邢勇

[摘要]本文介紹了異形柱框架結(jié)構(gòu)的含義和特征，分別從幾個(gè)方面對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行敘述，為工程技術(shù)人員提供參考。

[關(guān)鍵詞]異形柱；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；控制

文章編號(hào)：2095-4085（2015）12-0036-02

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

1 結(jié)構(gòu)體系和布置

1.1結(jié)構(gòu)體系

異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮不同的結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、抗震設(shè)防裂度、場(chǎng)地類別、單位面積重力、柱網(wǎng)尺寸及結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性等影響因素，按《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）表來確定房屋的最大高度。

1.2結(jié)構(gòu)布置

采用異形柱框架結(jié)構(gòu)體系時(shí)，結(jié)構(gòu)的平面和豎向布置都應(yīng)使結(jié)構(gòu)具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)而形成薄弱的部位。一般在建筑的方案設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)與建筑師密切配合，考慮建筑功能的同時(shí)，盡量采取規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使異形柱結(jié)構(gòu)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求。

2 結(jié)構(gòu)計(jì)算及要求

2.1結(jié)構(gòu)計(jì)算

異形柱結(jié)構(gòu)與一般混凝土結(jié)構(gòu)相同，應(yīng)對(duì)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算。異形柱結(jié)構(gòu)在計(jì)算地震作用時(shí)，一般情況在兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)，但7度（0.15g）及8度（0.20g）時(shí)，就要對(duì)與主軸成45°方向進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算。如果不等肢異形柱出現(xiàn)的較多，那么就要適當(dāng)補(bǔ)充其它角度方向的水平地震作用計(jì)算，并進(jìn)行分析比較，然后從里面選擇最不利的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。

2.2異形柱結(jié)構(gòu)電算

異形柱結(jié)構(gòu)在電算時(shí)宜選擇“梁端剛域”選項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算，這是由于異形柱的柱肢較長(zhǎng)，梁柱重疊部分較大?？紤]梁端剛域，使梁的長(zhǎng)度變短，更真實(shí)的計(jì)算梁的內(nèi)力和配筋。

2.3梁柱計(jì)算

梁柱節(jié)點(diǎn)是異形柱結(jié)構(gòu)的薄弱部位，異形柱結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行受剪承載力計(jì)算，并滿足《規(guī)程》規(guī)定的構(gòu)造要求，保證節(jié)點(diǎn)乃至整個(gè)異形柱結(jié)構(gòu)的安全。不應(yīng)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(diǎn)受剪承載力的需要，還是抗震設(shè)計(jì)時(shí)保證節(jié)點(diǎn)組合體延性的需要。

2.4軸壓比的控制

對(duì)于異形柱框架結(jié)構(gòu)，必須要提高其抗震性能，并保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件有足夠的延性，使結(jié)構(gòu)具有較好的變形能力，以吸收較多的地震能量。因此，抗震設(shè)計(jì)時(shí)將框架柱設(shè)計(jì)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(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，尤其是異形柱結(jié)構(gòu)剪力中心與截面形心不重合時(shí)，加上異形柱有時(shí)為短柱，柱的脆性特別明顯。

3 結(jié)構(gòu)的配筋

3.1鋼筋

《規(guī)程》中規(guī)定在同一個(gè)截面內(nèi)，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(dāng)縱向受力鋼筋直徑太大，會(huì)造成粘結(jié)強(qiáng)度不足及節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋設(shè)置困難；當(dāng)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(shè)計(jì)師會(huì)認(rèn)為內(nèi)折角處鋼筋受力較小，可使用較小直徑的受力鋼筋。其實(shí)這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。當(dāng)軸壓比較大受壓破壞時(shí)，在諸多彎矩作用方向角情況下，內(nèi)折角處鋼筋的壓應(yīng)變可達(dá)到甚至超過屈服應(yīng)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?cè)龃罂v筋直徑，或單純?cè)龃蠊拷钪睆?，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(duì)異形柱截面延性的影響要遠(yuǎn)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(jī)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(zhì)量有保證的條件下宜優(yōu)先采用焊接，以方便鋼筋的設(shè)置和施工，有利于混凝土的澆筑并有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分了解異形柱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及破壞機(jī)理，選擇合理的結(jié)構(gòu)布置，正確掌握計(jì)算機(jī)分析方法和截面配筋，注意結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。