建筑结构层间搭接柱转换结构设计

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷第9期   作者:王丽娜
[导读] 随着建筑的迅速发展,各种技术在实践中不断完善在施工过程中,
        王丽娜
        沈阳中德园开发建设集团有限公司 辽宁省沈阳市 110025
        摘要:随着建筑的迅速发展,各种技术在实践中不断完善在施工过程中,由于层间搭接转换的优点不同于其他结构,因此产生了搭接柱转换结构。在施工过程中,搭接柱具有清晰动力和直接传动力等优点。本文主要介绍了搭接转换应用在项目中,并对该结构进行了总体分析。
        关键词:层间搭接柱;转换结构;应力分布
        搭接柱转换是一种新的、经济实惠的梁和板转换形式,比箱形或桁架更易于使用。搭接柱通常用于转换需要凹入凸起结构转换框架-圆柱结构。
        一、慨况
        偏移建筑外部框架的柱网交错框架时,如果使用梁的转换结构,则转换后的梁必须承受更大的剪切力和弯矩,从而导致转换后的梁部分发生更大的变形。此外,在建筑中使用钢筋会使结构更加复杂。,并减少转换层空间。当转换层变化很大时,其抗冲击性可能特别低。搭接柱体积小,成本低,转换层从而优化了结构空间。许多事实表明,垂直柱的荷载透过剪切和变形功能顶部柱和底部柱传递,将轴压力从顶部柱转移到底部柱、顶部柱和底部柱偏心引起的弯矩、压力平衡以及梁压力引起的反向耦合力搭接接头过渡结构大致确定结构柱,从而避免刚性过渡和转换梁。尺寸和刚度通常在垂直方向上一致,因此不会对横向刚度进行垂直更改和抗震性能的负面影响。地震时,钢筋应力保持正常,地震的影响相对较小。虽然搭接接头受地震力的影响,但只要框架柱仍具有良好的可扩展性和较强的载荷能力,结构的抗震强度仍然很高。
        二、关于搭接柱转换结构的设计必须思考的因素
        1.搭接块的内部力。荷载在竖向作用下,搭接应力的基本特性为:柱的顶部轴向力、梁末端剪切力、自重搭接节点与柱的轴向力底部之间的平衡;上下柱、搭接节点偏心、梁末端剪切力和梁末端弯曲力矩与梁末端弯曲力矩平衡;形成带有梁和柱搭接接头的刚性区域,通常横截面具有较大的尺寸。
        2.搭接块的应力状态。在最大应力下,应用于壳顶部的线性载荷是规范中指定的最大载荷。搭接接头及其顶部和底部柱的应力状态,以及梁端点的集中力。增加搭接接头对的高度会使反作用力x相对于连接对的地面反作用力明显减小,并增加连接对的连接对。高度会降低转移至支撑梁搭接接头的反作用力x。但是,当冲击块h的高度达到最大高度时,高度会增大,反作用力x的影响也会增大。这意味着搭接块高度增加到某个高度可以提高搭接块传输效果。当高度超过限制时,改善效果会降低,而且由于搭接块高度增加,可能会变成短柱。
        3.转换结构的方法。首先,上下柱承受偏心压力,从而增加柱压力约束。若要避免搭接柱顶部柱和底部柱之间的连接断开,增加连接的刚度。为了防止顶部柱短柱和搭接块过高,需要对箍筋进行完全加密,并相应地增加纵向钢筋与箍筋体积的比例,以提高柱的可扩展性。由于柱会收缩地板和地板共同约束楼板的旋转,从而增加地板压力。地面部分厚度,并采取双向加固等施工措施。
        4.仿真搭接。在整体计算中,考虑顶部柱和底部柱搭接接头之间的内部力传递,而参数选择考虑梁与柱端点之间的刚性连接。整个设计搭接接头此方法模拟刚度和重叠,以及梁和钢筋的刚性影响。


        三、搭接柱设计具体探讨
        1.设计压力梁连接。上部梁是偏心压力元件。轴向压力主要与搭接柱尺寸与传递层高度的关系有关。弯矩用于确定角点的旋转角度。实际上,上梁在整个转换结构中压力杆的充当。如果转换层下部梁设置为控制搭接接头的旋转和侧移,则梁顶部弯曲力矩的影响将变得越来越小,压力杆的作用也越来越大。此外,为了最大限度地利用水平支撑而不会导致曲率发生重大扭曲,需要确保其刚性。与侧向拉杆一样,拉杆中的大部分压力由楼板支撑,梁内的压力由核心壁支撑。梁和楼板在一起很常见当拉伸处于正弯曲时,法兰受纵向压力约束,从而平衡筋内纵向筋的应力。此外,无论钢筋的参与程度如何,梁的实际能力都可能高于设计中的柱,从而形成“强梁弱柱”。梁的有效翼缘在实际设计中非常重要。
        2.设计下层柱转换层。分析搭接柱,不会考虑垂直荷载的影响。由于下上梁之间的水平支撑力,搭接柱的实际剪切力较低。在高层建筑设计中不能忽略水平荷载。在水平荷载作用下,柱会发生横向移动,且柱内的剪力会增加。因此,配置箍筋剪切必须满足要求,所有配置都必须加密。此外,轴压力会显着提高柱的抗剪强度,但为了避免拉伸不当和偏心应力干扰较小,轴压力比不应过大。建议框架柱的轴向压力比大于标准杆的极限值0.1。也就是说,柱的轴向压力比限制为0.6,在第三次地震中,第二次地震的性能分别为0.7和0.8。如果剪切刚度与轴向压力的比率不足,钢填充钢管柱混凝土柱可用于提高变形刚度比、力学性能和柱轴向压力比。强柱弱梁在结构设计中必须遵循的原则,即柱的设计必须比附着到柱的梁更坚固。
        3.其他相关设计原则。下列准则也适用于转换层搭接柱结构的设计:根据“加固转换层及其底部,减小转换层顶部”规则,并应由梁末端的塑料铰链根据“强侧柱弱中柱与强柱弱梁”理论确定。对于结构分析和设计,过渡结构使用约束变形状态来计算三维空间的整体结构。在某些情况下,可能需要使用有限元方法来计算转换结构的其他部分。
        搭接柱转换是一种逻辑高效的过渡设计,结构转换特别适用,抗震性能好。搭接柱转换可以提高转换层底部的横向刚度,避免横向刚度和竖向刚度引起的地震负效应。
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