异形柱结构受力分析与设计探讨

混凝土异形柱结构的受力性能、基本构造与应用有关问题的探讨詹焕辉随着社会的发展、人均收入和生活水平的不断提高，普通的框架矩形柱住宅结构已经不能满足人们对居住环境的需求。

现代住宅建筑要求大开间，平面及房间布置灵活、方便，室内不能出现柱角、露梁等。

因此，异形柱结构能较好地满足现代住宅及其建筑要求，因而受到了广泛推广。

本文从异型柱的概念、受力性能、基本构造以及与其他相似结构的区别等方面进行了探讨，供结构设计人员参考。

一、异型柱的概念异形柱是指根据建筑平立面设计、布置、使用功能的需要，在满足结构强度、刚度和稳定性等前提条件下，采取不同几何形状截面而成的柱，诸如T、L、十字（不含Z字形）形状截面的柱。

在构造上，异形柱截面一般要求各肢厚度不宜大于300mm，肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm。

二、异型柱的受力性能与基本构造异形柱各肢肢长可以相等，也可以不相等，但提倡采用等肢异形柱。

异形柱由于多肢的存在，其受力中心与截面形心往往不重合。

在受力状态下，各肢会产生翘曲正应力和剪应力。

由于剪应力会使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，增加异形柱的脆性，从而降低异形柱的变形能力。

为了尽可能达到异型柱本身的受力均衡性，提高结构的抗震性和破坏延性，结构设计人员可以在抗震设计时采用等肢异形柱；在整体梁柱结构布置时，尽可能采用对称布置，使结构和各构件受力更均衡。

异形柱结构自身的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构的不同。

由于异形柱截面不对称，在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。

因此，结构设计人员应按照空间体系来考虑异形柱结构，优先采用具有异形柱单元的计算程序来分析内力。

因异形柱和剪力墙受力不同，所以不能按剪力墙的建模来计算异形柱。

作为异形柱延性的保证措施，结构设计人员必须在计算过程中严格控制轴压比，同时避免剪跨比小于2（短柱）或柱净高与柱肢截面高度之比小于４，并且剪跨比在抗震设计时不应小于1.5。

科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界(上接第162页)济信息,2015(5):46-47.[2]方昌剑.营业税改革对企业的利和弊[J].消费导刊,2012(9):55-58.[3]曹麗莎.建筑业“营改增”应厘清的几个观念[J].合作经济与科技,2015(12):59-63.[4]王天予.浅析营业税改增值税对企业税收影响探究[J].现代企业文化,2014(27):38-41.[5]侯波.公路工程造价管理体系及确定方法与控制模式研究[D].西安:长安大学,2010.[责任编辑:田吉捷]混凝土异性柱框架结构在住宅设计中的使用越来越多,以下就针对混凝土的受力特点,根据异形柱受力破坏原理,探讨其在结构计算、结构布置、沟槽方面的问题,探讨提高异形柱框架结构可靠性的有效方法与对策。

1混凝土异形柱框架结构特点混凝土异形柱的截面形状主要有以下几种:L形、T形、十字形等,异形柱是指柱体截面各肢的肢高和肢厚的比例不大于四。

混凝土异形柱框架结构指的是框架柱用异形柱来代替,刚性连接梁,组成的能够承受横向、纵向和水平作用的结构。

其特点主要表现在以下几个方面:1.1异形柱截面特征和受力特性与矩形柱有所不同大量的理论分析和进一步的实验表明:异形柱的双向偏压正截面的承载力跟荷载方向有很大的关系,荷载力方向不同,所产生的差异也很大。

T形、L形和十字形这三种异形柱进行比较,L形柱的差异是最大的。

当把等肢异形柱和不等肢异形柱混合使用时,这种差异的复杂性会加大,所以必须要重视异形柱结构地震作用计算。

为了计算质量,需要对异形柱结构使用三维空间分析方法,目前常用TAT,SATwE等软件来进行抗震结构分析。

1.2异形柱粘结破坏程度严重异形柱的粘结破坏程度在单调荷载,特别是低调反复荷载作用下要比矩形柱进一步加深。

柱的剪跨比如果小于1.5,就会出现极短柱,在地震作用下导致脆性粘结破坏的发生率增大,危险系数进一步加大。

建筑结构设计中的异形柱节点受力特点分析摘要：异形柱结构形式是在原有剪力墙的基础上, 借鉴了框架结构的优点，形成了新的住宅结构形式，受到人们的欢迎，拥有广阔的发展前景。

本文简要介绍异形柱、异形柱节点的分类、受力特点及设计中需要注意的问题。

关键词：异形柱；节点受力特点；影响节点受力的因素普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们的住宅要求。

异形柱结构形式能够节约能源消耗、改善抗震性能、增加使用面积、促进墙体改革、适应功能变化需要的新型建筑结构体系。

它不仅提高了房屋的实用性、改善外观，可以灵活多样分隔空间,避免了普通矩形框架结构存在梁柱楞角的缺陷，便于人们更好的利用空间。

一、异形柱1、有关异形柱异形柱是在原有剪力墙的基础上, 借鉴了框架结构的优点，形成了新的住宅结构形式，即异形柱结构形式，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子，一般有异形柱框架结构、异形柱框架—剪力墙结构。

异形柱是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2～4, 柱截面除了常用的的矩形、圆形以外的截面形式，而采用多个小墙肢的组合截面柱子，由剪力墙演变而来，柱肢截面的肢厚比（即肢长/肢宽）不大于4。

常用的有L形、T形和十形，亦有采用Z 形。

柱肢宽度一般使用与墙体相同的厚度，这样就避免了矩形柱棱角凸出的缺点，因此，异形柱特别适合住宅建筑，深受用户的欢迎，并得到了广泛的推广。

2、异形柱受力特点首先，源于截面的特殊性，墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大，以致于各向刚度不相同，其各向承载能力存在较大差异；对于长柱（H/h>4）可以不考虑剪切变形的影响，控制轴压较小时，受力明确，有良好的变形能力。

对于短柱（H / h< 4 ），有一定比例的剪切变形，构件变形能力下降。

异形柱一般在短柱范围，属于薄壁构件，如果出现延性的弯曲形破坏，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，弯曲变形性能有限，延性较差；异形柱是多肢的，它的剪切中心一般在平面范围之外，受力时依靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力，使得各柱肢内有较大的翘曲应力和剪应力，柱肢受剪应力的存在容易先出现裂缝，各肢的核心砼处于三向剪力状态，它使得异形柱变形能力、脆性破坏均比一般截面出现减少；异形柱纯翼缘柱肢受压，其延性较差。

建筑工程中异形柱框架结构设计探讨摘要：目前，在我国许多城市都推广和应用异形柱框架结构，因其有诸多的优点，室内不出现棱角、便于家具布置、扩大房间的有效使用面积等。

文章简述了异形柱框架结构体系的特点及设计要点，并结合具体实例，探讨了异型柱框架结构在实际工程中的设计应用，以供参考。

关键词：建筑；异形柱框架结构；设计1 异型柱框架结构体系的特点特点：①柱肢厚通常采用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；②柱的平面布置很灵活，异型柱结构的围护墙通常是非承重的轻质隔墙，受建筑的限制较少，这使得房间布置更加灵活，可很好地满足业主对大开间建筑的需求；③异型柱框架与矩形框架相比，抗震性能有明显的提高，质量减轻是其抗震性提高的主要原因，此外，抗侧刚度对抗震性能的提高也有一定的影响；④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。

2 异型柱框架结构的设计要点2.1 结构布置与—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要点：（1）为了避免扭转带来的不利影响，结构平面宜尽量对称，使平面和刚度均匀，两个主轴方向应协调布置；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，避免纵横框架梁相互支撑，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）为了避免过大的外挑和内收，防止楼层刚度沿竖向的突变，竖向布置应力求体型规则、均匀，尽量避免错层。

（4）受力复杂部位的异形柱，宜采用一般框架柱。

2.2 适用的房屋最大高度和最大高宽异形柱框架结构在6 度（0.05 g）抗震设防烈度区，房屋最大高度24 m，高宽比不宜大于4；异形柱框架在7 度（0.10 g）抗震设防烈度区，要求房屋高度小于35 m，层数小于12 层，建筑物的高宽比不宜大于5；在8 度（0.20 g）抗震设防烈度区，房屋高度小于25 m，建筑物的高宽比不宜大于4。

浅析建筑结构设计中的异形柱节点受力特性随着人们生活水平的不断提高，人们的观念及品位意识也在逐步加强，从而导致在日常生活中对建筑结构设计的要求也越老越高，文章主要通过对异形柱节点分类，受力性能及影响异形柱节点抗剪能力的因素做出分析研究，并针对以上情况对异形柱节点设计提出了一些建议。

标签：建筑结构设计；节点抗剪；特点分析；设计建议近些年，由于甲方对住宅设计方面要求过高导致异形柱被广泛运用，因此设计者也越来越重视对框架异形柱结构体系的研究及应用。

此外，异形柱结构特殊，具有肢厚小、钢筋较密受力情况复杂、形柱框架结构节点核心区受力特点难等因素，导致后期在运用时产生一定的难度。

因此，文章针对上述情况做出了一系列分析及研究。

1 影响异形柱节点抗剪能力的因素1.轴压比轴压力之所以可以提高节点核心区抗初裂的能力是因为柱的受压区面积增大，客观上加大了斜压杆的宽度，使参与斜压杆机构的混凝土面积增大，同时梁筋传递给节点核心混凝土的边缘剪力中有更多的部分汇入斜压杆机构，造成节点核心混凝土开裂的边缘剪力减小。

另外，轴压力提高，增大了主斜裂缝与水平方向的角度。

轴压力对通裂与极限荷载影响不明显的原因是：在轴压力下进行循环反复加载，致使节点核心区的混凝土累积损伤效应较无轴力作用时大，尽管轴压力可以提高混凝土的抗剪强度，但加剧的累积损伤效应最终致使轴压力的有利作用有所降低，对节点的通裂和极限荷载提高不明显。

2.节点核心配箍率配箍率对初裂剪力影响不大，因为初裂时节点剪力Vj主要取决于混凝土的抗拉强度，一旦裂缝形成，箍筋受力将大幅度增长，甚至屈服，桁架机构产生作用，箍筋开始参与抵抗节点剪力；而且由于箍筋的约束使混凝土的抗剪能力也有所提高。

加载过程中箍筋沿节点核心高度方向应变分布不均匀，每层箍筋应力不等，并非全部同时屈服，根据箍筋应力的数据分析，在通裂状态下沿节点核心高度方向80%范围内箍筋屈服。

在节点核心中部（对异型中节点则是在小核心中部较偏下部位）应力最大。

异形柱结构力学特性和设计要点剖析发布时间：2021-01-22T07:52:52.172Z 来源：《防护工程》2020年29期作者：韩珲[导读] 宜按墙的要求进行设计。

但对于肢高肢厚比在4~5范围内的结构，无法找到相应的规范作为参考。

泛华建设集团有限公司南京设计分公司江苏南京 210000摘要：异形柱结构在实际应用时，优点与缺点并存，设计时具有一定的难度。

异形柱结构由于自身的特殊性能，与其他结构有很大的区别，各种规范也对其做了大量的约束。

在首次进行异形柱结构设计时，有一些问题容易被忽略。

因此笔者结合自己的异形柱结构设计经验，对异形柱结构设计时应重点关注的问题作出了总结，并针对各个问题阐述了处理的建议，以供参考。

关键词：异形柱结构；力学特性；节点核心区；抗震设防Analysis of mechanical characteristics and design key points of special-shaped column structureHan HuiFanhua Construction Group Co.，Ltd. Nanjing Design Branch，Nanjing，Jiangsu 210000Abstract：In practical applications，special-shaped column structures have advantages and disadvantages coexisting，and it is difficult to design. The special-shaped column structure is very different from other structures due to its own special performance，and various specifications also place a lot of constraints on it. When the special-shaped column structure was designed for the first time，some problems were easily overlooked. Therefore，the author combines my own special-shaped column structure design experience，summarizes the problems that should be paid attention to when designing the special-shaped column structure，and elaborates the handling suggestions for each problem for reference.Keywords：heterogeneous column structure；mechanical properties；node core area；seismic fortification1.引言尽管异形柱结构是从剪力墙结构演化形成，但其力学特性与剪力墙还是存在较大的区别，主要还是因为截面形式不同而引起的。

关于异形柱结构设计的探讨摘要：经作者多年的实践工作，本文对有关异形柱结构的设计提出了几点看法，供同行参考。

关键词：异形柱设计近年来，异形柱框架或异形柱框架一剪力墙结构作为一种全新的结构形式广泛用于小高层住宅建筑中，相对于传统的短肢剪力墙或框架结构，能更好的满足建筑需求且造价略有降低，因此具有更好的经济效益和社会效益。

该结构形式一般指同层内异形柱数量超过柱总数量10％的框架或框架剪力墙结构，适用抗震设防烈度为6度或7度的地区。

1 异形柱结构的受力特点异形柱与矩形柱具有不同的截面特性及受力特性，其受力特性比矩形柱要复杂得多，可归纳为：1）对于偏压构件，矩形截面的受压区总是矩形，内力臂较大；而对异形柱，受压区图形通常比较复杂，可能为二边形，也可能为多边形。

对于受压区呈多边形分布的截面，受压区边缘混凝土应力过于集中，一旦达到受压强度极限，破坏区域往里渗透得过快，不利于外边缘的混凝土纤维经历下降段，从而影响整个截面和构件的延性。

2）异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下各肢将产生翘曲正应力和剪应力，剪应力使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

3）在相同条件下，异形柱框架梁柱节点核心区的受剪承载力低于截面面积相同的矩形柱框架梁柱节点的受剪承载力，是异形柱框架的薄弱环节，正因为如此，异形柱结构设计时，异形柱节点核心区受剪承载力经常不满足设计要求。

4）异形柱受压承载力计算是一个复杂的问题，原因是由于其配筋形式及截面形状与矩形柱有明显的差异，因此其在受力性能上与矩形截面柱必定存在或多或少的差别，在双偏压作用下，截面中和轴一般不垂直于弯矩作用平面，也不与截面边缘平行，因此《规程》规定异形柱应进行双偏压正截面承载力计算。

5）异形柱在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视，因此，对异形柱结构应按空间体系考虑，宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析，PKPM，GSCAD，CRSC等国产结构软件均可进行异形柱框架结构计算。

异形柱结构设计问题综述1概述住宅开发商及用户对建筑住宅中柱甚至主梁不突出墙面的呼吁，日益高涨，从而极大地推动了柱截面形式的变革，促使异形柱结构的诞生，并在全国广大地区蓬勃发展。

异形柱指的是除矩形、圆形以外的截面形式，如T形、十字形、形等截面形式它的优点是，柱肢基本与填充墙等厚，使室内不出现柱楞，便于室内灵活布置，又可增加使用面积。

异形柱结构分为异形柱框架结构和异形柱框架一剪力墙结构，各种结构各有不同的适用高度，且均比普通柱结构要求更严。

2异形柱的受力性能2．1承载能力异形柱不同于矩形柱，它由多肢组成，柱肢截面高度与柱肢宽度的比值一般在2～4，墙肢平面内外2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。

2．2变形特征一般住宅的层高在2_8～3．0m，异形柱肢厚在200mm左：占，异形柱为了获得足够的承载力，肢长一般不会太小，这就容易造成柱剪跨比过小，形成短柱(柱净高H／柱肢长h小于4)，以剪切变形为主，构件变形能力下降。

即使存在轴压比较小的柱H／h&gt;4，由于异形柱属薄壁构件，也会因截面曲率M／EI或ecufX(ecu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。

破坏机理3．2．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混凝土协调变形，这种变形协调，使各柱肢内存在比较大的翘曲应力和剪应力。

而该剪应力的存在，使柱肢极易先出现裂缝，即产生腹剪裂缝，使得各肢的核心混凝土处于三向剪力状态，导致异形柱脆性增加，使得异形柱较普通截面柱变形能力低。

同时，异形柱存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差，不对称截面导致不对称延性。

当荷载作用在腹板平面内，翼缘在受拉侧，异形柱小偏压脆性破坏；翼缘在受压侧时，异形柱大偏压延性破坏。

由国内外大量的试验资料和理论分析表明，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等。

异形柱结构设计研究论文随着世界建筑行业的不断发展和技术的不断进步，越来越多的建筑师和工程师开始探索新的材料和结构设计方案，以满足不断单调的建筑需求。

其中，异形柱是一种重要的结构形式，比传统柱更具有设计感和审美价值。

本篇论文将从异形柱的概念、分类、设计、优缺点以及相关实例等方面进行探讨和研究。

一、异形柱的概念异形柱是一种不规则的柱子，通常不呈现圆形或矩形截面，而是采用各种不同的形状，如三角形、梯形、菱形等。

这种柱子可以用于各种建筑类型，无论是商业建筑、住宅建筑、文化建筑，还是宗教建筑、交通建筑等。

二、异形柱的分类异形柱可以按照多种不同的方式分类，以下是其中一些常见的：1. 根据柱体的形状：三角形、梯形、六边形、菱形等。

2. 根据材料选用：金属异形柱、混凝土异形柱、木制异形柱、复合异形柱等。

3. 根据产生方式：制造异形柱、简单曲面异形柱、双曲面异形柱。

三、异形柱的设计异形柱的设计需要考虑以下几个因素：1. 功能性：根据建筑的需求，进行异形柱的设计，并确保其能够承担相应的负载。

2. 美学：异形柱的形状和大小应该与周围环境和建筑相一致，并具有良好的审美价值。

3. 结构性：在设计过程中，需要合理考虑材料的使用，确保异形柱的结构强度和稳定性，以确保建筑的持久性和耐用性。

四、异形柱的优缺点1. 优点a. 异形柱可以使建筑更具有创造性，因为它们非常突出，并且在建筑设计中更为独特。

b. 在工程中，异形柱可以引入美学设计，使得建筑更具有建筑魅力和市场吸引力。

c. 异形柱的设计通常采用先进的数值计算和现代设计技术，使其具有高度的灵活性和创造性。

2. 缺点a. 异形柱的生产和安装成本通常比传统柱更高，对工程造价带来了一定的压力。

b. 异形柱需要更多的专业技术和工程知识，需要在设计和制造过程中完善技术流程。

五、实例探讨1. Bird's Nest鸟巢以其独特的外观而闻名，因此，其立柱的设计必须与整体建筑相呼应。

鸟巢立柱的设计使用了异形结构，使其与建筑外观相一致，并具有更高的审美感。