钢筋混凝土异形柱结构分析

钢管混凝土异形柱力学性能分析与抗震性概述摘要：钢管混凝土异形柱，是在异形截面钢管柱中浇注混凝土形成的异形柱结构。

钢管混凝土异形柱具有良好的抗弯性能、抗剪性能、轴压性能和反复荷载作用下的力学性能，比以前的建筑结构有了较大的改进。

而且通过专家学者的抗震性试验研究来看，钢管混凝土异形柱的抗震性能都得到普遍认可，在今后的建筑中将得到普遍重视。

关键词：钢管混凝土异形柱力学性能抗震性钢管混凝土异形柱，是在异形截面钢管柱中浇注混凝土形成的异形柱结构。

简单地说，将混凝土灌入异形钢管中就形成了钢管混凝土异形柱。

钢管混凝土柱在竖向上承载力高，能够承担较大的竖向荷载；特别是其中的混凝土核心筒，它的抗侧刚度大，能够有效地抵抗地震影响。

外层钢管与内层核心混凝土共同承受着来自不同方向的荷载，同时外层的钢管为核心混凝土提供着强大的约束作用。

这种组合方式进而使得钢管混凝土异形柱的抗震性能比传统的普通钢筋混凝土异形柱的抗震性能大为提高。

钢管混凝土异形柱由于组合结构力学良好，施工性能较优，被广泛应用于各类工程领域当中。

1 钢管混凝土异形柱的力学性能分析钢管混凝土异形柱的力学性能研究目前主要集中在静力性能方面（苏忍、刘光烨、杨远龙，2012）。

学者们通过多项研究，详细分析了钢管混凝土异形柱的抗弯性能、抗剪性能、轴压性能、偏压性能以及反复荷载作用下的力学性能（赵良、李成玉，2012）。

钢管混凝土异形柱的抗弯性能分析。

刘胜兵、徐礼华和温芳（2008）进行了Ｔ形钢管混凝土组合构件的抗弯试验，研究得出T 型钢管混凝土组合构件在几种不同的弯曲程度下都表现出了较好的力学性能。

徐礼华、刘胜兵和温芳等（2009）对T形柱进行抗弯试验，提出了该类型构件的抗弯极限承载力计算公式。

此外，还有不少学者进行了类似的实验研究，也普遍得出，钢管混凝土短柱在遇到偏心压力作用时，由于存在核心的混凝土延缓了钢管过早的局部屈曲，使得弹塑性工作性能较好。

钢管混凝土异形柱的抗剪性能分析。

建筑异形柱结构的配筋设计分析吴海强博罗县建筑设计院摘要：伴随着我国经济的不断发展，当前建筑业呈现出一片蓬勃的景象，更多新的特点显现，很大程度上解决了由于人口众多而出现的土地匮乏问题，建筑的外观也越来越多样化和复杂化，于是异形柱结构应运而生。

这种新型的结构既满足了建筑外观与空间上的需求，还确保其稳定与安全，成为受到当代人喜爱的建筑结构。

本文对建筑异形柱结构配筋设计进行分析。

关键词：建筑异形柱结构;配筋设计1引言在城市化发展进一步推进的社会背景下，当前的城市建筑发展空间得到深度挖掘，逐渐满足人们在建筑功能、外观以及空间分布等方面的要求，其中广受人们喜爱的是异形柱结构。

但由于这种结构起步时间较晚，在受力特点或设计应用等方面都没有进行深入的分析应用，笔者结合多年的工作实践经验对此进行分析。

2建筑异形柱结构的基本设计与特点分析当前的建筑异形柱结构是指截面和常规截面不同的柱体结构形式，比较常见的截面形状有L形、T形、十字形，截面各肢高厚的比值不超过4，肢厚保持与墙面的厚度相同，对应的高不超过500mm。

另外，如果异形柱结构各肢的长度相同，还可以将其分为等肢与不等肢，等肢更适合在抗震的建筑设计中，应用等肢能够很好地符合建筑物功能以及各空间分布等多方面的要求，但必须建立在符合结构刚度以及对应承载力的基础上。

总结异形柱结构的特点，主要有以下几点：（1）因为异形柱肢厚与柱肢高厚并不相同，所以其抗扭性不高，如果应力主要在相交处集中，那么很容易导致严重的变形，所以平面压力的布置必须简单而对称，特别要求是质量、刚度和承载力相同之处，对齐拉通纵横向框架柱，才能使得在地震发生时扭转效应得以有效降低。

另外，还要对部分的剪力墙和框架柱的薄弱部分进行合理布置，如果异形柱结构无规则，那么要求结合《混凝土异形柱结构技术规程》的相关要求进行布置；（2）异形柱结构肢厚度并不大，相比于普通的矩形柱体，其延性不够，而轴压比则会直接影响异形柱的形态。

混凝土异形柱结构构造混凝土异形柱结构是一种特殊的建筑结构形式，它的外形不规则，不同于传统的柱子形状。

这种结构形式不仅能够满足建筑的承重要求，还能够赋予建筑更多的艺术感和创意性。

在建筑设计中，混凝土异形柱结构常常被用于打造独特的建筑外观。

与传统的方形柱子相比，异形柱子的外形可以是各种各样的，如圆形、椭圆形、多边形等。

这样的设计灵感可以来自于自然界的形态，也可以是设计师的创意构思。

混凝土异形柱结构的设计和施工需要考虑许多因素。

首先是结构的承载能力。

由于异形柱子的形状不规则，其承载能力的计算和分析需要更为复杂。

设计师需要通过结构力学的原理和计算方法，确定柱子的尺寸、钢筋数量和混凝土配比，以保证柱子的承载能力满足要求。

其次是施工的难度。

由于异形柱子的形状复杂，模板的制作和安装往往比较困难。

施工人员需要根据设计图纸，制作出符合柱子形状的模板，并进行准确的安装。

此外，在浇筑混凝土的过程中，还需要控制好混凝土的流动性和充实性，以确保柱子的质量和强度。

混凝土异形柱结构的应用范围非常广泛。

它可以用于建筑物的主体结构，如高层建筑的柱子和梁。

同时，它也可以用于建筑物的装饰和景观设计，为建筑赋予独特的艺术魅力。

在现代建筑中，越来越多的设计师开始运用混凝土异形柱结构，创造出许多令人惊叹的建筑作品。

混凝土异形柱结构在建筑领域中有着广泛的应用前景。

它不仅能够满足建筑的功能和承载要求，还能够提升建筑的美观性和艺术性。

随着建筑技术的不断发展和创新，混凝土异形柱结构将会有更加广阔的发展空间。

混凝土异形柱结构是一种独特而创新的建筑结构形式。

它通过设计师的巧思和建筑技术的支持，为建筑带来了更多的可能性。

在未来的建筑设计中，混凝土异形柱结构将会发挥越来越重要的作用，为人们创造出更加美丽和独特的建筑作品。

浅析房建工程钢筋混凝土异形柱的摘要：介绍了房建工程钢筋混凝土异形柱结构选型分析，从结构平面、竖向布置对其结构布置进行了分析，并运用具体工程实例进行了应用分析。

关键词：异形柱；钢筋混凝土；结构布置由于人们经济水平的提高，住房条件也得到了很大的改善，人们在追求住房舒适性的同时，也越来越重视建筑美观和结构布置的多样性。

异形柱结构体系避免了矩形框架柱在室内凸出、占用建筑空间的问题，改善了建筑观感，为使用功能及建筑设计带来灵活性和方便性。

采用异形柱框架结构，是墙体改革、节约能源、保护环境、减轻建筑自重、增加使用面积、适应建筑功能多样性需求的主要途径之一。

1 房建工程钢筋混凝土异形柱结构选型分析1.1 结构体系的基本要求在异形柱结构设计中，应根据是否抗震设防、抗震设防烈度、场地类别、房屋高度和高宽比，施工技术等因素，通过安全、技术、经济和使用条件的综合分析比较，选用合理的结构体系，并宜通过增加结构体系的多余约束和超静定次数、考虑传力途径的多重性、避免采用脆性材料和加强结构的延性等措施来保证结构的整体稳定性，使结构在承受自然界的灾害或人为破坏等意外作用而发生局部破坏时，不至于引发整体的连续倒塌而导致严重的恶性后果。

此外，异形柱结构体系尚应符合以下基本要求：(1)结构体系要求受力明确、传力合理且传力途径多重性、不间断。

(2)为避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力，多道防线原则对确保异形柱结构的安全非常必要，特别是8度设防区，宜采用异形柱框架-剪力墙结构体系。

(3)角柱一般采用L形柱，由于L形柱受力性能较差，是异形柱结构的薄弱部位，应采取加强措施提高其抗震能力。

(4)结构应具有必要的承载能力、刚度和变形能力。

1.2截面形式的选择异形柱常用的截面形式有T形、L形、十字形，具体采用哪种类型需要根据建筑的需求和墙体的位置。

除此之外，还有“一”字形和“ Z”形异形柱，但由于其受力性能不合理，所以很少采用，《异形柱规程》也没有列入。

钢筋混凝土异形柱结构的设计与应用初探一、绪论A.背景介绍B.研究目的C.论文结构二、钢筋混凝土异形柱结构的设计原理A.异形柱的分类及特点B.设计原则及相关规范C.设计方法三、异形柱结构的力学性能分析A.结构荷载分析B.异形柱受力分析C.结构安全性评估四、异形柱结构设计的实例分析A.基于不同参数的异形柱结构设计B.力学性能验证五、结论与展望A.研究结果B.不足和展望C.结论及应用前景一、绪论A.背景介绍钢筋混凝土异形柱结构是近年来建筑领域的重要发展趋势。

这种结构的优点是具有较高的稳定性、强度和抗震能力，适用于各种类型的建筑设计。

与传统的直柱相比，异形柱具有更低的自重和更高的空间利用率。

由于这种类型的结构需要特殊的设计和构造技术，因此有必要对其进行深入研究和探索。

B.研究目的本论文旨在通过对钢筋混凝土异形柱结构的设计原理、力学性能分析和实例分析等方面的研究，探讨该结构的适用范围、设计方法和实际应用方面的问题。

特别是从结构优化、稳定性分析、抗震设计等方面提出建议和措施，以促进该结构的更加广泛应用。

C.论文结构本论文共分为五个章节：绪论、钢筋混凝土异形柱结构的设计原理、异形柱结构的力学性能分析、异形柱结构设计的实例分析和结论与展望。

第一章介绍了本文研究的背景和目的，论文结构等内容。

第二章阐述了钢筋混凝土异形柱结构的设计原理，包括异形柱的分类、特点、设计原则和规范、设计方法等方面。

第三章分析了异形柱结构的力学性能，包括结构荷载分析、异形柱受力分析和结构安全性评估等方面。

第四章以实例分析的形式探讨了基于不同参数的异形柱结构设计和力学性能验证问题。

最后，第五章给出了论文的结论和展望，包括研究结果、不足和展望、结论及应用前景等方面。

二、钢筋混凝土异形柱结构的设计原理A.异形柱的分类及特点钢筋混凝土异形柱是指形状不规则的柱子，与常规的圆形和矩形柱子相比，有着更加灵活的设计和构造方式。

一般分为L形柱、T形柱、十字形柱等多种类型，再根据其横截面的形状可以分为I、H、U、γ、Z形柱等几种类型。

装配式方钢管混凝土组合异形柱体系技术摘要：当前，多高层钢结构住宅和大型公共民用和工业建筑成为国家重点推广的项目，钢结构体系在建筑设计中应用的多样性和便于拆改、节能环保等特点已经成为当代结构设计重点考虑方向，以满足可持续发展需要的新型建筑体系。

但是，目前大多数多高层住宅建筑等多采用传统钢筋混凝土结构。

寻求一种抗震性能好、建设速度快、建筑材料可回收再利用的新型绿色结构体系势在必行，装配式方钢管混凝土柱组合体系，符合绿色建筑和建筑产业化的发展需求。

关键词：装配式；钢结构；得房率高；工业化；布置灵活。

1、装配式方钢管混凝土组合异形柱体系介绍2、方钢管混凝土组合异形柱结构体系技术优势钢结构与传统钢筋砼地上标准层结构施工工期相比，主体结构工期可缩短30%～50%。

方钢管组合异形柱结构体系8度抗震地区性能更优越；车间标准化生产，现场标准化装配；构件尺寸精度高，易于控制，无隐蔽作业；结构无需模板施工，装配化速度快。

钢结构强度高，构件截面小，且能够承受更大的荷载，钢结构建筑的得房率比传统钢筋混凝土建筑要6%~10%。

截面形式灵活，可根据实际工程需求，灵活调整单肢柱的间距，既增大了房屋的使用空间，又提高了建筑室内空间美感。

建筑效果好，可隐藏于墙体内部，室内不露柱子凸角。

相比之下传统混凝土结构，高烈度地区抗震性能较差；施工需要支设模板，施工速度慢，现场作业繁琐，质量难控制；现场绑扎厚度不均，隐蔽工程多，质量控制难。

3、方钢管混凝土组合异形柱体系研发历程①轻钢框架②钢框架-支撑③钢板剪力墙④方钢管组合异形柱一代住宅：框架-核心筒体系主要缺点：混凝土施工慢、钢柱截面大，影响室内；户型设置不灵活、混凝土钢结构交叉作业。

二代住宅：框架-支撑体系主要缺点：钢柱截面大，影响室内；户型设置不灵活；支撑布置影响墙体施工；支撑施工慢。

三代住宅：方钢管混凝土组合异形柱主要优点：户型设置灵活；钢柱及其尺子隐藏在墙体内、不影响室内空间布置；施工速度快；含钢量低于钢板剪力墙。

异形柱结构梁柱节点施工难点及处理措施摘要：建筑行业的持续发展需要提高建筑钢筋混凝土结构的质量和观感。

混凝土结构的表面不含装饰，可以缩短施工时间，也可以改善混凝土的混合。

凝土结构的耐久性，节省建筑材料。

分析了异形柱梁和柱节点的施工难点和处理措施。

关键词：异形柱，节点，施工，解决办法前言：框架节点一直被认为是框架结构中最薄弱的环节，地震破坏也表明，框架节点经常发生剪切破坏。

由于柱截面高宽比大、梁柱连接处钢筋密集、混凝土不易振动等原因，异形框架的梁柱节点强度弱于矩形框架，地震破坏可能更为严重。

因此，在施工过程中必须高度重视异形框架结构梁柱节点的施工质量。

本文结合现行规范、现场实践经验，分析了型钢柱梁节点施工中存在的问题，提出了解决这些问题的措施。

1 概述具有异形结构的梁柱节点主要是位于节点中心区域之间的梁和柱的两端，其中支撑梁和柱与相邻的中心区域相交。

通常有四个基本形式分类函数节点下的位置:顶层边柱、顶层中柱、楼层边柱和楼层中柱节点。

是因为空间框架,对实际工作中一个或两侧纵问相交梁、柱截面形式、T、L和Z字形和十字形柱T形翼缘是否相等,组合起来,近20种不同的异形柱形接头的矩形柱梁柱节点类型。

2 如何保证梁柱节点混凝土密实度2.1 问题分析由于异形柱的两端较薄，节点的钢筋密度较高，因此在施工过程中混凝土的浇筑和振动更加困难，施工人员往往忽视了节点的重要性。

在混凝土浇筑过程中，漏振或振荡不足，导致许多蜂窝或孔洞的形成，大大降低了混凝土在节点区域的强度。

2.2 解决方案在节点浇筑混凝土时，要认真施工，严格监控，并在旁站进行监督，以保证施工质量。

（1）在设计整个框架结构工程的混凝土配合比时，应设计同等级细石混凝土的配合比，并在框架节点处浇筑同等级细石混凝土应使用。

如果机械振动困难，人工捣固应使用配合。

（2）柱脚安装时，应留出柱脚清洗，柱脚应与地面紧密接触。

浇注关节时,一层50~100mm厚和水泥砂浆与混凝土相同的成分,以避免质量事故如柱脚部出现蜂窝孔洞。

探析异形柱结构设计中存在的若干问题分析了异形柱结构体系发展的背景，介绍了异形柱结构体系的特点，结合工程实践经验提出了异形柱结构设计中应注意的相关问题，可供工程设计人员借鉴和参考。

标签：异形柱；异形柱结构；倾覆力矩；单跨框架；刚域引言异形柱结构是一种由竖向支承构件而构成的结构，通常采用截面为L形、T 形以及十字形的异形柱代替一般框架柱。

在工程项目设计中，可以依据建筑设计对建筑布置以及建筑功能的要求，在不同的结构部位，选用截面形状不同的异形柱，从而避免框架柱在室内空间凸出、占用建筑空间，继而改善建筑观瞻，为居住建筑的设计及使用功能带来灵活性和方便性。

近年来，随着我国住宅产业的迅速发展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高。

如何合理地利用建筑物的有效面积，这对住宅结构设计提出了一项新的要求.异形柱框架结构体系在一定程度上满足了上述要求，工程实践表明效果良好。

1 异形柱结构体系发展的背景一般混凝土矩形柱结构体系与异形柱结构体系之间既相互矛盾又存在共性。

因为异形柱和矩形柱两者在抗震性能、变形特性和内力、截面特性等方面存在着显著的差异，所以在异形柱结构设计与施工中存在着一系列尚未解决的问题，目前，我国法律法规、施工规程中尚反映这些问题。

由于异形柱结构自身拥有很多优点，在世界各地广泛的推广与应用，这就迫切需要建立健全一个完善的異形柱结构行业规范与行业标准，指导并监督异形柱结构的设计、施工、竣工验收以及工程审查等。

近年来，对于异形柱结构的工程应用、构造措施、设计方法及基本性能等方面，国内的各设计、研究单位以及高等院校已经投入了大量的人力物力，进行了大量的工程实践与科学研究，包括：异形柱的斜截面、正截面、梁柱节点的试验以及理论研究、异形柱结构模型的地震作用模拟试验研究、异形柱结构的抗震性能研究、异形柱结构的专业设计软件研究以及异形柱结构的设计标准研究等。

同时，有些省市制订并实行了异形柱结构地方性标准，一些国家级的住宅示范小区中也有建造异形柱结构的住宅建筑，我国异形柱结构的研究不断深入，异形柱的设计与施工方法不断完善。

一、异形柱结构体系异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。

柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。

它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

一、异形柱结构特点1、由于截面的这种特殊性，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；2、对于长柱（H/h>4）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（H/h<4），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/χ(εcu为砼的极限压应变，χ为截面受压区高度)较小，使弯曲变形性能有限，延性较差；3、异形柱由于是多肢的，其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砼协调变形和内力，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，而该剪应力的存在，使柱肢易先出现裂缝，也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态，它使得异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显；4、特别是异形柱不同于矩形柱，它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［2］，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。

由于其受力性能的复杂，设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性。

二、异形柱结构适用条件1、居住建筑（住宅及宿舍）；2、抗震设防烈度为7度（0.10g及0.15g）和8度（0.20g，I、II、III类场地）；3、柱网尺寸不宜大于6.6m；4、房屋总高度的限制。

三、异形柱结构的平面布置：1、在异形柱结构的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀。

简述异形柱结构的特点摘要：混凝土异形柱结构是以T形、L形、十字形的异形截面柱(以下简称异形柱)代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构。

采用异形柱结构避免了框架柱在室内凸出，少占建筑空间，改善建筑观瞻，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性。

近年来异形柱结构在建筑业界尤其是在住宅设计中得到了广泛应用。

本文首先分析了异型柱框架结构体系的技术优点，其次与矩形柱进行比较，突出其受力特点和构造特点，在此基础上进一步分析了异形柱结构设计的一般特点和设计中的计算要点，最后提出了异形柱抗震性能的加强措施。

关键词：异形柱；结构；受压；抗震；特点Abstract: the concrete special-shaped columns structure based on T, L, cross-shaped profiled column (hereinafter referred to as the special-shaped columns) instead of general frame column as vertical supporting member and the structure of the composition. The special-shaped columns structure to avoid frame column in the indoor bulge, little of architectural space, improve the building view for architectural design and use function with agility and convenience. In recent years, special-shaped columns structure in construction industry especially in residential design has been widely applied. This paper first analyzes the special column frame structure system technical advantages, then compare with rectangular column, highlighted its mechanical characteristics and structural characteristics, on the basis of further analysis of the special-shaped column structure design of the general characteristics and design of the main calculation, and finally puts forward some seismic behavior of special-shaped columns to strengthen measures.Keywords: special-shaped columns; Structure; Compression; Seismic; characteristics一、异型柱框架结构体系的技术优点柱肢厚通常采用200mm，肢厚基本与填充墙等厚，框架梁宽也同墙厚，室内不凸出梁柱，便于使用又美观，同时还增加了房间的使用面积，比相同形式的砖混结构可增加约8％～10％的使用面积；围护墙通常是非承重的轻质隔墙，原则上允许任意穿墙打洞，甚至拆除重砌，这使得房间布置更加灵活，能更好地实现建筑功能的要求；虽然增加了施工难度，但因扩大了使用面积，加之自重较轻，减少了基础费用，综合考虑总体经济效益较好。