[发明专利]一种基于连续变向钢筋混凝土柱结构体系的设计方法

权利要求书

1.一种基于连续变向钢筋混凝土柱结构体系的设计方法，其特征在于：采取如下设计方法：

(1)建立结构设计模型，完成计算；

(2)调整模型，保证结构水平刚度及竖向刚度满足要求；调整各层剪力墙布置、剪力墙开洞位置、剪力墙厚度，调整各层框架梁截面，重新计算，满足结构各层位移角小于1/800，位移比小于1.2；调整斜柱截面，满足恒+活荷载作用下斜柱各层竖向位移不大于层高的1/1000；

(3)根据混凝土龄期、施工工艺，在施工工期合理的前提下，确定施工方案及卸载时间；假定结构总层数为m层，施工到第n层时，第一层混凝土达到允许卸载强度，此时完成第1层卸载，即拆除第1层结构模板；分析此施工方案下各层结构的累计位移差；施工到第n层，完成第1层卸载，即第一层变形完成后施工第n层，此时第2层~第n-1层尚未卸载变形，因此第n层结构斜柱与本层直柱的位移差累计了第2层~第n层的位移差；同理，第n+1层结构斜柱与本层直柱的位移差累计了第3层~第n+1层的位移差，以此类推，第m层结构斜柱与直柱的位移差累计了第m-n+2层~第m层的位移差；

(4)设计模型中合理模拟施工方案，施工方案的累计位移差的大小与结构的受力状态密切相关；

(5)构件设计；根据楼盖轴拉力或轴压力大小及分布采用合理设计方法；当楼盖轴力为拉力，且拉应力小于ft时，楼板通过配筋承担所有拉力，相应梁按照拉弯构件进行设计；当楼盖轴力为拉力，且楼盖拉应力超过ft时，楼盖梁采用预应力钢筋混凝土梁，混凝土强度等级不小于C40；当楼盖部分受拉部分受压时，楼盖梁采用钢骨梁，且当轴向拉力大于ft时，还需要采用预应力钢骨混凝土梁；当楼盖轴力为压力且楼板压应力小于0.4fc时，梁按照压弯构件进行设计，楼板不需要进行特别设计；当楼盖轴力为压力且楼板压应力大于等于0.4fc时，梁和板均按照压弯构件进行设计；

(6)完成结构设计，分析是否需要进行优化，根据框架柱及与斜柱相连的框架梁的配筋率判断；若存在以下情况：①柱纵筋总配筋率超过4%的构件数量≥5，②柱纵筋总配筋率超过5%的构件数量≥1，③柱每侧纵筋配筋率大于1.2%的构件数量≥1，④梁纵向受拉钢筋配筋率超过2%的构件数量≥10，⑤梁纵向受拉钢筋配筋率超过2.5%构件数量≥1，则设计较为浪费，需改变施工方案，提前一层进行卸载，即施工到第n-1层，完成第1层卸载；

(7)重复上述步骤3，4，5，6，根据重新确定的施工方案，完成结构设计。

2.如权利要求1所述的一种基于连续变向钢筋混凝土柱结构体系的设计方法，其特征在于：采取如下设计方法：

(1)建立结构设计模型，完成计算；

(2)调整模型；斜柱抗侧刚度较大，斜柱所在的结构横向水平刚度大于无斜柱的纵向水平刚度，调整剪力墙布置、开洞大小、厚度及框架梁截面；结构位移角最大值为1/1152，位移比最大值1.17；恒+活荷载作用下斜柱各层位移最大值为层高的1/1250；

(3)根据施工工艺及合理施工工期，确定施工到第5层时，拆除完毕第一层结构模板；施工到第5层，完成第1层卸载，即第一层变形完成后施工第5层，此时第2层~第4层尚未卸载变形，因此第5层结构斜柱与本层直柱的位移差累计了第2层~第5层的位移差；同理，第6层结构斜柱与本层直柱的位移差累计了第3层~第6层的位移差，以此类推，第8层结构斜柱与直柱的位移差累计了第5层~第8层的位移差；

(4)设计模型中合理模拟施工方案，完成计算；

(5)构件设计；在1.2恒+1.4活及1.35恒+0.98活两种荷载工况包络下，根据楼盖轴拉力或轴压力大小及分布分别采用不同设计方法；1层存在V型斜柱，中间跨楼盖受压，边跨楼盖受拉；中间跨梁轴压力最大值为3231 kN，压应力大于0.4 fc，边跨梁轴拉力最大值3526kN，拉应力大于ft，本层采用预应力钢骨混凝土梁，且中间跨梁板按压弯构件进行设计；V型斜柱采用钢骨柱，避免其与预应力钢骨混凝土梁相交节点区钢筋复杂，保证施工可行性；2层~4层楼盖水平力均为拉力，楼盖梁轴拉力最大值分别为1796 kN、1220 kN、673kN，拉应力均大于ft，采用预应力钢筋混凝土梁；5层楼盖水平力为拉力，楼盖梁轴拉力最大值272 kN，拉应力小于ft，采用普通钢筋混凝土梁，梁按拉弯构件进行设计，楼板通过配筋承担所有拉力；6层~8层楼盖水平力为压力，楼盖梁轴压力最大值766kN，压应力均小于0.4fc，采用普通钢筋混凝土梁，梁按压弯构件进行设计，楼板不需要进行特别设计；

(6)完成结构设计，分析是否需要进行优化；查看配筋可知，所有框架柱纵筋总配筋率均不大于4%；所有框架柱每侧纵筋配筋率均不大于1.2%；6-7层与斜柱相连的框架梁纵向受拉钢筋配筋率大于2%的构件数量为8个，8层与斜柱相连的框架梁纵向受拉钢筋配筋率大于2.5%的构件数量为4根，设计不经济，改变施工方案，提前一层进行卸载，即施工到第4层，完成第1层卸载；

(7)重复上述步骤3，4，5，6，根据重新确定的施工方案，完成结构计算及构件设计，查看梁柱配筋设计较为合理，设计完成。