CN110924724A - 一种基于密排柱的框架结构体系 - Google Patents

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朱杰江
周博伦
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Abstract

本发明涉及一种基于密排柱的框架结构体系。它包括楼板、框架梁和框架柱。一部分所述框架柱在局部区域密集布置形成密排柱，从而与楼板、框架梁和其余框架柱组成一个整体的框架结构。本发明提高结构本身的侧向刚度从而满足高烈度地区房屋的较高的抗震要求，对建筑空间的影响最小，并且在造价上具有一定的优势。

Description

一种基于密排柱的框架结构体系
技术领域
本发明涉及一种用于高烈度地区多层结构的工程抗震领域的基于密排柱的框架结构体系。
背景技术
框架结构体系由现浇板、现浇混凝土柱以及现浇混凝土梁组成。施工整体性好，造价成本较低，经济实用，具有良好的耐久性和耐火性，是一种常用的结构体系。然而，在高烈度地区，对于结构本身安全性提出了更高的抗震要求，框架结构本身侧向刚度较弱的问题就显现出来。为了尽可能的满足安全性的要求，混凝土梁、柱截面就会设计的较大，这本身对建筑空间存在一定的影响。此外，对于高烈度地区的一些特殊建筑比如学校、幼儿园、医院等提出了更高的抗震要求，那么传统框架结构的劣势更为明显。此外，对于设置防屈曲支撑的框架结构，虽然能满足结构安全性的要求，但仍存在着支撑价格昂贵以及支撑布置对于建筑采光有影响、不利开窗等问题。由此，为了克服以上不足，设计出一种基于密排柱的框架结构体系，从而通过大幅增加侧向刚度从而满足结构安全性要求，并且对建筑空间影响不大，在成本上还具有一定的经济优势。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种基于密排柱的框架结构体系，提高结构侧向刚度，可满足高烈度地区抗震要求。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种基于密排柱的框架结构体系，包括：楼板、框架和框架柱。一部分框架柱在局部区域密集布置形成密排柱，从而与楼板、框架梁和其余框架柱组成一个整体的框架结构。
密排柱区域的框架梁为深梁，即梁高度很高，宽度较窄，将楼板围合起来，截面尺寸为300×800mm或者400×900mm，作为楼板的约束，而其他区域的梁截面相应减小。
在楼梯间不影响建筑功能的区域的数跨内布置连续密集布置框架柱，截面尺寸为600×600mm，成对称布置，防止结构扭转效应的导致的结构失稳，并且密排柱作为框架梁的支座约束。
对于密排柱，将底部数层的密排柱混凝土等级提高，从而提高框架结构的结构安全性。
对于框架结构，由于数个区域的密排柱的布置，框架结构的侧向刚度通常很大，能抵抗高烈度地区的地震作用影响。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点及显著技术进步：
本发明提出的一种基于密排柱的框架结构体系，通过在特定区域布置密排柱以及深梁，从而大幅提高结构自身侧向刚度，满足高烈度地区抗震要求。此外，该结构本身对建筑空间的影响较小，完全满足结构采光等要求，具有一定的通用性。由于本身仍属于框架结构，该体系的结构成本较低，有一定的经济优势，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1 基于密排柱的框架结构地梁层平面布置图
图2 基于密排柱的框架结构一层~二层平面布置图
图3 基于密排柱的框架结构三层~五层平面布置图
图4 一层建筑平面布置图
图5 二层建筑平面布置图
图6 三层建筑平面布置图
图7 四层建筑平面布置图
图8 五层建筑平面布置图
图9 屋面建筑平面布置图
图10 传统框架结构地梁层平面布置图
图11 传统框架结构一层~五层平面布置图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1，本基于密排柱的框架结构体系，包括：楼板（1）、框架梁（2）和框架柱（3）。一部分所述框架柱（3）在局部区域密集布置形成密排柱（4），从而与楼板（1）、框架梁（2）和其余框架柱（3）组成一个整体的框架结构（5）。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
参见图1~图11，所述密排柱（4）所在区域的框架梁（2）为深梁，即梁高度很高，宽度较窄，截面尺寸为300×800mm或者400×900mm，将楼板（1）围合起来，框架梁（2）作为楼板（1）的固定端约束，楼板（1）的钢筋伸入框架梁（2）中锚固。
实施例三：
本实施例与实施例二基本相同，特别之处如下：
在楼梯间不影响建筑功能的区域的数跨内连续密集布置框架柱（3），截面尺寸为600×600mm，成对称布置，形成刚度很大的密排柱（4），密排柱（4）作为框架梁（2）的固定端约束，框架梁（2）的钢筋伸入密排柱（4）中锚固。
将底部数层的密排柱（4）混凝土强度等级提高，从而提高框架结构（5）的结构承载能力。
所述框架结构（5）有数个区域的密排柱（4）的布置，使其侧向刚度提升很大，能抵抗高烈度地区的地震作用影响。
实施例四：
本实施例的结构为五层教学楼，层高为3.9m。地震烈度为8.5度，场地类别为III类场地，地面粗糙度为B，设计地震分组为第2组，基本风压为0.35kN/m2。由于基础的埋置深度较大，故设置地梁层。各层平面布置见图4~9所示。
对该结构进行传统的框架结构设计。由于结构本身为学校，故抗震等级应相应提高一级。由于地震力较大，故框架模型的梁柱截面较大，底层柱截面大多为800×800mm，大多梁高达到950mm。结构平面布置图见图10、11所示。位移指标：X方向地震作用下最大层间位移角: 1/553(第2层)；Y方向地震作用下最大层间位移角:1/551(第5层)。满足规范要求。
根据本发明的思路对该结构进行重新设计。在楼梯间、卫生间位置以及外侧走廊处进行密排柱的布置，在一跨内增加一定数量的框架柱，并将密排柱支撑的框架梁加大截面做成深梁，而其他区域的框架梁、柱截面可适当相应减少，对建筑空间的影响较小。结构平面布置图见图1~3所示。位移指标：X方向地震作用下最大层间位移角:1/552(第3层)；Y方向地震作用下最大层间位移角:1/551(第3层)。满足规范要求。
将两个方案的造价进行计算，计算结果见表1所示。由此可知，在造价上，基于密排柱的框架结构比传统的框架结构而言，有一定的经济优势。
表1 成本统计（单位：万元）
Figure 488929DEST_PATH_IMAGE001
以上所述的具体实施方法，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了说明。但是，需要强调的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不能用于限制本发明的范围。凡是在本发明的精神和原理的基础上，所做的任何修改、等同替换或改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明提供了一种基于密排柱的框架结构体系，应用于高烈度区的多层结构，能大幅提高结构的抗侧刚度从而满足抗震要求，此外，对于建筑空间的影响也较小。在成本上，相比传统的框架结构也有一定的降低，具有一定的通用性。本发明具有新颖性，实用性，符合专利的要求，故依法提出专利申请。

Claims (5)

1.一种基于密排柱的框架结构体系，包括：楼板（1）、框架梁（2）和框架柱（3），其特征在于：一部分所述框架柱（3）在局部区域密集布置形成密排柱（4），从而与楼板（1）、框架梁（2）和其余框架柱（3）组成一个整体的框架结构（5）。
2.根据权利要求1所述的一种基于密排柱的框架结构体系，其特征在于：所述密排柱（4）所在区域的框架梁（2）为深梁，即梁高度很高，宽度较窄，截面尺寸为300×800mm或者400×900mm，将楼板（1）围合起来，框架梁（2）作为楼板（1）的固定端约束，楼板（1）的钢筋伸入框架梁（2）中锚固。
3.根据权利要求2所述的一种基于密排柱的框架结构体系，其特征在于：在楼梯间不影响建筑功能的区域的数跨内连续密集布置框架柱（3），截面尺寸为600×600mm，成对称布置，形成刚度很大的密排柱（4），密排柱（4）作为框架梁（2）的固定端约束，框架梁（2）的钢筋伸入密排柱（4）中锚固。
4.根据权利要求1所述的一种基于密排柱的框架结构体系，其特征在于：将底部数层的密排柱（4）混凝土强度等级提高，从而提高框架结构（5）的结构承载能力。
5.根据权利要求1所述的一种基于密排柱的框架结构体系，其特征在于：所述框架结构（5）有数个区域的密排柱（4）的布置，使其侧向刚度提升很大，能抵抗高烈度地区的地震作用影响。
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