浅析建筑工程中异形柱结构设计.doc

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1、浅析建筑工程中异形柱结构设计摘要：异形柱结构是一种全新的结构形式，随着当前社会技术的发展，其被广泛的应用在当前小高层住宅建筑施工中。木文通过对建筑工程屮异形柱结构在建筑物屮的各种作用进行分析，提出其相应的设计方案和设计注重的重点。关键词：异形柱；框架；小咼层住宅建筑1刖吞近年来随着社会技术的不断发展，各种建筑结构形式逐步的增多，在小高层住宅建筑中，由于其建筑施工规模小，相对于大型建筑来说，其施工的投资量低，对各种施工工艺要求也低。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在当前小高层住宅建筑施工中被广泛的使用，由于其在施工的过

2、程中存在着多种优势受到诸多建筑企业的青睐。相对于传统的短肢剪力墙或框架结构，其在施工的过程屮能够更好的满足当前施工的设计的要求，降低其施工成本的投入，因此具有更好的经济效益和社会效益。这种结构在当前建筑工程施工的过程中存在着诸多的优势与作用，其抗震性能好，剪力墙的完整性高为其主要的优势。2受力特点异形柱是指柱截血按弃了惯用的矩形柱，其在施工的过程屮是通过对墙体上面留取多个小墙肢进行组合的截面柱体，是通过在施工的过程中对剪力墙施工的要求而逐步的演变形成的。而采用多个小墙肢的组合截面柱子，由剪力墙演变而來。柱肢截面中各肢高厚比不大于4,常用

3、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，一般为200〜250mm,不大于300mmo肢长较大，《规程》规定不小于500mm,—般为600〜800。除此之外，不等肢异形柱肢高比一般不超过1・6,各肢截面厚度不能相差过大。2.1整体计算分析异形柱的存在和不同的布置对结构整个抗侧力刚度影响很大，总体来讲相对于同样布置的同截血矩形柱结构，异形柱结构的整体性要好，刚度略由增强；而单结构形式来讲，界形柱结构的刚度介于普通框架和框架剪力墙之间o文献对8度区-6层住宅分别采用矩形柱和异形柱框架进行设计,然后分别采用SATW

4、E和CRSC程序对比分析，结果表明在地震作用下异形柱结构的底部剪力要比矩形柱框架结构大16%~26%左右，各层柱的平均剪力和节点剪力也比矩形柱框架大很多。异形柱结构的受力特点介于普通框架柱和剪力墙之间，结构的抗震性能比较差，在内力分析计算时，既不能完全按普通框架柱，也不能完全照搬短肢剪力墙。2.2止截面受弯承载力和斜截面受剪承载力随肴当前社会技术不断发展的过程中，剪力墙施工要求的不断提高，其在施工的过程屮是通过各种施工措施和施工技术手段进行分析与管理的过程，是当前社会发展中的主耍管理措施和控制方法。柱肢截面的差异,导致柱肢平面内外两个方

5、向的截面特性相差较大，其在轴压能力承载中有着巨大的作用，止截面承载力的计算是一个十分复杂的问题，因此在设计的过程中一般都是采用与弯矩作用相对垂直的情况下进行分析与处理的过程和方式。其位置随截面尺寸、混凝土强度、配筋率及荷载角等诸多因素的变化而变化。在施工和控制的过程中是通过两个方向进行向外延伸的方式处理和施工的过程。进而导致柱肢平血内外两个方向的惯性矩差异明显，进而侧向刚度相差较大，对不等肢的截面表现尤其。因此普通柱正截面抗弯验算的计算公式并不适用于异形柱，《规程》将异形柱截面划分为有限个混凝土单元和钢筋单元，仍然采用平截面假定给出了双

6、向偏压的正截面承载力验算公式。由于多肢的存在，其截面的剪力屮心往往在截面外，受力后主要依靠柱肢交点处的核心混凝土协调变形和传递内力，导致各柱肢内存在相当大的剪应力和翘曲应力，柱肢易首先出现裂缝，核心混凝土处于三向受剪状态，变形能力降低，脆性破坏特征明显。异形柱的斜截面受剪承载力也随荷载作用方向而变化，但对同一方向的地震作用由于翼缘的有利作用，通常比等面积矩形柱高，表明，T形截面柱的受剪承载力至少为同截面面积矩形柱的1・15倍丄形柱则基本相同。2.3节点强度普通框架只要梁柱截面满足规范构造要求，节点核心区面积大，除二级或更高抗震等级的节点

7、外，一般不需要特别进行节点抗剪验算。但异形柱框架的肢厚不大，节点核心区有效水平截面积小。另外，异形柱由于轴压比的要求，通常肢长较大，相对同截面面积的矩形柱来讲，刚度大，地震作用大，相应的节点剪力比相同布置下（柱面积相等）的矩形柱结构大很多。因此异形柱框架节点一般都需要验算节点抗剪强度。同时，异形柱肢厚度偏薄，节点斜床机制引起的核心区斜压力相对较人，钢筋握裹性能差，施工质量的可靠性也难以满足。3构造措施异形柱的受力情况复杂，结构延性相对较差，单纯依靠目前的程序计算配筋尚难满足结构抗震的延性耍求，因此必须加强构造措施，从概念出发，保证结构具

8、有足够的安全度。3.1结构平面布置异形柱框架应设计成双向刚接梁柱抗侧力体系，根据结构平面布置和受力特点，可设计成部分异形柱部分矩形柱的形式，特别注意在受力复杂部分采用矩形柱。平面布置宜使结构平面刚度均匀对称