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1、高层住宅异形柱结构与短肢剪力墙设计分析【摘要】随着我国经济的飞速发展，我国建筑业也得到了不断的发展，高层住宅已经成为城市建筑重要的一部分。然而人们对于住宅平面和空间的要求在不断地提高，也成为建筑设计师在建筑设计中所要考虑的问题，高层住宅异形柱结构和短肢剪力墙的结构设计，正是解决了这一问题的方法。然而就目前而言，结构设计者对结构的设计造上还存在着一定的困难。本文就结合实际经验，通过对结构设计与计算方面的问题进行研究和探讨，并针对高层住宅异形柱结构和短肢剪力墙设计提出参考意见，为相关设计人员进行合理设计提供参考。 /1/view-7018590.htm【关键词】高层住宅；异形柱结构；短肢剪力墙；设
2、计分析引言随着社会的发展，在高层住宅中普通框架结构的露梁露柱以及剪力墙结构设计已经越来越不能够满足人们的需求了，人们对高层住宅平面和空间设计的要求变得越来越高。然而高层住宅异形柱结构和短肢剪力墙结构形式的产生，便能很好的符合人们对高层住宅平面和空间灵活性的需求，适应人们对高层住宅的新的观念。一、高层住宅异形柱结构分析（一）高层住宅异形柱结构的概念分析在一般的高层建筑住宅中应用的异形柱结构指的是异形柱结构柱肢的截面高度与宽度的比值小于4，一般柱肢截面高宽的比值在2至4左右。异形柱截面的几何形状有很多类型，一般情况下，在高层住宅建筑施工中通常使用的有三种类型，包括“L”字型、“T”字型、“十”字型
3、，作为钢筋混凝土柱，异形柱受力不同于正方形和矩形柱，有很大的差异。（二）异形柱结构的结构特点一般情况下，异形柱结构的结构特点总结起来主要包括三个方面：第一，异形柱结构的截面比较特殊，异形柱结构所能够承受来自各个方向的承载能力有着很大的差异性，这种特点是由于在异形柱结构设计应用中，其内外墙肢平面的刚度具有很大的差异性导致的。第二，在异形柱结构中，其变形效果往往需要特别关注。当H/h4，即为长柱，长柱轴压比较小的时候，可以控制好其变形效果，一般情况长柱的剪切的变形往往是可以忽略的。当H/h4时，即为短柱，在设计结构的同时一定要合理设计并充分考虑到剪切变形对结构的影响。异形柱结构柱体在受到外力影响，
4、其延性遭到破坏的情况下，M/EI（截面曲率）比较小或者是混凝土的极限压应变比界面受压区高度也比较小，因此，异形柱结构柱体可以控制好弯曲变形。第三，异形柱平面范围有剪切中心，多肢异形柱剪切中心对内力及变形相协调。二、异形柱结构设计中需要注意的相关要求与建议高层异形柱结构设计具有很多特点，除截面高度与宽度比不一样外，其抗震性能以及受力性能等方面也都与矩形柱结构有所不同，异形柱结构在空间结构体系设计中还应当考虑异形柱结构设计截面的不对称性问题。根据高层建筑结构设计与施工规范对异形柱结构设计进行了相关的规定，应当特别注意以下几个方面的相关问题：（一）合理的异形柱结构设计需要做好异形框架的设计一般情况下
5、，异形柱结构设计一定要注意异形框架的设计要求。异形柱结构柱的截面具有特殊性，在其受到的水平力时，翘曲应力比较小，与此同时，我们可以按照平截面的方法进行分析和计算，并按照混凝土的标准规程进行合理计算。在“框”与“剪”和“框”与“筒”的设计结构中，烈度区在六度或者六度以下、类框架柱，我们需要通过对偏压柱的计算的方式方法分析就可以很容易的得到了相对比较准确的结果，在这个条件下，我们就可以把异形柱代替为矩形柱来进行设计分析了。对异形柱框架必须进行有限元方法计算，因为非主轴方向存在着一定的在水平力的作用，而且如果我们用平截面的方式方法进行相关设计分析的时候，出现的错误可能会导致分析失败，对整个相关工程的
6、设计都会造成很大的误差，因此，一定要通过对异形柱框架进行有限元方法计算和分析。考虑到翘曲应力、水平力等等方面的应力，利用有限元方法计算是较为科学正确的计算方法。一般情况下，分析异形柱框架以及异形柱结构框架的构造方面所使用有限元方法所得出的结论，可以指导结构设计人员对异形柱结构计算进行合理的调整，主要的调整方面包括其内力的调整，还有配筋位置的调整，以及配筋的大小的调整，通过这些方面的调整，并加上所应用的较为专业专用计算软件，可以计算出较为精细准确的内力以及配筋位置和大小相关的数据。我们通常使用的专业计算软件有TAT、SATWE程序，通过这些程序计算比较，我们不仅可以得到较为精准的数据结果，而且还
7、能够保证高层异形柱结构设计的质量标准，提高设计的安全性，保证整个工程质量。（二）合理的异形柱结构设计需要做好轴压比控制对轴压比的控制，可以提高框架的性能，往往对异形柱框架的稳定性有所提升。“框”与“剪”的结构设计中，混凝土的延性对结构抗震性能影响很大，与此同时，混凝土延性的好与坏往往还是由于轴压比是否合理所决定和影响的。根据多年的工作经验，高层异形柱结构设计中，轴压比相对较大，那么，柱的侧移延性就相对比较小了。三、高层住宅短肢剪力墙的相关设计分析与建议一般情况下，短肢剪力墙指墙肢长与厚的比值在5至8的结构，“T”字型、“L”字型、“Z”字型等都是工程中常见的几种类型。根据相关的设计要求，剪力墙
8、结构在设计结构中需要我们特别注意以下几个方面的设计要求：第一，短肢剪力墙抗侧刚度小，在设计的时候，应当通过合理的安排一定的长墙或者是刚度比较大的内筒，来避免形变，有利于结构的抗震。第二，短肢剪力墙的边缘墙肢抗震性能相对较弱，因此，为了提高其抗震性能，应尽量减小墙肢轴压比和增大其配筋率。第三，需要对外围墙肢的厚度以及其配筋进行加强加大，以及短肢墙的两个方向还应有连接，以避免外围周边墙肢的开裂。第四，应当做好各个墙肢的分布问题，均匀的分布需要缩短刚度中心与行心的距离，还可以调整墙肢中心。第五，高层建筑结构短肢剪力墙结构中，在设计中还应当控制好砼压区高度，并按照一定的延性要求进行合理计算。结语总而言
9、之，高层住宅异形柱结构与短肢剪力墙的设计中，需要注意异形柱结构的受力等，并通过对结构的概念分析及科学的计算分析，可以提高高层异形柱结构与短肢剪力墙设计在建筑施工中的应用和使用，并可以通过计算与技术的保证，提高高层异形柱结构与短肢剪力墙在设计中的安全性，还能节约资源，提高经济性水平。参考文献1李文盛. 适于小高层住宅的异形柱框架-短肢剪力墙的设计与应用J. 长江大学学报（自科版），2006，10：124-126+143.2李文盛. 适于小高层住宅的异形柱框架-短肢剪力墙的设计与应用J. 长江大学学报（自科版）理工卷，2006，04：124-126+9.3蔡惠娇. 高层住宅异形柱结构与短肢剪力墙的设计探讨J. 广州建筑，2004，05：26-29.4肖常安，罗林. 异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题J. 工业建筑，2002，04：61-63.5肖常安，谌维义. 异形柱与短肢剪力墙结构设计中的几个问题J. 贵州工业大学学报（自然科学版），2001，06：74-76+83.6卢艳秋，卢铁钢. 高层建筑短肢剪力墙与异形柱结构受力分析与设计J. 价值工程，2014，30：138-139.7混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-20068高层建筑混凝土结构技术规程JGJ13-20109建筑抗震设计规范GB 5011-2010
