[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

摘要

一种基于连续变向钢筋混凝土柱结构体系的设计方法，根据体系受力特点，在结构设计过程中模拟施工方案的不同引起结构内力的变化，解决了此类体系必须采用与施工方案结合进行设计的问题，同时考虑了结构设计及施工方案的经济合理性；提出了竖向变形位移指标，使体系中各类构件截面合理经济；结合楼盖结构水平力大小及分布不同，分别采取预应力钢骨混凝土梁、预应力混凝土梁及普通钢筋混凝土梁解决水平力问题，并根据拉压应力值对楼盖结构构件按压弯或拉弯构件设计。

主权项

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。