什么是型钢混凝土柱?你真的清楚吗?

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什么是型钢混凝土柱?

这个问题是不是看起来很傻?作为一名结构工程师,连型钢混凝土柱都傻傻分不清吗?

"钢筋混凝土柱里面塞入型钢,就是型钢混凝土柱",鲁莽的新手可能会给出这样的答案。

有经验一点的工程师肯定不会认同上面的答案,最起码要再加一条,"含钢率不能低于4%."

没错,4%的要求明确写在《高层建筑混凝土结构技术规程》第11章节。

很明显,纯钢筋混凝土柱和规范规定的型钢混凝土柱(4%以上含钢率)之间,还有颇为广阔的灰色地带。

这个地带是法外之地,但并非不毛之地。

我来举两个例子。

其一,超高层做加强层(伸臂桁架或腰桁架),以及特殊的大跨梁,当梁内设置型钢,而与其相连的框柱,根据计算不需要型钢时,基于构造要求,一般也会在柱内设置型钢。构造型钢截面不大,含钢率很可能小于4%,此时,框柱还能当做型钢混凝土柱吗?

其二,结构底部,部分框柱轴压比超限,即使采用构造措施依然超限,我们很容易想到,放点型钢。但含钢率低于4%,此时,框柱还能当做型钢混凝土柱吗?

要回答上面两个问题,我们不禁要开始思考文章标题——那个看起来很傻的问题。

「 什么是型钢混凝土柱? 」

之所以在普通钢筋混凝土柱内加设型钢,一是提高其承载能力,二是提高延性。承载能力提高,结构工程师都明白。我们说说延性。

抗震设计的框架柱,提高延性大概有这么几种方法:提高柱的配筋率、配箍率;采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱;

因为型钢混凝土柱的延性比普通钢筋混凝土柱要好,所以规范对型钢混凝土柱的配筋率和配箍率都有所放松。

「 型钢混凝土柱最小配筋率为0.8%,最小体积配箍率降低15% 」

型钢混凝土柱可以受此优待的一个代价就是:含钢率不低于4%.

如果含钢率低于4%,根据试验结果,其承载力和延性与钢筋混凝土柱相比,没有明显提高。所以,在这种情况下,我们应该按普通钢筋混凝柱来设计。

回到标题,究竟什么是型钢混凝土柱?

「 型钢混凝土柱,其实是构件层面关于承载力及延性的一套系统性规定。 」

简单粗暴点讲,型钢混凝土柱就是4%,0.8%,15%.

含钢率低于4%有没有问题?当然没有问题!但是要按普通钢筋混凝土柱的构造进行设计。

真正的问题在于,含钢率低于4%,甚至更小,却还把它当做型钢混凝土柱,享受0.8%,15%的优待。(PS,有些软件可能就是这么干的。)

无论我们做结构构件层面的分析,还是结构体系层面的分析,其实都是一个个系统,认清系统是解决问题的重要前提。

张冠李戴,断章取义,非蠢既坏,大家要小心提防哦。

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