异形柱框架结构设计问题分析

李红

摘要：文章深入的分析了异形柱以及短肢剪力墙的区别，异形柱框架结构设计的一般规定、受力特点及轴压比控制，并且讲解了在开展结构设计的时候，要遵循的方法体系等，而且提出了一些个人的看法。

关键词：异形柱；短肢剪力墙；长细比；短柱；轴压比；构造

1 概述

在过去的时候，建筑普遍的使用多层的框架体系，然而最近的一段时间开始朝着异性柱样式的发展。它可以更好地合乎建筑体的使用规定，而且合乎其构造等的特征，所以被大范围的使用。它一般是用到多层的建筑体中，填充墙采用粉煤灰加气混凝土砌块，厚度与异形柱肢厚相同，屋中没有柱楞，它的特征有以下的一些：

（1）有着常见的体系具有的整体性，而且它的抗振性非常好。

（2）还具有砖混体系的独特性，它的使用规模变大了。而且又能够合理的应对砖混体系面对的不利现象。

（3）其具有非常宽的空间，而且非常的方便使用者进行改装等活动。

现在，我国的规定和条例中还没有对其进行详细的论述，设计者在开展工作的时候，唯一可以分析的是区域性的内容，他们在开展活动的时候经常性的会遇到一些在条例中没有提到的内容，此时就要靠他们长久的工作知识，进行合理的分析。

2 其在构造设计中的常见规定内容

2.1 关于构造的布局

当平面布局的时候，通常按照如下的理念进行活动：对于其单独的结构来讲，应该确保平面的状态以及刚度等是匀称的，如果很显然的失衡的构造要分析扭转力对于构造的干扰，要确保其是双向存在。

对于垂直方向的布局：它的垂直体型要确保匀称，防止有太大的外挑以及内收等现象发生。

2.2 关于其何时的尺寸等的论述

2.2.1 异形柱根架在7度抗震设防烈度区，要求房屋高度不大于35m，高宽比不宜超过5；8度区房屋高度不大于25m，高宽比不宜超过4。

2.2.2 柱净高与截面长边之比即长细比不宜小于4且不大于8.结合结构内容，长细比小于4即短柱，一般短柱容易被影响，在设计的时候最好别存在短柱。

2.2.3 根据长细比不直小于4，在梁高为600mm的前提下，当标准层层高为3.0m时，其肢的长度最长可以达到600mm；底层层高为4、2m时，肢长可为900mm。所以，它的柱肢不能太长了，而且要掌握好各个比例问题，且异形柱截面肢厚对多层建筑不应小于150mm；对高层建筑不应小于200mm。

2.3 关于抗震级别

一般来讲，结构要结合其种类以及屋高和抗震度等来明确它的抗震的级别，要确保合乎有关的运算以及规定。结合我省相关条例中，明确：抗震设防烈度为7度，房屋高度<22m时，为三级抗震，高度≥22m时，为二级抗震；抗震设防烈度为8度，房屋高度≤25m时，为二级抗震，这种构造一般适合那种烈度不超过7度的区域。

该构造对于屋高有着非常严苛的规定，通常只是适合用到多层中，不过因为其布局非常灵便，屋中没有梁外漏等，所以其比较受欢迎，不管是何种形式的建筑，开发单位都想要将其设计成这种模式。设计者要认真的分析，不能单纯的随大流，要分析具体的数值。

3 关于其受力性和轴压比相关的内容

3.1 其比对一般的设计来讲，非常的繁琐，对于偏压构件，矩形截面的受压区总是矩形，内力臂较大；但是对其来说，图形非常的繁琐，或许是两边形，又或是多边的。针对那些受压而且是多边的，其压区附近的力过分的聚集到一起，如果上升到一定的高度的话，力就会作用，此时截面等的延性就会受到影响。

3.2 因为它是多肢形式，它的剪力区和截面区是不在一起的，当受到力的影响的时候，所有的肢都会出现一定的反应力。此时柱肢砼最先出现缝隙，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

3.3 当期处在平衡力影响下的时候，其出现的双向的偏心力就会发生反应。所以，要结合空间体系来分析，最好是采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。

不过上述的知识都有一个大的前提，平截面设定，没有分析到翘曲性等内容，针对异形柱来讲，就会发生许多肢独自活动的现象。所以，之前的设定理论就不是非常的严谨，针对其开展的分析探索等未形成综合化的体系，所以使得其设计活动非常繁琐，因此要在进行强化。

3.4 对于其延性的维护方法，要认真的掌控轴压比例。要确保柱有非常大面积，这样就能够避免不良现象，符合抗震性规定。在设计的时候，对于框支柱等在多方面的规定都要比一般的要严格许多。

4 关于其设计构造相关的内容

4.1 框架柱

4.1.1 柱纵筋与箍筋设置形式有“L”、“T”、“十”及双排布置等形式.当截面是一样的时候，竖向的受力钢筋应该使用一样的尺寸，一般在14至25mm之间：纵筋间距大于250mm时，应设置纵向构造筋，其直径可采用12mm，并设拉筋，拉筋间距为箍筋间距的两倍。

4.1.2 柱截面厚度小于200mm时，纵向受力钢筋每排不应多于2根；肢厚在200～250mm时，单排的钢筋要控制在三根之内，如果需要的话还可以设置双排，而且要控制好其间距。

4.1.3 框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋率：抗震等级为2级时，中柱、边柱不应小于0.7%，角柱不应小于0.9%；抗震等级为3级时，中柱、边柱不应小于0.6%，角柱不应小于0.8%.框架柱中全部纵向钢筋的配筋率，抗震设计时，对Ⅱ、Ⅲ级钢筋不宜大于3%。

4.1.4 框架柱应采用复合箍，严禁采用具有内折角的箍筋，箍筋必须做成封闭式，箍筋未端做成不小于135°的弯钩，弯钩端头直段长度不应小于10d。

4.1.5 箍筋加密区长度取柱截面的长边尺寸、层间柱净高的1/6和500mm者中的最大值。

4.2 框架节点

4.2.1 框架梁的截面宽度与异形柱的肢宽相等或梁截面宽度每侧凸出柱边小于50mm时，在梁四角上的纵向受力钢筋应在离柱边大于800mm处，且满足小于1/25坡度的条件下向柱筋内侧弯折伸入框架节点内。

4.2.2 当框架梁的截面宽度的任一侧凸出柱边大于等于50mm时，则该侧梁角上的纵向受力钢筋可在本肢柱筋外侧伸入梁柱节点内。

4.3 关于柱和墙之间的连接性要素

4.3.1 它的填充物料，一般是比较轻的，而且要确保和框架稳当的连到一起。如果使用的是砌体形式的，在它们的连接地方，沿高度每隔500mm或砌体皮数的适当倍数，用钢筋与柱拉接，钢筋由柱的每边伸出，进入墙内的长度：2级抗震时沿填充墙全长设置；3级时不小于填充墙长的1/5及700mm，填充墙的砌筑砂浆强度等级不应低于M2.5。

4.3.2 如果墙的高度超过5m，在它的上方应该和梁有拉结方法。如果减少一米的话，宜在墙高中部设置与柱连接的通长钢筋砼水平墙梁。

5 结束语

由于建筑不断的向着产业化等的层次发展，对于其构造的设计活动来讲，面对的规定将会更加的严苛。该项设计活动在现在来讲，还未形成综合的规定，其表示着有很多的基建活动未开展好，不过在具体项目中其结构却被大范围的使用，因此就规定设计者要站在体系的常见特征的层次上来分析，认真地分析构造内容，确保体系稳定，进而确保相关的理论知识等也可以获取非常显著的进步。

参考文献

[1]GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

[2]GB50011-2001，建筑抗震设计规范[S].