1 개요
주택 개발업자와 사용자가 주택 건물의 기둥이나 대들보에 대해 벽을 부각시키지 않는 호소가 날로 커지고 있어 기둥 단면 형태의 변화를 크게 추진하고 이형 기둥 구조의 탄생을 촉진하며 전국 광대한 지역에서 왕성하게 발전하고 있다. 컨투어 기둥은 t 형, 십자형, 직사각형 등과 같은 직사각형, 원 이외의 단면 형태입니다. 기둥 팔다리는 기본적으로 채워진 벽만큼 굵기 때문에 실내에 골지가 없어 실내의 유연한 배치가 쉬워 사용 면적을 늘릴 수 있다는 장점이 있다. 컨투어 기둥 구조는 컨투어 기둥 프레임 구조와 컨투어 기둥 프레임-전단벽 구조로 나눌 수 있습니다. 각 구조는 적용 가능한 높이가 다르며 일반 기둥 구조보다 더 엄격합니다.
2 특수 기둥의 기계적 성질
2. 1 운반 능력
컨투어 기둥은 직사각형 기둥과 다르며 직사각형 기둥은 여러 개의 팔다리로 구성됩니다. 기둥 단면 높이와 기둥 팔 다리 폭의 비율은 일반적으로 2 ~ 4 이며, 벽 팔 다리 평면 안팎의 강성 차이가 커서 각 방향의 강성이 일치하지 않고 각 방향의 베어링 용량 차이가 크다.
2.2 변형 피쳐
일반 주택층 높이는 2 _ 8 ~ 3.0m 이고, 이형 기둥 다리 두께는 200mm 입니다. 충분한 지지력을 얻기 위해 컨투어 기둥의 팔다리 길이는 일반적으로 너무 작을 수 없으며, 이로 인해 기둥이 짧아질 수 있습니다 (기둥의 순 높이 h/ 기둥의 팔다리 길이 H 가 4 보다 작음). 전단 변형 위주로 구성요소의 변형 능력이 떨어집니다. 축 압력비 H/H >: 4 가 있는 기둥도 있습니다. 컨투어 기둥은 얇은 벽 구성요소이기 때문에 단면 곡률 m/ei 또는 ecufX(ecu 는 콘크리트의 극한 압력 변형률, X 는 단면 압축 영역 높이) 가 작기 때문에 굽힘 변형 성능이 제한되어 연성이 떨어집니다.
2.3 고장 메커니즘
컨투어 기둥은 다중 팔다리이기 때문에 전단 중심은 종종 평면 범위 밖에 있습니다. 힘을 받을 때 각 기둥 팔다리가 교차하는 코어 콘크리트의 조정 변형에 따라 달라집니다. 이러한 조정 변형으로 인해 각 기둥 팔다리에 큰 뒤틀림 응력과 전단 응력이 생깁니다. 그러나이 전단 응력의 존재는 기둥 사지가 먼저 부서지기 쉽도록 만듭니다. 즉, 복부 전단 균열이 발생하여 각 사지의 핵심 콘크리트가 3 차원 전단 상태에 놓이게 되며, 이로 인해 컨투어 기둥의 취성이 증가하여 컨투어 기둥의 변형 능력이 일반 기둥보다 낮아집니다. 동시에, 컨투어 기둥은 단순한 플랜지 기둥 팔다리가 압력을 받는 조건을 가지고 있으며, 연성이 떨어지고 단면 비대칭으로 인해 연성 비대칭이 발생합니다. 하중이 웨브 평면에 작용하는 경우 플랜지는 당기기 쪽에 있고 컨투어 기둥은 작은 편심 압력 하에서 바삭합니다. 플랜지가 압력을 받는 쪽에 있을 때, 이형 기둥은 큰 편심압광에 의해 파괴된다. 국내외 대량의 실험 데이터와 이론 분석에 따르면 이형 기둥의 파괴 패턴은 굽힘 파괴, 작은 편심 압력 파괴, 압력 전단 파괴 등이 있다. 파손 형태에 영향을 미치는 요인으로는 하중각, 축 압력비, 전단스팬 비율, 커플링 비율, 등자 간격 S 와 세로 철근 지름 D 의 비율 등이 있습니다. 단면의 특수성과 역학 성능의 복잡성으로 인해 설계에서 신뢰할 수 있는 계산 분석과 필요한 시공 조치를 통해 컨투어 기둥의 강도와 연성을 보장해야 합니다.
3 개의 특수 기둥의 계산 및 분석
3. 1 계산 방법
강도가 낮은 영역에서는 수평력이 단면 대칭 축 내에 작용하는 경우 (예: 컨투어 기둥이 십자형인 경우) 탄성 해석 계산에서 뒤틀림 응력이 작습니다. 이 시점에서 수평력을 견디는 편심 구성요소로서 평면 단면 가정으로 분석하여 특정 설계 사양에 따라 계산할 수 있습니다. 그러나 고강도 영역에서는 수평력이 주 축이 아닌 방향으로 작용하므로 뒤틀림 응력은 무시할 수 없습니다. 평평한 단면으로 가정한 오차가 큰 경우 FEA 를 수행하여 내부 힘 및 리브 위치와 크기를 결정해야 합니다. 내부 힘 및 보강 계산을 할 때는 중국 건축과학연구원의 TAT 및 SATWE 프로그램과 같은 이형 기둥 계산 기능이 있는 소프트웨어를 사용해야 합니다.
TBSA 소프트웨어는 컨투어 기둥의 단면 형태를 직접 입력할 수 없으며 기둥의 양방향 강성이 같은 원칙에 따라 컨투어 단면을 직사각형 단면으로 단순화해야 합니다. 그러나 이 시점에서 면적 오류가 발생하고 기둥 단면 중심 주 축의 각도가 변경되어 구성요소 내부 힘 계산 및 기타 계산 결과에 더 영향을 줍니다. 또한 기둥의 위치 지정과 보의 계산된 길이에도 문제가 있습니다. TAT 및 SATWE 프로그램은 컨투어 기둥의 단면을 직접 입력할 수 있습니다. 이 문제는 없습니다. 컨투어 기둥의 강성을 계산할 때 주 질량 중심의 주 축 좌표를 참조점으로 사용하여 컨투어 기둥의 주 질량 중심의 관성 모멘트를 구합니다. 연결된 빔의 강성도 컨투어 기둥의 주 질량 중심 위에 겹쳐집니다. 계산할 때 재질 역학의 클래식 공식에 따라 주 축에 있는 다양한 컨투어 단면의 관성 모멘트 및 방향각을 계산하고, 주 축의 단위 강성을 설정하고, 빔 단위 및 벽 단위의 강성과 함께 구조의 전체 분석에 참여하는 것이 더 합리적입니다.
3.2 계산 모델
실제 엔지니어링에서 수직 부재가 모두 컨투어 기둥이 아닌 경우가 많기 때문에 상대적으로 긴 벽 다리 전단벽 (일반 전단벽 또는 부분 짧은 다리 전단벽) 이 혼합되어 컨투어 기둥 프레임인 전단벽 구조를 형성하는 경우가 많습니다. 이러한 구조의 계산 모델을 입력할 때 일부 설계자는 짧은 다리 전단벽을 기준으로 컨투어 기둥을 입력하는 경우가 많으며, 일부 설계자는 짧은 다리 전단벽을 기준으로 컨투어 기둥 프레임 구조의 모든 컨투어 기둥을 입력하는 경우도 있습니다. 이로 인해 계산 오류가 발생할 수 있습니다. 일부 구성요소의 오차가 구조와 구성요소의 안전에 영향을 줄 수 있습니다.
프레임 빔과 같이 컨투어 기둥의 입력에 따라 빔 길이는 양쪽 끝의 컨투어 기둥의 중심 길이를 취합니다. 단, 짧은 다리 전단벽 입력에 따르면 빔은 벽 다리 끝 길이를 길어서 보 내부 힘과 리브 차이가 크다. 다음 예는 두 가지 입력 방법으로 인한 자진주기, 지진 작용, 구조 측면 이동 및 구조 내부 힘의 차이를 분석합니다. 예: 구조 기둥 그리드의 크기가 4.2rex4.2m 이고 1 과 같이 평면도가 표시됩니다. * * * 4 층 프레임 구조, 컨투어 기둥, 높이 3.0m, 8 도, 2 종 대지. 주 대들보는 200mmX500mm, 보조 보는 200mmX400mm, 콘크리트 강도 등급은 C25 입니다. 바닥의 정적 하중 및 활하중 표준 값은 각각 4.5kn/m 및 2.0kn/m 이고, 보 상단 벽의 선하중 표준 값은 7.5kn/m 입니다 .. 모델 1 모두 컨투어 기둥으로 입력되고 모델 2 주변 컨투어 기둥은 짧은 다리 전단벽으로 입력됩니다. 지진 분석과 TAT 소프트웨어의 비교. 계산 결과, 모형 1 에 비해 짧은 다리 전단벽이 입력한 모델 2 자진주기가 10.4% 감소했고, 지진 작용이 15.2%, 구조 측면 이동이 32% 감소한 것으로 나타났다.
4 축 압력비 제어
프레임 구조 및 프레임 전단 구조의 경우 기둥의 연성은 지진 에너지를 분산시키고 프레임 붕괴를 방지하는 데 매우 중요한 역할을 하며 축 압비는 콘크리트 기둥의 연성에 영향을 미치는 핵심 지표입니다. 축 압력비가 증가함에 따라 기둥의 측면 연성이 급격히 떨어졌다. 높은 축 압력비 조건에서는 등자 수를 늘리는 것이 기둥의 연성을 높이는 데 거의 영향을 주지 않으므로 축 압력비 제어는 기둥의 연성에 매우 중요합니다. 특히 컨투어 기둥 구조의 전단 중심은 단면 질량 중심과 일치하지 않으며 전단 응력으로 인해 일반 직사각형 전단 구성요소 앞의 콘크리트 기둥 팔다리에 균열이 생겨 복부 전단이 손상됩니다. 또한 컨투어 기둥은 대부분 짧은 기둥으로 인해 기둥의 취성이 증가하고 컨투어 기둥의 연성이 일반적으로 직사각형 기둥보다 낮기 때문에 컨투어 기둥의 축 압력비를 엄격하게 제어해야 합니다.
5 구조 구조
5. 1 철근 구조
정확한 구조 선택 및 계산을 통해 단면의 보강 철근 구조도 컨투어 기둥의 역학 성능을 보장하는 중요한 요소입니다. 컨투어 기둥 단면의 특성으로 인해 기둥 끝의 인위적인 응력이 더 많아지고 기둥 팔다리의 힘이 고르지 않게 됩니다. 일반적으로 기둥 끝에 가까울수록 응력이 커질수록 기둥 다리에 편심 압력이 형성되어 팔다리 끝의 압력 응력이 더욱 증가합니다. 따라서 컨투어 기둥의 배력근에서 세로 철근은 팔다리 끝과 기둥 팔다리가 만나는 코너 영역에 집중되어야 하고, 나머지 부분은 간격이 200mm 이하인 시공 철근, 지름이 14mm 이고, 등자 지름 및 간격과 동일한 기둥의 리브를 고르게 배치해야 합니다. 기둥 콘크리트 균열의 전개를 제한하고 컨투어 기둥의 부분 전단 강도와 기둥의 등자는 계산에 의해 결정됩니다. 등자의 설정은 전단력에 저항할 뿐만 아니라 콘크리트의 변형을 억제하고 연성을 증가시킨다. 이형 기둥은 다중 다리 조합 등자를 형성하기 쉽지 않으며 등자 지름과 밀집 간격을 늘려야만 보강 비율을 달성할 수 있습니다. 같은 커플링율에서는 등자 지름이 크고 연성 지표가 좋아 등자가 4,8,4, 10 이 될 수 있으며, 그 간격은 일반 기둥 등자보다 작습니다.
5.2 구조의 나머지 부분
5.2. 1 재료 요구 사항
(1) 콘크리트의 강도 등급은 C25 보다 낮고 C50 보다 높아서는 안 됩니다. C50 이상 콘크리트의 역학 성능은 일반 강도 콘크리트와 매우 다르다.
(2) 세로 힘 철근은 고강도 HRB400 및 HRB335 급 철근 배근을 선택해야 합니다. 고강도 철근 배근을 사용하면 철근 지름이 너무 크지 않아 보강 철근의 수를 줄여 쉽게 배치할 수 있습니다. 철근 지름이 너무 크면 닻과 접합 구조의 시공에 어려움을 초래할 수 있다.
섹션 5.2.2 요구 사항
(1) 컨투어 기둥 단면의 팔다리 높이 대 팔다리 두께 비율은 4 보다 클 수 없으며 팔다리 두께는 200mm 보다 작을 수 없습니다. 다리 두께가 200mm 미만인 경우 기둥 노드 코어 영역 철근 설치가 어렵고, 철근과 콘크리트 결합 고정 강도가 부족하며, 구조적 안전성이 보장되기 어렵고 시공이 불편합니다.
(2) 컨투어 기둥은 지그재그 또는 지그재그가되어서는 안됩니다. 지그재그 단면 기둥은 팔다리가 얇고 플랜지가 없어 평면 외부의 강성이 좋지 않습니다. 특히 한쪽이 빔을 묶으면 지진 작용에 의해 쉽게 파괴됩니다. Z 자형 단면 기둥은 힘이 복잡하고, 기둥 팔다리에는 뒤틀림 응력과 전단 응력이 있으며, 기둥 웹에도 큰 토크가 있어 복잡한 응력 하에서 쉽게 파괴될 수 있습니다. (3) 짧은 기둥과 매우 짧은 기둥을 가급적 피해야 하며, 이형 기둥 전단비는 2 보다 커야 지진 작용에 의한 바삭한 결합 손상의 위험을 줄일 수 있다.
6 노드 코어 영역 전단력
컨투어 기둥의 단면 특성으로 인해 빔-컬럼 조인트의 코어 영역이 작으며, 빔-컬럼 세로 리브 교차로 인해 너무 많은 등자가 있을 수 없습니다. 전단력 요구 사항을 충족하기 위해 콘크리트의 등급만 높일 수 있지만, 그에 따른 문제는 구성요소가 바삭해지고 빔 콘크리트 강도와의 조화도 문제다. 때로는 개별 기둥의 필요를 위해 모든 기둥의 콘크리트 등급을 높이면 투자의 낭비를 초래할 수도 있다. 이 문제를 해결하기 위해 완성된 엔지니어링에서 노드 코어 영역의 기둥에 수직 강판을 추가하는 방법을 사용했습니다. 강판은 노드의 코어 영역까지 확장되고 일정한 길이를 고정시킵니다. 강판과 콘크리트의 공동 작업에 근거하여 강판의 단면 치수를 계산 분석하였다. 최종 설계 결과는 강판 단면 크기가 작아 빔, 기둥 중 철근 배치에 영향을 주지 않고 강판 설정이 유연하여 필요한 곳에 추가할 수 있다는 것입니다. 이 프로젝트는 이미 완공되어 효과가 좋다.
7 결론
컨투어 기둥 구조는 역학 및 내진 성능에서 직사각형 (원형) 기둥 구조와 다릅니다. 설계에서는, 그것의 힘 특성에 따라, 온갖 파괴 기계 장치를 완전히 이해 해야 한다, 적당 한 구조 배치 및 계산 모형을 선택 하 고, 컴퓨터 분석 방법 및 구조 구조를 정확 하 게 파악 하 고, 구조의 안전 그리고 신뢰도를 지키기 위하여, 이 시장에 있는 거 대 한 외계인 기둥 구조 체계의 건강 한 발달을 승진 시키기 위하여.
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