证配筋率要在0.20%以上水平,这样才能保障基本的抗震强度及自身所需的稳定性能。
3.结语
建筑行业的技术水平的逐渐提升,给建筑结构设计以及工程项目施工提出了越来越高的要求,剪力墙结构设计作为建筑工程项目整体的一部分应给予重视,合理规范的剪力墙结构设计能够促进项目施工的进度,保证建筑物的稳定安全,也能够促进建筑行业的发展。
篇7:高层建筑剪力墙结构设计分析论文
摘要:
剪力墙是高层建筑结构体系中的重要组成部分,对建筑结构稳定性产生重要影响,做好高层建筑结构设计中剪力墙设计的质量控制工作具有一定的实际意义。文章主要讨论了高层建筑剪力墙设计的相关内容,并结合实际工程案例,对其设计方法进行分析。
关键词:
篇8:高层建筑剪力墙结构设计分析论文
从当前剪力墙结构设计现状来看,受设计思想、建筑项目特殊要求等诸多因素影响,设计人员难以有效控制剪力墙设计的整体质量,留下风险隐患。因此要重视对高层建筑结构设计中剪力墙设计的讨论,为全面提高高层建筑质量奠定基础。
1高层建筑结构设计剪力墙设计中需要注意的问题
1.1对剪力墙轴压比限值的确定
在剪力墙设计环节中,轴压比限值是剪力墙设计的重要组成部分,不仅影响剪力墙的基本质量,还对其抗震能力产生影响。目前,建筑行业一级~三级的抗震等级剪力墙底部加强部位的最大轴压比限值的计算公式为:
在上述公式中,S代表剪力墙的最大轴压比限值;fc代表混凝土轴心抗压强度的理想设计值;A代表墙肢的全截面面积,单位为cm2;N代表墙肢重力荷载作用下的轴压比设计值(在N参数的分析中,不考虑该数据与地震的作用)。
1.2高层建筑剪力墙结构厚度的确定与配筋处理
1.2.1我国相关规定对高层建筑的剪力墙参数提出了十分明确的要求:当剪力墙结构的地震等级达到8度时,剪力墙抗震等级要大于等于2级。在这一规定的影响下,相关单位在开展剪力墙结构设计中,要保证剪力墙墙底的部分墙体厚度超过200mm。
而在现代工程建设中,设计方对剪力墙的分析已经有了较为完备的数据支持,其计算公式为:
在上述公式中,b代表剪力墙的估算厚度值,单位为mm;Q代表单位面积的荷载重量标准值,Q=13.0+7(n-15)/20;n代表楼层层数;r代表轴压比。
1.2.2我国高层建筑规范中明确指出:高层建筑剪力墙墙体配筋率要大于等于0.25%,而剪力墙的底部加强部分配筋率要大于等于0.3%。
一般在高层建筑剪力墙结构设计中,剪力墙的水平配筋的关键就是向墙体内部加入水平分布的钢筋,在经过这种处理后,剪力墙等整体结构性能得到改善,自身的抗温度应力参数水平、抗脆性剪切力水平明显提升。而一般在结构设计中,设计人员需重视对高层建筑剪力墙的配筋处理,来最终保证剪力墙结构的稳定性。
篇9:高层建筑剪力墙结构设计分析论文
2.1工程案例结构简介
该项目是当地重要的建筑项目之一,整体建筑高度约为74.16m,地上建筑结构为25层,还设有两层的地下储藏室,工程等级为一级。在建筑结构设计中,该建筑项目采取框架-剪力墙结构与剪力墙结构。但在建筑项目设计之初,考虑到建筑的主要功能为住宅楼,盲目的增加框架柱会影响室内的整体空间结构,因此在最后设计决策中,决定采取剪力墙结构。
2.2剪力墙布置方案
在该项目中,剪力墙布置方案主要考虑了剪力墙的数量、剪力墙参数、布置位置等多种问题,而在考虑建筑结构经济性的基础上,其底部肩梁截面总面积约为楼层面积比的8.3%。
同时,由于住宅建筑结构特点十分明显:受建筑外观、使用功能等多种因素影响,建筑在结构设计中采取了不规则的平面结构设计形式,并且竖向位置上因为下部缺乏足够的大空间部位导致剪力墙会以连续的形式从下而上连续分布。针对这一要求,该项目在剪力墙平面布置设计过程中,适当的增减左右剪力墙与轴线上下剪力墙的尺寸,实现对结构扭转参数的控制。
2.3建筑材料
2.3.1总体设计思想。由于高层建筑混凝土结构需要采用高性能的混凝土与钢筋,但考虑建筑结构安全性等因素后,设计人员确定了以下主要设计思路:通过采取高强度混凝土控制建筑柱截面面积、通过高强度钢筋减少配筋量。在该思想的指导下,设计人员在设计环节中尽量选择能够满足强度、塑性、均质性等要求的施工原材料。
2.3.2混凝土设计。由于混凝土强度变化会影响结构自重、原材料使用率等诸多问题,并且使用强度过低的混凝土会导致建筑内有效面积降低,一定程度上影响建筑的整体功能。我国《高层规范》中对混凝土的相关参数水平提出明确要求:高层建筑结构的主要承重构件要使用强度不低于C20的混凝土,且最高混凝土强度不应大于C60。在相关规定的指导下,设计人员进一步完善了该项目剪力墙的混凝土等级水平,基础垫层采用C15,剪力墙柱梁板采用C30,构造柱采用C25,基础混凝土采用C35。
2.3.3钢筋材料设计。该项目在钢筋设计中,优先选择抗压强度等级高、可焊性能良好的钢筋,并且在施工过程中始终遵循“承载力相等”的原则展开钢筋配置。同时在最小配筋率选择中,以强制的规范要求对钢筋设计参数进行确定,保证替换钢筋的数量的科学性。在该项目中,主要钢筋材料的信息如下:钢筋采用HRB400和HRB300,焊条采用HRP335的'E45和E50。
2.4荷载计算
2.4.1风荷载计算。总所周知,风荷载对高层建筑整体参数的影响十分明显,因此在剪力墙结构设计中要予以高度重视。该工程项目根据《家长农户结构荷载规范》的相关内容展开风荷载处理分析,取当地工程基本风压为0.35KN/m2的标准值,其计算公式为:
在上述公式中,wk代表风荷载的标准值,单位为KN/m2;βz代表z高度处的实际风振系数;w代表高层建筑的基本风压值(一般以当地的实际风压为参考对象),单位为KN/m2;μs代表风载体形系数;μz代表z高度处的风压变化系数。
2.4.2楼面荷载计算。该项目的楼面荷载问题主要是根据建筑方案的计算方案的计算参数进行分析处理的,活荷载标准值按如下来进行取值:对客厅和卧室取2.0,卫生间和阳台取2.5,前室和走廊取3.5,上人屋面取2.0,不上人屋面取0.5,雨棚和屋面板取1.0。
2.5设计结果分析
该项目在剪力墙施工中,严格按照设计图纸的相关标准展开施工,并针对设计图纸中的不清晰问题及时的与设计人员取得联系。从后期监理结果显示,该项目的剪力墙质量水平良好,能有效满足该建筑承重的要求。
3结语
总体而言,在高层建筑剪力墙设计过程中,需要严格遵照相应的施工质量控制标准展开管理,并结合工程的具体要求进行控制,通过实现全范围内的建筑施工设计质量管理,保证建筑剪力墙结构质量,为强化建筑整体性能奠定基础。
参考文献
[1]张晨光.高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J].门窗,(03).
[2]李喜庆.对房屋剪力墙结构设计问题的思考[J].门窗,(01).
[3]姜玉柱.剪力墙结构洞的处理方案探讨[J].四川建材,2014(01).
篇10:地下室挡土墙结构设计分析论文
地下室挡土墙结构设计分析论文
摘要:地下室挡土墙按常规设计时存在着一些安全隐患,综合考虑不同部位挡土墙的具体受力情况,对挡土墙结构设计进行分析整理与总结,并同时提出了相应的设计建议。
关键词:地下室;挡土墙;设计;建议
目前地下室设计最常用的解决土压力作用的方法即是结构自挡土,地下室挡土墙是直接接触土压力的构件,当按常规设计时,没有具体问题具体分析,因此,挡土墙设计存在着一些安全隐患。本文将从挡土墙结构设计中计算简图的选取、荷载取值、一般部位及特殊部位进行分析整理,总结了地下室挡土墙结构设计时的设计方法及要点。
1地下室挡土墙的计算简图的确定常
规设计时,将地下室各层楼板、基础底板等作为地下室挡土墙的支承,计算简图通常按下述方式处理:顶板处简化为铰接,基础底板处简化为固端,其他地下室楼层作为连续支座,将挡土墙按1m宽板带简化为多跨连续梁进行内力计算和配筋,这也是设计人员通常所采用的挡土墙的计算简图。但是还应该考虑基础底板及顶板约束作用的实际大小,否则可能会给相关部分的受力构件带来安全隐患。且地下室楼板因为使用功能的需要,在车道、楼梯、开洞等处楼板的传力途径并不直接,甚至无法作为支承。故在确定地下室外墙的计算简图时,必须熟悉地下室各层的布置和楼板的缺失情况等,考虑由外墙传来的.土压力的传力途径,并保证传力途径简单直接。
2土压力的取值
2.1静止土压力
当挡土墙的刚度很大,在土压力作用下墙处于静止状态即位移为零时,墙后土体处于弹性平衡状态,因此,地下室挡土墙的土压力按静止土压力计算。土压力计算公式为:p=γhKo,静止土压力系数Ko与土性、土的密实程度等因素有关,在一般情况下,砂土Ko=0.35~0.5,黏性土Ko=0.5~0.7,计算时可近似取为0.5。地下水位以上取土的饱和容重,地下水位以下取土的浮容重并采用水土分算法进行计算。静止土压力按下述公式计算:p=K0(q+“z)(z≤hw)p=K0[q+”hw+“’(z-hw)](z>hw)式中q—作用于地表的室外荷载,kN/m2;”─土的重度,kN/m3;z─计算土压力点的深度,m;K0─静止土压力系数;"’─土的浮重度,kN/m3;hw─地下水的埋藏深度,m。
2.2室外堆载和消防车荷载对土压力取值
计算地下室挡土墙时,要考虑室外堆载和消防车荷载的影响,但两者不同时考虑。室外堆载荷载一般取10kN/m2;根据《全国民用建筑工程设计技术措施》[2],明确给出停放消防车的室外地面活荷载取5kN/m2。综合考虑室外活荷载取值按10kN/m2满足各工况要求。
3一般部位地下室挡土墙受力分析与设计
3.1地下室挡土墙底部嵌固条件
当基础底板对侧墙有较好的约束时才可以满足简化计算模型中固端的条件。当仅采用柱下独立基础且没有抗水板,或者抗水板置于较软的土层上时,抗水板无法对侧墙形成有效的约束作用,此时依然采用基础底板处简化为固端的简化计算模型会导致外墙靠底板处的外侧弯矩偏大,而内侧弯矩偏小,偏不安全。因此,在进行地下室挡土墙设计时,应对这种情况的地下室侧墙跨中弯矩采取乘以放大系数的方式或者按照底部采用不动铰支座进行包络设计。
3.2水浮力的附加弯矩作用
当地下室抗浮水位很高时,由于地下水对于底板的作用,会导致底板与外侧墙相交处产生一个与侧墙根部弯矩方向相反的转动,此时底板对于侧墙的约束作用超过计算模型中固端的假定,实际的负弯矩可能会大于按照计算模型中固端计算的负弯矩,此时应将地下室底板与侧墙弯矩共同计算设计。
3.3次梁对地下室挡土墙的约束作用
由于次梁对地下室挡土墙的约束作用,在有次梁的地方侧墙会产生一个较大的负弯矩,这种情况与侧墙上部不动铰支座的计算假定有较大的出入,而计算弯矩值较大,因此,在有次梁的地方应采取特殊的构造措施。建议将次梁的上部钢筋锚入侧墙后往下延伸一段后进行锚固。
4特殊部位地下室挡土墙受力分析与设计
4.1地下室挡土墙转角处
由于地下室挡土墙转角处形成了连续支座,按单向板计算时水平向在该处应考虑墙体的嵌固作用,应按转角处简化为固端的双向板计算支座弯矩值(水平向的计算跨度可取墙体高度的2倍),并按该弯矩配筋。选筋时可考虑分离式配筋,不必与墙体分布筋协调,支座钢筋与水平分布钢筋采用搭接连接。
4.2临边坡道处地下室挡土墙计算
沿地下室外墙布置车道时,由于车道打断了地下室外墙的楼板支承,当考虑车道板作为外墙的支承时,应注意车道板是否能有效传递水土压力。因车道板与楼板不在一个标高,须通过柱或墙来间接传递,建议在车道板的另一侧增设钢筋混凝土墙体,以平衡车道板传来的水土压力。车道处由于车道板倾斜,地下室外墙的受力情况相对较复杂。1)车道范围地下室挡土墙各处的计算跨度均不同。2)由于车道板倾斜,与楼面标高不一致,导致支承地下外墙的水平力不能直接传递,其传力方式有:①车道板一端支承于地下室外墙,一端支承于梁上时,地下室外墙传递的水平力先传给车道板,车道梁板整体作为一个水平放置的受弯构件承受地下室外墙传来的荷载,受弯构件的跨度为车道板的斜长或有效支承间的距离;②车道板一端支承于地下室外墙,另一端支承于钢筋混凝土内墙上时,地下室外墙传递的水平力先传给车道板,车道板再将集中力传递至内墙上,即内墙需考虑承受外墙传来的水平荷载,而不仅仅是按构造配筋;③当不符合①、②两种传力方式时,则地下室外墙应作为支承于地下室底板的悬挑构件计算。针对车道处地下室外墙的受力特点,计算时对地下室外墙可采取分区段计算的方法,根据计算结果对其分区段采用不同的配筋方式或构造。然后根据车道板的支承情况,将车道梁板整体作为受弯构件进行计算,或将车道板传递的集中荷载传给地下室内墙进行计算。沿地下室外墙布置车道时,车道处外墙的高度是变数,跨度变化大,应适当分段计算并配筋,配筋方式应特别注意这一特点,对应力集中处应加强配筋构造,以优化设计。
4.3地下室外墙处楼板开洞
由于地下室外墙在楼层板处的支承楼板缺失,外墙的支承条件发生了改变,对该部分墙体的计算和配筋构造需专门分析,并采取符合实际受力特点的计算简图进行计算。对该类墙体可采用双向板的计算简图进行计算,上端简化为自由端,下端为固定端,左右为固定端并考虑弯矩折减,适当增大挡土墙内侧分布钢筋。
5结论与建议
综上所述,地下室挡土墙的设计,要达到安全、经济、合理,应该从头至尾做到正确的概念设计,准确的计算模式、构造和合理的配筋,才能够保证设计结果既安全又经济,也是减少或者避免施工过程中安全事故发生的重要举措。
参考文献:
[1]GB50010-混凝土结构设计规范[S].
[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.全国民用建筑工程设计技术措施-结构(地基与基础)[M].北京:中国计划出版社,2009.
[3]张克恭,刘松玉.土力学[M].3版.北京:中国建筑工业出版社,2010.
[4]GB50009-建筑结构荷载规范[S].
篇11:构造柱施工工艺分析论文
1构造柱的作用
构造柱的应用主要是为了提升混凝土结构的稳定性和可靠性。在建筑结构当中,整体部分的强度和抗剪能力都是比较重要的因素。构造柱结构在建筑工程中得到广泛地应用已经有多年地历史,研究成果显著。在防止建筑结构出现裂缝以及渗漏的过程中起到重要的作用。
2构造柱的质量通病和原因
2.1楼层间构造柱轴线错位。在构造柱应用的过程中,出现轴线错位的可能性很大,如果没有认真对钢筋的骨架和位置进行调整,在进行下层放线的过程中就会出现构造柱的错位,所以,上下层的贯通性丧失。构造出出现了轴线错位的问题会直接影响到钢筋混凝土结构的稳定性,存在着建筑的安全隐患。
2.2箍筋拉接筋没有满足要求。在墙体和构造柱之间需要设置相应的拉接筋,通常情况下都是两根,同时要相隔500米。而且在施工的过程中,需要伸入到墙体内。每两个顾金金的距离不能超过10cm,最重要的是构造柱的钢筋需要绑扎相应的接头。绑扎的接头需要控制长度,另外还要进行间隙的控制。
2.3构造柱断条。出现构造柱的断条是较为严重的一种质量病害,究其原因主要是由有构造柱内部的箍筋或者是拉接筋以及各种钢筋构造交叉到一起,而且,钢筋的绑扎工作不到位。在混凝土浇筑的工作中,会受到一定的因素的影响,而且构造柱会出现严重的柱腔受损的问题,这就对混凝土的填充问题产生了严重的阻碍作用。有些建筑工程中,施工单位为了偷工减料,采用级配较低的砂石,有些砂石的直径较大,在浇筑的过程中会直接影响到构造柱的稳定性。
2.4构造柱烂根的现象。根据构造柱的工作原理可以看出,构造柱在砌筑完成之后,需要最后我那个构造柱的内腔中关注相应的混凝土材料,以保证其稳定性。但是,在浇筑的过程中,由于混凝土凝固的时间较长,或者是,柱腔中的环境很很多不确定因素。会造成构造柱的烂根问题。主要是由于根部杂物较多,而且,砖渣或者是砂浆等清理不够。久而久之就会出现烂根的现象。
2.5混凝土存在的`问题。露筋和麻面是混凝土存在的主要问题。支模前,钢筋骨架上没有绑扎混凝土保护层蛰块,致使钢筋保护层厚度不足,同时,有的钢筋位置不准,造成露筋现象;混凝土浇捣前,模板和马牙搓砖墙未作充分湿润,混凝土中的部分水分,被砖墙和模板吸走,混凝土表面出现麻面和酥松现象。混凝土接搓不好。混凝土浇捣前未清除模内的木屑、碎砖、落地灰等杂物,也不用水清洗,使前后两次浇筑的混凝土不能紧密相接,构造柱的整体性不能保证。
篇12:构造柱施工工艺分析论文
3.1施工人员在对构造柱结构进行施工的过程中,首先需要设置小型的砌块形式,然后按照钢筋的绑扎,砌筑的墙体结构以及模板和混凝土的浇筑顺序来进行。在施工的过程中,只要严格地按照施工顺序来进行就可以满足构造柱施工工艺的要求。
3.2墙体结构和构造柱进行连接的过程中应当设置一定的槎,从构造柱的下端开始,对槎口的高度和宽度进行科学地设置。采用先退后进的方式来进行。在柱墙之间应当设置两根直径为6mm左右的拉结筋,其间距要达到施工的标准。3.3构造柱的两侧结构需要紧紧地贴到墙面上,然后支撑结构还需要达到一定的牢固性,这样才能够有效地避免板体出现漏浆的现象。3.4构造柱混凝土的保护层当中,应该设置20mm左右的距离之内,但是不能够低于15mm。混凝土的塌落度也需要受到控制,一般来说,将其设置到50-70mm的状态下为最佳。
4保证构造柱的技术和质量
钢筋混凝土的构造柱多数都是镶嵌在墙体结构当中,一般情况下需要采用砌筑纵横墙的形式,然后形成一定的柱腔结构。墙体和圈梁结构要分来进行砌筑,最好采用分段施工的形式进行。为了提升构造柱结构的稳定性,施工人员要将中心线控制在垂直线上,对钢筋骨架的垂直度进行控制,然后将钢筋骨架进行调直,将墙体结构固定在相应的位置上。同时还需要不断振捣混凝土,将其引向柱腔的上口,钢筋骨架的中心线和柱体中心要做到对齐,这样才能够保证构造柱处于标准的位置。在进行分段绑扎的过程中,绑扎点的牢固程度应该得到控制,尽量避免构造柱结构出现位移或者是错位的现象。竖向搭接头的长度不能超过35d,而且圈梁结构和箍筋的间距也要符合施工的标准。砌筑者要对砂浆的密实程度以及施工缝等问题加强重视,积极地执行搅拌工艺的要求。无论是粗骨料还是细骨料在施工的过程中都要按照标准来进行控制。虽然在施工的过程中允许出现一定的误差现象,但是误差范围需要限制在可控的范围内。分段浇筑要按照规定来进行预留。构造柱的混凝土材料采用分段浇灌的方式是比较常见的,同时也是施工过程中的一个重要的工作内容。在此过程中,柱段的施工高度要在2米的范围内。每一段主体的底部都需要留设一定的清扫口,这样才能够便于在浇灌之间对内部的杂物进行清理。在浇筑之前,要做好振捣工作,对衔接位置的陈旧混凝土要事先铲除,然后用水对其进行清理干净。在构造柱混凝土配合比中,依靠灰砂成分来配置水泥砂浆可以保证新型混凝土和陈旧混凝土的可靠程度。综上所述,钢筋混凝土的构造柱是工程建筑中不可缺少的一个重要结构,主要是为了保证工程整体的稳定性。在施工的过程中,需要找到正确的施工方法,防止构造柱的病害问题,将构造柱的功能发挥到最优。保证建筑工程的整体质量。
作者:周顺玉 单位:哈尔滨铁路房产建筑段
篇13:异形柱结构有哪些构造做法?
异形柱结构有哪些构造做法?
1、异形柱截面各肢肢高与肢厚之比不应大于4,且肢厚不应小于200mm,肢高不应小于500mm,
2、框架梁截面高度Hb可按(1/10~1/15)L b确定(Lb为计算跨度),且不应小于 400mm.梁的截面宽度Bb不宜小于1/4Hb及200mm,
3、异形柱的混凝土强度等级不小于C25和不大于C50,这是由于异形柱截面尺寸薄,混凝土强度等级小于C25的话可能达不到其与钢筋之间保证粘结的要求。强度等级为C50以上的异形柱构件及结构科学研究相对较少,还不足以行成编制规程条文的基础,所以这次规程未列入。
4、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。
篇14:异形柱结构施工图有哪些画法?
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四、在核心区箍筋相交处,若无主筋时,应设竖向架立筋如T形柱内侧,架立筋为构造筋,隐含直径D=14mm。
篇15:焊接机器人结构设计分析的论文
0引言
管道对接是管道铺设过程中一个重要的工序,它广泛应用于的油气、天然气输送管道等需要两管对接的行业。鉴于现在大直径管道焊接绝大多数还是采用传统的手工焊接,工作效率低,工作进度慢,对人身伤害大,进而设计一种适合大直径、全位置的焊接机器人对大直径管道铺设具有代表性的意义[1~3]。
1焊接机器人组成介绍
焊接机器人采用了移动小车式,具有结构简单、便于携带、灵活性好等特点,其三维实体模型如图1所示,具有3个运动机构,分别是周向旋转机构、轴向摆动机构和径向伸缩机构。周向旋转机构主要由车体、钢带型轨道、主动链轮、链条和张紧机构等组成。周向旋转机构采用齿轮链条机构,电机驱动主动齿轮旋转,齿轮带动链条,链条和钢带的摩擦力促使小车绕驱动方向的反方向运动。这里的.链条的外链板具有齿锯,从而增加了链条和钢带的摩擦度。轴向摆动机构主要由滚珠丝杠、直线导轨、支架等组成。轴向摆动机构采用的是滚珠丝杠—直线导轨机构传动机构,电机驱动滚珠丝杆,丝杆带动丝母在直线导轨上沿轴向来回摆动。径向伸缩机构就是焊枪调整架的一部分,主要由齿轮、齿条、支架等组成。当电机驱动齿轮,齿轮带动齿条径向升降。
篇16:焊接机器人结构设计分析的论文
2.1周向旋转机构
周向旋转机构是实现大管径、全位置焊接,以及便于装卸的关键内容。焊接小车是焊接机器人的主要承载体,其结构如图2所示。
2.2轴向摆动机构
轴向摆动机构是使焊枪实现在焊道轴向摆动焊接的关节,其结构如图3所示。
2.3径向伸缩机构
径向伸缩机构是使焊接机器人实现适应径向高度(随着焊道填充叠加)的关节,其结构因焊枪而选取,这里就不过多介绍。
3运动学干涉分析
大直径管对接焊接机器人的运动学干涉问题就是:当小车环绕管道作旋转运动时,链条和小车车体可能存在干涉的问题。我们先用CAD作出管道和小车的几何关系图,如图4所示;再找出链条和钢带以及和主动齿轮分度圆的接触切点,也就是图8里的C、D两点;再测得小车车体和链条的垂直距离D。由图7可以看出来:R值越大,D的值也就越大。当管道半径取最小值(R=170mm)时,此时D>0。这就可以得出,无论R取任何值,D都大于0。从而可以得出,链条和小车不存在干涉。
4运动学仿真
这里对管径为400mm,管壁为10mm的圆形管道进行运动学仿真。设定小车的焊接速度为0.14rad/s,轴向摆动速度为0,从管道顶端顺时针绕一周。利用Pro/E软件对其进行运动学仿真,得到执行机构的位置轨迹和速度曲线,如图7、图8所示。图7可以看出来,焊接机器人执行机构(焊枪)的位置轨迹与焊缝的轨迹相同;图8可以看出,焊接速度起初是一个启动过程,速度增大到0.14rad/s后,趋于稳定,当快到顶端时,开始减速,最后停止。
5结论
对大直径对接管焊接机器人进行了本体结构设计、运动学干涉分析、运动学仿真和位置仿真。通过上述分析,有利于对大直径对接管焊接机器人的本体结构及运动学特性等深入了解,从而为大直径对接管焊接机器人的生产与运动控制提供了理论依据。
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