(完整版)异形柱结构设计要点

异形柱框架结构设计研究1引言空间异形柱框架由L、T、+字形等多种性能差别很大的异形截面柱组成，这些不同类型截面的柱组合后产生特有的结构性能。

随着我国住宅产业的迅速进展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高，一般的矩形框架柱会给室内装饰和家具布置带来极大的不便。

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。

异型柱框架结构体系在一定程度上满足了上述要求，它博采了框架及剪力墙结构体系的优点，它将是今后住宅结构体系的进展方向之一。

2异型柱框架结体系主要技术优点柱肢厚通常采纳180-200mm，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，原则上同意任意穿墙打洞，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。

3异形柱结构设计的一般规定3．1结构布置与一般钢筋混凝土框架结构相比，异形柱框架结构在结构布置时应注意以下原则：(1)结构平面宜尽量对称。

使平面和刚度均匀，2个主轴方向应协调布置，幸免扭转带来的不利影响；如果有明显的不对称，应考虑扭转对结构受力的不利影响。

(2)异形框架宜双向设置，框架柱应对齐，框架梁应拉通，幸免纵横框架粱相互支撑，使结构形成空间受力并具有足够的承载能力、刚度和稳定性，同时具有良好的整体性和较好的抗震性能。

(3)竖向布置应力求体型规则、均匀，幸免过大的外挑和内收，防止楼层刚度沿竖向的突变，尽量幸免错层。

3．2适用高度、高宽比及长细比限制异形柱框架在7度抗震设防烈度区，要求房屋高度≤35m，层数＜12，建筑物的高宽比不宜大于5；8度区房屋高度不大于25m，建筑物的高宽比不宜大于4。

另外，柱净高与截面长边之比，即长细比宜大于4小于8。

建筑设计知识：异形柱结构设计要注意的事项[工程类精选文档]本文内容极具参照价值,如假定实用,请打赏支持,感谢!【学员问题】异形柱结构设计要注意的事项？【解答】〔1〕异形框架的计算因为其截面的特别性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性剖析计算其翘曲应力很小，此时好像蒙受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定剖析，按砼设计标准计算，特别是在框剪，框筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场所，框架柱只担当水平风载的一小局部，如按一般偏压柱计算，偏差较小。

此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体剖析。

而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，那么翘曲应力不容忽视，按平截面假定偏差较大，那么应付异形柱框架结构进行有限元剖析，决定内力和配筋地点及大小。

在进行内力计算和配筋计算时，宜采用带有异形柱计算功能的计算软件。

此刻有一些软件没有异形柱截面形式，如要用它进行计算，要先进行等刚度等面积换算成矩形柱，进行整体剖析，获得双向内力后再进行异形柱的截面设计，其工作量相当大，且截面设计的靠谱性不高。

当前，国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序，广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC这.些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计，正确性较高，经过大批工程校算，能有效地知足结构安全性要求。

〔2〕轴压比控制对框架结构，框-剪结构，柱的延性关于耗散地震能量，防备框架的坍毁，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个重点指标。

由试验结构剖析，柱的侧移延性比跟着轴压比的增大而急剧降落。

在高轴压比状况下，增添箍筋用量对提升柱的延性作用已很小，因此轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合，剪应力使砼柱肢先于一般矩形压剪构件出现裂痕，产生腹剪损坏，加上异形柱多属短柱，这些致使异形柱脆性显然，使异形柱的延性广泛低于矩形柱，因此对异形柱的轴压比要严格控制。

异形柱框架结构设计要点分析摘要：异形柱具有良好的承载、抗震、变形能力，在工程中应用较为广泛。

笔者介绍了异形柱结构的概念、力学性能，总结出异形柱框架结构设计的常见问题及设计要点，对于同行具有一定的参考价值。

关键词：异形柱、异形柱框架结构、结构设计1异形柱结构异形柱是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能、建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的柱。

异形柱框架结构是指全部或部分柱截面为L 形、T 形、十字形(以L 形柱作角柱，T 形柱作边柱，十字形柱作中柱)，截面高与肢厚之比小于或等于 4 的框架结构(见图1)。

2异形柱具有的性能2.1 承载能力异形柱是由多肢构成的，柱肢截面高度与其宽度之比在2.5～4 范围，墙肢平面内向刚度不同于外向刚度，两者相差较大，刚度也不同，因此，各向的承载能力也不相同。

2.2 抗震能力异形柱框架结构的抗震等级，应根据建筑的结构类型、高度和地区的抗震设防烈度进行选择，而且要达计算要求及设计构造标准，设计规定：(1)三级抗震：抗震设防烈度为7 度且建筑高度＜22 m；(2)二级抗震：①抗震设防烈度为7 度且建筑高度≥22 m；②抗震设防烈度为8 度且建筑高度≤25 m。

一般来说，异形柱框架结构只适用的地区：抗震设防烈度≤7 度，建筑高度＜35 m。

2.3 变形能力大多数建筑层高为 2.8～3.1 m，异形柱肢厚约为0.2 m，一般为了确保足够的承载力，异形柱肢长不能太小，否则会出现太小的柱剪跨比值，造成短柱现象，出现剪切变形，降低了构件的变形能力。

假如异形柱的轴压比较小，但当柱壁构件太薄时，截面曲率就会较小，也会导致异形柱出现弯曲变形性，降低了异形柱的延性。

3异形柱框架结构设计的常见问题3.1 结构计算方面(1)进行柱的配筋计算时，单偏压、双偏压计算均适用于一般框架结构，但单偏压计算不适用于异形柱结构，因此，只能选用双偏压计算。

(2)两个主轴方向除了计算水平地震作用，还要验算抗震验算，此外，7 度与8 度还要验算与主轴成45°方向。

异形柱设计时应注意的问题一．“梁柱节点重叠作为刚域”异形柱结构要选择该选项,选择此项后,程序对梁进行如下的力学模型简化：1．梁的自重按扣除刚域后的梁长计算；2．梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；3．截面设计按扣除后的梁长计算.二．异形柱单双偏压的选择及计算1．不管用户如何选择,程序异形柱的配筋计算都按双偏压计算；2．软件计算方法与《异形柱规程》规定的计算方法并不相同.软件采用《混凝土规范》进行计算,和《异形柱规程》不一致,建研院认为《异形柱规程》此处不合理.三．异形柱最小配筋率的控制软件算配筋率时把分布筋也计算在内,是全部钢筋的配筋率.与《混凝土异形柱结构技术规程》第6.2.5条的规定不一致,需要注意.1．《异形柱规程》中规定的最小配筋率是不包括竖向分布筋的,仅指端部受力钢筋.而程序在配筋计算时所有的钢筋都是受力钢筋,因此其最小配筋率包含固定钢筋和分布钢筋.2．程序目前暂没有执行“柱肢各肢端纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于0.2的要求”.四．薄弱层的定义薄弱层需人工指定,程序不自动定义.《异形柱规程》第3.2.5-2规定：当楼层承载力突变时,其薄弱层地震剪力应乘以1.2的增大系数；楼层受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%；采用SATWE程序设计时需针对此层在“全楼地震作用放大系数”中认为放大1.04倍,其计算结果也仅用于此层.TAT程序则在选择了“考虑附加薄弱层地震力的人工调整”选项后,直接在弹出的放大系数表中填写.五．地震力作用方向《异形柱规程》第4.2.4条规定：一般情况下,应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震力作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担,7度（0.15g）和8度（0.2g）时尚应对主轴45°方向进行补充验算.当采用SATWE软件进行异形柱框架设计时,应输入“斜交抗侧力构件方向附加地震作用数”和相应的角度.需要手工输入,程序不自动执行设置.作用数为1,角度为45°.六．异形柱轴压比的计算异形柱轴压比的限值与截面形式有关；目前程序还不能根据不同的截面形式判断轴压比是否超限,需要设计人员人工判断.。

异形柱结构设计要点异形柱结构设计要点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。

底部剪力法。

（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。

河南建材2020年第7期参考文献:[1]史三元,陈明,郭长印,等.碎石注浆桩复合地基技术及承载力分析[J].河北工程大学学报,2018,25(1):14-16.异形柱框架结构体系的设计要点钱坤李渊哲长春建筑学院（130607）摘要:结构选型是建筑结构设计初期非常重要的工作内容，异形柱框架结构是一种较为常见的建筑结构形式。

文章从异形柱结构自身特点出发，从构造形式上分析了异形柱框架结构的计算方式、构造措施以及设计过程中应注意的相关问题。

关键词:异形柱框架结构；计算分析；构造措施1引言结构体系是建筑的支撑部分,是载体,是工业化的首选,为构件一体化设计创造首要条件。

建筑设计的过程中,对于结构体系的选择至关重要。

结构体系决定了整体设计的施工工艺,以及对于建筑材料和施工方式的选择,影响到诸多后续的设计方案。

异形柱框架结构是我国近几年来大力推广的建筑结构形式,与普通框架结构相比,其结构在室内布置中作为主要承重构件,将框架及剪力墙结构构件的优点融合,为建筑设计与建筑空间的有效利用提供了有利条件,有良好的经济与社会效益。

1.1异形柱结构体系的概况异形柱,顾名思义即是不规则形态的柱子,柱子的截面形状常见的有T 型、L 型、十字型,因其特殊的截面形状,所以梁柱节点处核心区面积会很小,节点处抗震性能较差,这种特殊构造对整体结构抗震性能的影响尚处于进一步研究当中。

通常情况下,对异形柱各肢长度是否一致没有明确的设计要求,但为设计及后续计算方便,需设计为等肢异形柱,若因结构需要而设计为不等肢时,肢高比要小于1.6。

考虑到结构的空间布置,要尽量使肢厚与连墙厚度相等,避免出现凸柱,否则会失去结构空间排列的意义。

1.2异形柱框架结构的优点对于大众而言,更关心的是住房内部的实际使用面积,在有限的空间内如何将家具布置得更合理,这也就对结构形式有了实际要求。

传统的矩形柱框架结构因其结构形式单一,建筑空间无法得到充分利用,已无法满足大众需求。

异形柱框架结构设计概述异形柱框架结构是一种新型的建筑结构设计，它的特点是采用了不规则形状的柱子，从而能够提供更大的自由度和更好的美学效果。

在本文中，我们将对异形柱框架结构的设计概述进行介绍，包括其特点、设计原则、应用范围以及未来的发展趋势等方面。

一、异形柱框架结构的特点异形柱框架结构与传统的柱框架结构相比，最大的特点就是其柱子的形状不规则。

传统的柱子都是直的或者圆形的，而异形柱则可以是各种各样的不规则形状，比如三角形、菱形、梯形等等。

这种不规则形状的柱子可以带来更大的设计自由度，能够创造出更多样化和更富有创意的建筑形态。

异形柱框架结构还可以提供更好的承载能力和抗震能力，从而能够创造更为安全和稳定的建筑结构。

在设计异形柱框架结构时，需要遵循一些设计原则，以确保其稳定性和安全性。

需要根据建筑的功能和设计要求来确定柱子的形状和布置方式，需要保证其能够满足建筑的结构需求。

需要考虑异形柱的连接方式和结构设计，确保其能够具有良好的承载和抗震能力。

还需要考虑建筑的美学效果，尽可能使得异形柱的设计能够融入到整个建筑结构中，创造出更加优美和独特的建筑形态。

异形柱框架结构可以广泛应用于各种建筑中，特别适合于那些对建筑形态要求比较高的项目。

比如高端商业建筑、文化建筑、艺术建筑等，都可以采用异形柱框架结构来创造出更加个性化和独特的建筑形态。

异形柱框架结构还可以应用于那些地震频发地区的建筑设计中，其良好的抗震能力可以为建筑提供更大的安全保障。

随着建筑设计的不断发展和变化，异形柱框架结构在未来将会有更广阔的应用前景。

随着技术的不断进步，可以预见将会出现更多更复杂的异形柱设计和制造技术，从而能够创造更为独特和美观的建筑形态。

随着人们对建筑美学的要求不断提高，异形柱框架结构将会成为建筑设计中的一个重要趋势，为建筑设计提供更多样化和更迷人的选项。

混凝土异形柱结构设计规程
混凝土异形柱结构设计规程是指对混凝土异形柱结构进行设计时应遵循的标准和规定。

具体的设计规程可能会因不同的国家、地区和工程项目而有所不同，下面是一些常见的设计规程原则：
1. 承载力设计：混凝土异形柱的承载力需要满足土木工程设计的基本要求，确保结构在正常使用条件下的安全性。

这包括考虑柱的受力情况、材料的性能和强度等因素。

2. 构造设计：混凝土异形柱的构造设计需要满足结构施工和使用的要求，包括柱的几何形状、连接方式、支撑方式等。

设计时需考虑到构造的可行性和可靠性，确保结构稳定性和承载能力。

3. 材料选择：混凝土异形柱的材料选择需要根据具体的工程要求和设计目标进行，包括选择合适的混凝土类型、钢筋材料、连接件等。

设计时需考虑材料的性能和强度，确保结构的安全和耐久性。

4. 抗震设计：混凝土异形柱结构的抗震设计是保证结构在地震等自然灾害时能够安全使用的重要环节。

设计时需考虑地震力的作用和结构的响应，采取相应的抗震措施，确保结构的抗震性能。

5. 施工和检验要求：混凝土异形柱在施工和检验过程中需要严格按照设计规程的要求进行，包括施工工艺、施工质量控制、检验方法和标准等。

设计时需考虑到施工和检验的可行性，确
保结构质量和安全性。

需要根据具体的工程要求和国家或地区的相关规定，结合专业的结构设计知识和经验，进行混凝土异形柱结构的设计。

设计师应熟悉并遵守相关的技术规范和标准，并与相关专业人员进行合作和协商，确保设计方案的可行性和安全性。

异形柱结构设计要点详解1.异形柱框架结构的使用范围.1)抗震设防裂度为7度及7度以下地区;2)柱网尺寸不宜过大,一般不大于6M,不应超过7.2M,这是因为该种结构一般是用于6度不超过27M,7度不超过24M的8层以下的房屋,多用于住宅建设,由于住宅的层高一般为2.8M,要保证2.4M的净高,在梁高不小于跨度1/15的情况下,故跨度不宜太大;3)应采用轻质墙体材料,异将建筑物地平均自重控制在9KN/M2以下;2.异形柱框架设计应符合以下规定.1)为保证异形柱框架结构的整体抗震性能,应采用现浇梁板结构;2)异形柱框架应设计为双向刚接梁柱抗侧力体系,根据结构平面布置和受力特点,可部分布置异形柱,部分布置矩形柱;3)底层为大空间的异形柱框架结构,底层柱应采用矩形柱,此时底层形成转换层,该层楼板应用厚度不小于180MM现浇板,双层双向配筋,上下层相关柱截面面积比宜接近于1,刚度比宜在1--1.5之间,上下层异形柱与矩形柱相交时重合面积不应小于2/3.4)异形柱框架结构平面布置宜使结构的平面刚度均匀.对称,避免扭转;竖向布置应注意体型力求规则.均匀,避免有过大的外挑和内收,避免楼层刚度沿竖向突变;5)异形柱框架结构在6度区高度小于或等于22M时,其结构抗震等级按四级考虑,在6度区高度大于22M时,其结构抗震等级按三级考虑;在7度区高度小于或等于22M时,其结构抗震等级按三级考虑,在6度区高度大于22M时,其结构抗震等级按二级考虑;如底层抽柱形成转换层时,该层的框架抗震等级应提高一级;6)异形柱截面肢高与肢宽比不应大于4,也不应小于2.5,肢宽不应小于180MM,"一"字型扁肢柱肢宽不应小于300MM;当角柱为异形柱时,6度区肢高不宜小于500MM,7度区不宜小于600MM;7)异形柱梁及节点的混凝土强度等级不应低于C25;柱中的纵向受力筋直径不应大于25MM,也不应小于14MM;8)异形柱的轴压比限值各地规定不尽相同,但总的来说比普通的框架柱要严一些;3.结构分析.1)异形柱框架结构的内力及位移应按弹性方法计算,在竖向荷载作用下,可考虑梁端塑性内力重分布;2)异形柱框架结构可用"TAT"."SATWE"等程序计算;3)异形柱框架结构的基本自震周期应考虑非承重墙的影响,折减系数可取0.6--0.7;5)"Z"形柱应按剪力墙输入计算程序计算.。