异形柱结构设计探讨

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1、近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式异形柱结构设计探讨　　摘要：对异形柱结构设计中的一般问题进行探讨，提出建议，供结构设计人员参考。关键词：异形柱；结构设计　　异形柱结构是我国自主创新的一种结构体系，发展这种结构体系的基本思想就是：以墙体改革促进建筑功能的改进及建筑结构体系的变革。具体来说就是根据建筑设计对建筑功能及建筑布置的要求，在结构不同部位采取不同形状截面的异形柱，异形柱的柱肢厚度及梁宽度与框架填充墙协调一致，避免矩形截面框架柱在屋角凸出而影响建筑观瞻及使用功能。同时进行墙体改

2、革，采用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料作框架填充墙及内隔墙，代替传统的烧结粘土砖。自从粘土砖被禁用一来，混凝土异形柱结构成为备受关注的住宅建筑结构体系之一。　　异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢厚度的比值在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。　　这种结构的特点是：　　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；目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质

3、地往前推进。近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　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

4、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。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，配箍率等。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。　　在进行异形柱结构设计时，除满足《混凝土结构设计规范》和《建筑抗震设计规范》中对结构布置要求外，还应注意几个方面的问题：　　异形框架的计算目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上

5、报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　由于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时，应选用带有异形柱计算功能的计算软件。目前，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T

6、AT、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，准确性较高，经过大量工程校算，能有效地满足结构安全性要求。　　轴压比控制　　对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。　　在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而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普通矩形压剪构件出现裂缝，

7、产生腹剪破坏，加上异形柱多属短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。目前，土建、装潢和改造工程接近尾声，设备政府采购基本到位，人员招录工作方案已上报，整个工作紧张、有序、高质地往前推进。近年来，社区问题越来越受到各界人士的关注，社区建设的试验和探索在全国开展起来，初步形成了上海模式、沈阳模式、江汉模式和青岛模式　　《混凝土异形柱结构技术规程》中，其轴压比按砼设计规范中的要求减少以上，但其适用高度较低，框架结构不超过24米，框架剪力墙结构不超过45米。当高层建筑的高度进一步加大