浅谈异形柱设计

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1、第11卷第7l期2010年2月建筇建皿装旆BuildingMaterialsandDecorationsV01．11．N071February，2010文章编号：1674—3024(2010)02-0043—02浅谈异形柱设计张雄文(广东省冶金建筑设计研究院，广东广州510080)摘要：从异型柱结构的自身受力特点出发，结合工程实践经验，提出异型柱在结构设计中应注重的相关问题。关键词：异彤柱；设计Abstract：startfromtheload-carryingcharacteristicsoftheshapedcolumni

2、tself,putforwardthecorrespondingissuestobehighlightedduringthestructuraldesignoftheshapedcolumnsincombinationwiththeexperiencesofengineeringpractices．KeyWords：shapedcolumns；design1引言普通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，对住宅结构设计提m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，从

3、结构受力角度来说，它博采框架加剪力墙体系之长，平市而布置近于框架结构，柱的截面形式又不拘泥于矩形，将截面向T程轴外铺开成T形、十字形、L刊等，用较少的混凝土材料获得了较大的刚度；同时配合轻质填充墙的使用，结构重量比一般框架更轻。适中的刚度和较轻的自重，对减小地震作用很有利，是一种经济合理的抗震住宅结构体系。2异形柱结构的主要体系所谓异形柱是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2～4之间的柱，柱子截面不是常规的矩形截面，而是在满足刚度和强度的前提下，根据房间布置情况以及柱子具体位置需要，采用L、T、十形等柱截面。L形柱较多采用墙的

4、转角处，T形柱则用于纵横墙交接处。异形柱柱肢宽度与砌体墙厚度相同，异形柱截面的肢厚在200～300ram之间，肢高不应小于500ram，使柱子不露出棱角，具有良好的建筑使用功能，从而达到更好地满足人们使用的目的。异形拄结构形式为异形柱框架结构和异形柱框架一剪力墙结构。(1)异形柱框架结构，即以梁、异形柱组成的框架体系承受怪向及水平荷载。(2)异形柱框架一剪力墙结构，在异形柱框架结构中设置一定数量的剪力墙，从而来提高结构体系的抗侧刚度，所设的剪力墙主要承受水平荷载。冒匕十图l异形柱截面形式3异形柱的特点(1)根据建筑上的需要，异

5、形柱在房间的分隔墙交点处灵活布置，平面刚度疏散、均匀，经常会有梁纵、横不贯通，结构较难简化为平面结构计算。(2)由于异形柱的截面较薄，故受压能力较差，当梁跨度较大或建筑物层高太高时，柱的轴压比较大，可能出现非传统控制内力控制配筋的情况。(3)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。(4)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，

6、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／El或ecu／x(,SCU为混凝土的极限压应建钮建盯装旆变，x为截面受压区高度)较小，使弯曲变形性能有限，延性较差。(5)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而柱变形能力低，脆性破坏明显。(6)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

7、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。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。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，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。4异形柱结构设计应注意的问题(1)楼面体系的选择。结构中各竖向抗侧力结构，通过楼面结构连为整体。多数的计算程序均规定楼板平面无限刚性，将水平

8、力通过楼板结构进行分配和传递，同时由于异形柱的不对称性，易造成平面扭转，因此要求楼板在自身平面内有足够大的刚度，宜采用现浇混凝土楼板。(2)混凝土材料和配合比。设计时正确选择配制混凝土的原材料，对其提出具体要求，如优选水泥品种，重视骨料质量等，是获得耐久性的关键环节，其目的是