第四點就是異形柱結構應用在7度及7度設防以下較為合適,否則在高烈度設防區域采用異形柱結構,從結構的角度來說,代價有點大。首先是《混凝土異形柱結構技術規程》附錄A的一些規定:落地的框架柱應連續貫通房屋全高;不落地的框架柱應連續貫通轉換層以上的所有樓層。底部抽柱數不宜超過轉換層相鄰上部樓層框架柱總數的30%。轉換層下部結構的框架柱不應采用異形柱;底部抽柱帶轉換層的異形柱結構可用於非抗震設計和6度、7度(0.10g)抗震設計的房屋建築;轉換層下部結構的框架柱不應采用異形柱。這兩條就很嚴格的限製了異形柱結構的適用範圍。首先就是超過7度(0.10g)的地區就不能底部抽柱,而在很多情況下建築往往追求底部大空間而要求底部抽柱;另一方麵,即便是在非抗震設計和6度、7度(0.10g)設防的地區,一旦某異形柱不能落地需要被轉換,則抬此異形柱的下部結構框架柱不能采用異形柱,也就是隻能是矩形柱,而現在的大量多層花園洋房,幾乎是層層有退台,不斷的有梁上起柱(很多是異形柱),這樣就意味著下麵一層就會出現凸出牆麵的矩形柱,影響建築的美觀和使用,特別是往往這些矩形柱大都出現在下麵一層的臥室裏,本人就有兩次遇到過因為這個原因而放棄異形柱結構而采用多層用剪力牆結構的情況。
第五點是本人做過的一個工程實例,江蘇鎮江亞東樸園一期4層住宅(別墅),主體結構長43.8m,寬13.5m,建築麵積2500m2左右。住宅4層,層高3.0m,最大建築高度為14m,平麵圖見下圖。該工程抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.15g,設計地震分組為第一組,場地類別Ⅱ類。采用異形柱框架-剪力牆結構,剪力牆抗震等級為三級,異形柱框架抗震等級為三級。采用SAIWE程序分析:X方向最大值層間位移角:1/1292,Y方向最大值層間位移角:1/1183。滿足規範對層間位移的規定;同時重視抗震概念設計,加強構造措施。目前已竣工驗收交付使用,經觀察結構整體狀況良好。
綜上所述,異形柱結構具有廣闊的應用前景,但其受力性能具有自己的獨特性。在同等條件下,其經濟性相比於框架結構甚至普通剪力牆結構來說沒有太大的優勢,在甲方對建築設計的經濟性要求逐步提高的今天,在采用異形柱結構的時候還是應當仔細分析和比較。以上各項分析是筆者的拙見,僅僅是個人的一些經驗和總結,有待驗證。隨著異形截麵柱在工程實踐中的使用,相關的結構計算理論將得到不斷的積累和發展,近而異形截麵柱結構會更好的服務於建築設計。
參考文獻
1混凝土異形柱結構技術規程[S].JGJ149、2006
2高層建築混凝土結構技術規程[S].JGJ3、2010
3混凝土結構設計規範[S].GB50010、2010