对异形柱结构设计的几个问题的分析

异形柱框架结构设计中的相关问题分析摘要结合多年工作实践,通过对多层住宅异形柱框架结构的分析和比较,阐述异形柱框架结构的使用范围、受力分析、结构布局、结构计算、构造措施等方面,供结构设计人员参考。

关键词异形柱框架;结构设计;构造措施随着人们对住宅使用功能、空间划分上的要求不断提高,要求有较大的厅,甚至挑空跃层,房间的开间越来越大,平面布置要求灵活,传统的砖混结构的住宅己经越来越不能满足人们的需要了,于是框架结构被逐渐运用于多层住宅中。

异形柱框架住宅以其室内不露梁柱、增大使用空间、填充墙可采用新型轻质材料、改善建筑热能性、减轻建筑自重使地震作用减小、节省基础投资等优点,得到了普遍推广及应用。

笔者结合工程设计中一些体会阐述如下:1异形柱的受力性能异形柱(L、T、+)是从短肢剪力墙向矩形柱过渡的一种结构构件。

试验和分析表明,异形柱作为压剪构件其破坏形态有弯曲、小偏压、粘接、高压剪以及剪压、剪拉和斜拉破坏,与其破坏形态相关的主要因素有轴压比、柱净高与截面肢长之比、纵筋配筋率、体积配箍率。

异形柱因多柱肢的存在,其剪力中心往往与形心不重合。

在受力状态下,各肢产生翘曲正应力和剪应力,使得异形柱混凝土与普通矩形压剪构件相比更宜出现裂缝即产生腹剪裂缝,导致异形柱脆性变形明显,使异形柱较普通矩形柱变形能力降低。

另外,在异形柱住宅设计中,层高大多在2.8～3m之间,对于柱肢多在600～800mm的异形柱来讲,不可避免地存在短柱现象。

故在水平力作用下剪切变形占有相当大的比例,构件明显呈现脆性破坏。

框架结构中梁桥构件应有足够的延性,以保证主体结构在各种荷载作用下具有良好的变形能力,结构设计中柱轴压比限制就是最为直观地反映这一性能的指标之一。

《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)规定了钢筋混凝土柱轴压比限值。

该限值主要是基于框架柱出现受拉钢筋屈服为先导的大偏心受压破坏理论,防止小偏心受压脆性破坏,针对矩形截面柱计算分析而得出的。

浅议如何对异形柱框架进行结构设计摘要：本文笔者结合多年的设计实践经验,针对钢筋混凝土异形柱框架结构设计及其一些要点进行了分析探讨。

关键词：异形柱框架结构设计计算分析1、前言随着人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高,从而对建筑设计布局有了新的要求。

普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔己越来越不能被房屋使用者所接受,因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。

建筑师要求结构工程师配合解决这个问题,因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。

所谓异形柱是相对于通常的矩形截面柱而言的,是指截面各肢长与肢厚之比不大于4的截面形状为“Ｔ”形、“十字”形、“Ｌ”形、“Ｚ”形的钢筋混凝土柱。

钢筋混凝土异形柱框架结构是指仅由异形柱作为竖向构件组成的结构体系,它有如下特点:(1)具有一般矩形柱框架结构整体性较强,抗震延性好的优点。

(2)兼有砖混结构的优点,且又有效解决了砖混房屋超高的技术问题。

因此特别适用于联排别墅、高档多层住宅等。

(3)因墙体厚度一般与异形柱肢厚相同,室内不出现柱楞不露梁,使用面积能增加8%～10%。

既改善了建筑功能,也提供了大空间及住户拆改装修的便利条件。

(4)由于填充墙推荐采用粉煤灰、加气混凝土砌块等非粘土质新型轻质墙体材料,使得造价能低于普通框架结构约10%～15%。

与消耗耕地的粘土砖混结构体系相比,异形柱框架结构体系优势明显,是砌体结构较好的替代品,因此具有很好的推广价值和广阔的市场前景。

但是,在结构设计中,目前现行国家规范或规程中尚未给出异形柱框架结构设计的专门条款,供设计人员参考的资料也很有限。

笔者在对省《钢筋混凝土异形柱框架结构技术规程》（以下称作《规程》）的理解基础上,参考有关文献,结合工程实践,进行归纳总结,提出建议。

2、异形柱框架结构体系布置2.1 适用条件本着安全适用、技术先进、经济合理的设计原则,异形柱框架结构型式适用于地震烈度7度及以下地区的民用房屋,尤其适用于带错层、跃层的多层复杂住《规程》关于异形柱框架结构的适用条件为:7度区总高度不超过24m,宅和小高层。

（异形柱）设计总结一、计算前准备工作1. 确定异形柱（短肢剪力墙）尺寸《江异》6.1.2条：“异型柱截面各肢肢高于肢宽之比不应大于4，不宜小于2.5，不应小于2。

肢宽不宜小于200mm，不应小于180mm。

一字形异型柱的肢宽不得小于300mm。

对于角柱：6度区H≤6层时，肢高不宜小于500mm；6度区H>6层以上及7度区肢高不宜小于600mm”。

在拿到建筑条件图后，根据建筑平面布置柱网。

角柱单肢的高宽比取3；中柱的单肢的高宽比取2.5~3。

布置剪力墙时，若垂直于墙长方向有框架梁连接时，应与建筑协商，尽量争取在此方向设一小段墙肢（不小于1倍的墙厚）。

2. 确定框架梁尺寸《江异》6.1.3条：框架梁截面高度可取（1/12～1/18）Ln，（Ln为梁的计算跨度，即异型柱翼缘中心轴线之间的距离），且梁高不宜小于350mm。

主梁截面宽度不宜小于200mm及柱肢宽度。

3. 确定楼（屋）面板厚度《上异》3.2.5条：现浇钢筋混凝土异形柱结构的顶层楼板厚度不宜小于130mm；地下室顶板厚度不宜小于180mm；一般楼层现浇楼板的厚度不宜小于110mm，且不应小于100mm。

屋面板厚取130mm；一般楼板取110mm。

对于跨度大于3.3m楼板，板厚按1/30（单块板）及1/35（连续板）取用。

转换层的板厚由专业负责人统一确定后取用。

4. 统一计算原则在着手计算前，应对计算软件（SATWE或TAT）的参数取值进行统一。

此外，对于结构信息（抗震等级、场地类别、砼等级）、结构布置原则、荷载取值原则及计算步骤也应进行统一。

在同一项目的同一类型的结构中，应对上述要点做到统一。

二、计算中的要点1. 计算软件根据《江异》4.2.2条，异形柱框架结构的计算优选TAT软件，也可采用SATWE软件。

使用TAT软件，梁、柱的计算配筋会比SATWE稍大。

2. 异形柱的输入在PM中，异形柱可选择“十”字形的模型输入，可以适应“L”“T”及“十”等形状的要求。

关于异形柱框架结构设计中几个问题的思考摘要：为了适应建筑物平面的灵活布置需求，异形柱框架结构作为一种良好的结构形式广泛的应用在各种建筑结构中。

其在目前的建筑工程项目中以承载力强、布置灵活方便等优势受到人们的广泛关注。

本文主要从异形柱框架结构的自身受力特点着手分析，结合过去经验提出了异形柱结构在目前住宅工程设计中常见的问题，并提出需要注意要点措施与预防处理方法。

关键词：异型柱框架结构设计方法一、概述新世纪，国民经济的发展促使我国住宅产业蓬勃发展，与此同时人们生活水平的提高对于住宅建筑提出了新的使用要求。

基于这种社会现状，传统的普通矩形框架柱由于对室内装饰和家具布置有着极大的影响而成为人们研究与探索的重点。

在目前的工程项目中，如何合理的利用建筑物的室内面积，这对于住宅工程结构设计而言是一项新的要求、新理念。

异形柱框架结构的应用在一定程度上满足了人们对室内空间要求，也符合住户对室内装饰与家具陈列要求，因而受到人们的广泛关注。

就异形柱框架结构受力角度去分析来说，异形柱框架结构是一种博采了框架结构与剪力墙结构体系的共同优势，在平面布置中又类似于框架结构，使得柱的截面形式不拘泥于矩形，可以将柱截面设置成为各种复杂的结构形式，同时由于其在使用的时候混凝土材料应用少而刚度大，更是可以和其他的填充墙体相互配合使用，这就促使其在目前的建筑结构中受到人们的重视与关注。

二、异型柱概念与受力特点1、异形柱概念异形柱是随着人们对住宅、特别是高层和多层住宅平面与空间结构要求而出现的一种新的结构形式。

在近年来社会发展中，随着人们生活水平的提高，无论是物质生活还是精神生活都提出了新要求，这就使得普通框架结构由于对空间的严格限制而无法满足人们新颖、个性的建筑空间要求。

基于这种社会现状，人们迫切需求一种能够满足人们个性、新颖的空间要求的建筑结构形式的出现。

这就促使了一种新的结构形式——异形柱框架结构的产生与应用。

这种结构的出现是在承受建筑物相关荷载的同时满足居民的建筑空间要求，使得建筑空间逐步趋于多样化、个性化发展。

异形柱结构设计问题分析探讨【摘要】在结构设计中，异形柱结构将建筑美观、使用功能的灵活性与建筑结构合理的受力性能有机地结合起来，因此，得到了广泛应用。

本文阐述了异形柱设计中应注意的问题。

【关键词】异形柱；设计；问题随着多层和中高层的民用住宅建筑在我国城镇中越来越多，而这些住宅设计多因建筑上要求平面的灵活性和结构设计上的抗震要求而大多采用钢筋混凝土框架结构体系，由于普通钢筋混凝土框架柱多采用矩形断面的型式，且柱断面较墙断面宽，常常使柱子突出房间内墙，形成墙角，在使用上产生诸多的不便，也使房间的实际建筑使用面积减小，影响环境美观，住宅用户和开发商对此颇有意见，为解决这个日益突出的实际设计在使用过程出现的矛盾，钢筋混凝土异形柱的设计自然而然地被一些设计人员所采用，这种异形柱的框架体系能较好地解决目前住宅框架体系设计中的矛盾。

1、异形柱结构的受力分析1.1 由于截面的特殊性，使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异。

1.2 对于长柱可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。

而对短柱，剪切变形占有相当比例，构件变形能力下降。

异形柱通常在短柱范围，且属薄壁构件，即使发生延性的弯曲形破坏，也因截面曲率 m/ ei 或εcu/ x （εcu为混凝土的极限压应变，x 为截面受压区高度）较小，使弯曲变形性能有限，延性较差。

1.3 异形柱剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土协调变形和内力，这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力，导致柱肢易先出现裂缝，也使得核心混凝土处于三向剪力状态，造成异形柱变形能力低，脆性破坏明显；特别是异形柱存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差。

由国内外大量的试验资料和理论分析，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等，影响其破坏形态的因素有：荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比（剪跨比），配箍率以及箍筋间距 s 与纵筋直径 d 的比值等。