《浅谈异形柱设计在建筑工程中的运用_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈异形柱设计在建筑工程中的运用_1（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浅谈异形柱设计在建筑工程中的运用浅谈异形柱设计在建筑工程中的运用 摘要：随着社会的发展和科技的进步，居民对于住房 的舒适、美观要求越来越高，因此，应现代住宅建筑设计 布局要求，将异形柱能代替矩形柱，便是这种讲究中所产 生的结构形式。本文认真分析了异形柱设计、计算方法和 在建筑工程中的运用并提出了自己几点看法。 关键词:异形柱；异形柱设计；运用 引言 近几年来，随着国家经济发展和人民生活水平的提高， 人们对建筑工程的要求越来越高。既要求室内平面布置灵 活适应性强又可兼顾采光外立面美观。以往北方地区多层 住宅建筑结构大多采用砖混这一传统结构，受分隔规则、 开间较小、可变性差等先天因素制约，砖混房屋
2、无法满足 人们对建筑使用功能的不同要求。 混凝土异形柱结构是以 t 形、l 形、十字形的异形截面 柱代替一般框架柱作为竖向支承构件的结构,以避免框架柱 在室内凸出，少占建筑空间，改善建筑观瞻，为建筑设计 及使用功能带来灵活性和方便性；同时结合墙体改革，采 用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料作为框架填充墙及 内隔墙，代替传统的烧结普通砖墙，以贯彻国家关于节约 能源、节约土地、利用废料、保护环境的政策。 一、异形柱的结构特点 (一)异形柱的结构。异形柱是除矩形柱和圆形柱以外 的各种截面柱子的统称，建筑工程上使用的异形柱一般有 l 形柱、十字柱、t 形柱、y 形柱等几种。异形柱的布置原 则是使楼盖分
3、格区间的大小均匀，尽可能的减小各方向梁 板的跨度。 (二)异形柱构造要求。异形柱构造应满足现行国家施 工规程、结构设计的基本要求。异形柱在结构上，应严格 遵守国家规定的设计原则。力求结构平面整齐、刚度均匀， 构件传力明确，柱的轴压比应满足一定的要求。只有选型 合理，设计构造符合规范要求，才能使异形柱在建筑工程 中得到较好应用。 (三) 异形柱框轻结构平面布置原则：在异形柱结构的 一个独立结构单元内宜使结构平面形状和刚度均匀对称， 明显不对称的结构应考虑扭转对结构受力的不利影响，异 形柱框架应双向设置，并宜纵向交联；竖向布置原则：异 形柱结构的竖向体型应力求规则、均匀,避免有过大的外挑、 内收以
4、及楼层刚度沿竖向的突变。 二、异形柱的计算方法 对于多高层框架来说，对结构内力分析影响最大的是 柱子的形心主轴惯性矩，而截面面积和抗扭矩影响很小， 因此只要保证将异形柱形心主轴惯性矩正确输入电算程序 中局部坐标系下的单元刚度矩阵，就能较准确地计算出异 形柱框架的内力和变形。为了使现有的高层结构分析软件 在计算异形柱框架时能够反映这一要求，应该按照等效刚 度的原则。 直接计算法。根据国内外的部分试验结果,进行统计分 析，拟合成经验公式。即按 t 型截面分别计算出纵向力作 用于 x 轴及 y 轴，考虑相应的初始偏心距增大系数后，按 仅考虑两对边纵向受力钢筋计算的偏心受压构件所能承载 的纵向力 nx
5、 和 ny，然后以初始偏心距与截面边长的比值为 参数进行修正。 先配筋再复核法。对于有经验的设计人员，在参考一 些相关算例的前提下，可以先对异形柱配筋再复核截面就 显得更为简便。截面复核时可分 x 轴和 y 轴均按 t 型截面 分别复核。 二、异形柱在建筑工程中的运用 异形柱的特点。 由于异形柱截面不等，使得墙肢平面 内外两个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致， 其各向承载能力不同；对于长柱(h/h4)可以不考虑剪切变 形的影响，控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。 而对短柱(h/h4)，剪切变形占有相当比例，构件变形能力 下降；异形柱较普通截面柱变形能力低，脆性破坏明显； 特别是
6、异形柱不同于矩形柱，它存在着单纯翼缘柱肢受压 的情况，其延性更差。由国内外大量的试验资料和理论分 析证明，异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压 剪破坏等。 异形柱的运用条件。钢筋混凝土异形柱，是指截面形 式除矩形、圆形以外的柱，如“t”形边柱、 “十”字形中 柱、 “l”形角柱等。钢筋混凝土异形柱框架结构是指仅由 异形柱作为竖向构件组成的结构体系。它的使用条件本着 安全、技术先进、经济合理的设计原则，异形柱框架结构 形式适用于地震烈度 7 度及以下地区的民用房屋，尤其适 用于带错层越层的多层复杂住宅和小高层。 由于在实际工作中，所布置的往往不全是异形柱，其 中经常会混合采用墙肢相对较长
7、的剪力墙。在这类结构的 计算模型输入时，有的设计人员往往把异形柱按短肢剪力 墙输入，有的甚至将异形柱框架结构全部按短肢剪力墙输 入，这样势必造成一些计算误差，而且发现有些构件的计 算误差会影响结构、构件的安全。不同的计算模型无论对 异形柱结构体系的自振周期、结构侧移，还是基底弯矩和 剪力、梁柱内力等都会产生很大的影响。 三、异形柱的运用总结 随着异形柱在工程中的应用推广，有些人认为：既然 有异形柱体系便应该是全部柱子均采用异形柱。其实，异 形柱只是为了适应建筑上较高的使用要求而采用的，它多 布置在建筑物的周边，而中部仍然采用矩形柱较为安全合 理。因此，异形柱框架结构并不仅仅是单指全部柱截面均
8、为矩形截面。 对框架结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架 的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响混凝土 柱延性的一个关键指标。由试验结构分析，柱的侧移延性 比随着轴压比的增大而急剧下降。在高轴压比情况下，增 加箍筋用量对提高柱的延性作用已经很小，因而轴压比大 小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪 力中心与截面形心不重合，剪应力使混凝土柱肢先于普通 矩形压剪构件出现裂缝，产生腹剪破坏，加上异形柱多属 短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低 于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。 由于在实际工作中，所布置的往往不全是异形柱，其 中经常会混合采用墙肢相对较长的
9、剪力墙。在这类结构的 计算模型输入时，有的设计人员往往把异形柱按短肢剪力 墙输入，有的甚至将异形柱框架结构全部按短肢剪力墙输 入，这样定会造成计算误差，而且这些构件的计算误差会 影响倒结构、构件的安全系数。不同的计算模型无论对异 形柱结构体系的自振周期、结构侧移，还是基底弯矩和剪 力、梁柱内力都会产生很大的影响。 异形柱避免了框架柱在室内凸出，少占建筑空间，改 善建筑观瞻，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性； 同时结合墙体改革，采用保温、隔热、轻质、高效的墙体 材料作为框架填充墙及内隔墙，代替传统的烧结普通砖墙， 贯彻了国家关于节约能源、节约土地、利用废料、环境保 护方面的政策，在当前具有非常重要的意义。 参考文献： 1 田剑峰. 对异形柱结构设计的几个问题的分析j. 四川建材, XX,(02) . 2 叶靖, 叶劲彤. 浅谈异形柱框架结构的设计j. 中国高新技术企业, XX,(05) 3 李晓静. 异形柱结构受力分析与设计探讨j. 中 国水运(学术版), XX,(04) 4 赵永生. 异形柱结构体系的应用及设计j. 科技 创新导报, XX,(17) 5 吴春萍,许有安. 异形柱结构在工程中的应用与分 析j. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版), XX,(02) .
