異形柱框架結構的設計要點控制

邢勇

[摘要]本文介紹了異形柱框架結構的含義和特征，分別從幾個方面對其設計要點進行敘述，為工程技術人員提供參考。

[關鍵詞]異形柱；設計要點；控制

文章編號：2095-4085（2015）12-0036-02

異形柱結構在我國各地迅速的發(fā)展，是由于其在滿足建筑功能和改善室內空間效果上比普通矩形柱框架更有優(yōu)勢，更受住戶和開發(fā)商的歡迎。

1 結構體系和布置

1.1結構體系

異形柱結構設計應綜合考慮不同的結構體系、結構設計方案、抗震設防裂度、場地類別、單位面積重力、柱網尺寸及結構布置的規(guī)則性等影響因素，按《混凝土異形柱結構技術規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）表來確定房屋的最大高度。

1.2結構布置

采用異形柱框架結構體系時，結構的平面和豎向布置都應使結構具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉而形成薄弱的部位。一般在建筑的方案設計時，結構工程師應與建筑師密切配合，考慮建筑功能的同時，盡量采取規(guī)則的結構設計方案，使異形柱結構符合抗震概念設計的要求。

2 結構計算及要求

2.1結構計算

異形柱結構與一般混凝土結構相同，應對承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行計算和驗算。異形柱結構在計算地震作用時，一般情況在兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔，但7度（0.15g）及8度（0.20g）時，就要對與主軸成45°方向進行補充驗算。如果不等肢異形柱出現的較多，那么就要適當補充其它角度方向的水平地震作用計算，并進行分析比較，然后從里面選擇最不利的數據作為設計的依據。

2.2異形柱結構電算

異形柱結構在電算時宜選擇“梁端剛域”選項進行計算，這是由于異形柱的柱肢較長，梁柱重疊部分較大?？紤]梁端剛域，使梁的長度變短，更真實的計算梁的內力和配筋。

2.3梁柱計算

梁柱節(jié)點是異形柱結構的薄弱部位，異形柱結構必須進行受剪承載力計算，并滿足《規(guī)程》規(guī)定的構造要求，保證節(jié)點乃至整個異形柱結構的安全。不應采用“一”字形扁柱，要保證異形柱有足夠的翼緣，包括寬度和厚度，這不僅是節(jié)點受剪承載力的需要，還是抗震設計時保證節(jié)點組合體延性的需要。

2.4軸壓比的控制

對于異形柱框架結構，必須要提高其抗震性能，并保證結構構件有足夠的延性，使結構具有較好的變形能力，以吸收較多的地震能量。因此，抗震設計時將框架柱設計成延性尤為重要，而異形柱的軸壓比則是影響混凝土柱延性的一個關鍵指標，尤其是異形柱結構剪力中心與截面形心不重合時，加上異形柱有時為短柱，柱的脆性特別明顯。

3 結構的配筋

3.1鋼筋

《規(guī)程》中規(guī)定在同一個截面內，縱向受力鋼筋宜采用相同直徑，其直徑不能小于14mm，且不可大于25mm。這是基于異形柱肢厚尺寸較小，當縱向受力鋼筋直徑太大，會造成粘結強度不足及節(jié)點核心區(qū)鋼筋設置困難；當縱向受力鋼筋直徑太小，箍筋間距將過小，不便于施工。異形柱縱向受力鋼筋宜采用相同直徑。一些設計師會認為內折角處鋼筋受力較小，可使用較小直徑的受力鋼筋。其實這種認識是錯誤的。當軸壓比較大受壓破壞時，在諸多彎矩作用方向角情況下，內折角處鋼筋的壓應變可達到甚至超過屈服應變，受力也很大。

3.2箍筋

箍筋直徑和箍筋間距與縱筋直徑之比是影響異形柱延性的重要因素。在其它條件不變的情況下，單純增大縱筋直徑，或單純增大箍筋直徑，或減小箍筋間距都能提高異形柱的截面曲率延性，但箍筋間距對異形柱截面延性的影響要遠大于箍筋直徑，加密箍筋可以顯著提高截面延性。

3.3鏈接

異形柱、梁的縱向鋼筋可采用焊接、機械連接或綁扎連接。由于異形柱截面尺寸窄小，在焊接連接的質量有保證的條件下宜優(yōu)先采用焊接，以方便鋼筋的設置和施工，有利于混凝土的澆筑并有較好的經濟效益。

4 結語

在結構設計中充分了解異形柱結構的受力特點及破壞機理，選擇合理的結構布置，正確掌握計算機分析方法和截面配筋，注意結構構造，使結構設計更加安全可靠、經濟合理。