異形柱結構型式及其計算


異形柱結構型式有異形柱框架結構、異形柱框架―剪力墻結構和異形柱框架―核心筒結構。 異形柱結構自身的特點決定了其受力性能、抗震性能與矩形柱結構不同。由于異形柱截面不對稱,在水平力作用下產生的雙向偏心受壓給承載力帶來的影響不容忽視。因此,對異形柱結構應按空間體系考慮,宜優先采用具有異形柱單元的計算程序進行內力與位移分析。因異形柱和剪力墻受力不同,所以計算時不應將異形柱按剪力墻建模計算。 當采用不具有異形柱單元的空間分析程序(如TBSA5.0)計算異形柱結構時,可按薄壁桿件模型進行內力分析。 對異形柱框架結構,一般宜按剛度等效折算成普通框架進行內力與位移分析。當剛度相等時,矩形柱比異形柱的截面面積大。一般,比值(A矩/A異)約在1.10-1.30之間[1]。因此,用矩形柱替換后計算出的軸壓比數值不能直接應用于異形柱,建議用比值(A矩/A異)對軸壓比計算值加以放大后再用于異形柱。 對有剪力墻(或核心筒)的異形柱結構,由于異形柱分擔的水平剪力很小,由此產生的翹曲應力基本可以忽略,為簡化計算,可按面積等效或剛度等效折算成普通框架―剪力墻(或核心筒)結構進行內力與位移分析。按面積等效更能反映異形柱軸壓比的情況,且面積等效計算更為簡便。但應注意,按面積等效計算時,須同時滿足下面兩式: -----------------
(1)A矩=A異;(2)|b/h=(Ix異/Iy異)式中,A矩、A異――分別為矩形柱和異形柱的截面面積; b、h――分別為矩形截面的寬和高; Ix異、Iy異――分別為異形柱截面x、y向的主形心慣性矩。 一般,按面積等效計算時,矩形柱的慣性矩比異形柱的小。但對有剪力墻(或核心筒)的異形柱結構,計算分析表明,按面積等效與按剛度等效的計算結果是接近的。 異形柱的截面設計,可根據上述方法得出的內力,采用適合異形柱截面受力特性的截面計算方法進行配筋計算。
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