淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]在當(dāng)今的城市建設(shè)和發(fā)展的過程中，建筑面積越來越小，但是人口數(shù)量卻不斷的增加，所以城市建設(shè)的過程中，合理的利用城市的空間，提高空間的利用效率成為了當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)和施工過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，異形柱框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就可以很好的在施工的過程中表現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢，它能夠更加合理的去利用城市的空間，同時也使得城市的規(guī)劃和建設(shè)更加的合

2、理。本文主要分析了異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以供參考和借鑒。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]異形柱；框架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)布置；計(jì)算要點(diǎn)；構(gòu)造措施 </p><p>　　中圖分類號：TD98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）16-0245-01 </p><p>　　異形柱框架結(jié)構(gòu)是一種新的建筑結(jié)構(gòu)形式，這種新型的結(jié)構(gòu)是有不同形式的異形

3、柱來取代傳統(tǒng)的矩形柱或者是圓形柱而形成的建筑框架，之后再和梁形成一個剛性連接的結(jié)構(gòu)形式。異形柱框架結(jié)構(gòu)體系在應(yīng)用的過程中更好的體現(xiàn)出了結(jié)構(gòu)自身的靈活性，這樣也就為建筑室內(nèi)裝修過程提供了更好的條件，在空間的利用方面也充分的發(fā)揮出了自身的優(yōu)勢。這樣一來就使得建筑空間短缺的情況得到了有效的緩解，所以這種結(jié)構(gòu)形式也越來越多的受到了建筑設(shè)計(jì)人員的青睞，在使用的過程中也得到了一致的認(rèn)可，同時也成為了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中一種主要的結(jié)構(gòu)形式。 </

4、p><p>　　1、異形柱框架結(jié)構(gòu)體系的基本特性 </p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，采用異形柱的形式一方面可以很好的滿足當(dāng)前節(jié)約空間的要求，同時使得建筑在設(shè)計(jì)的過程中可以更加的多變。當(dāng)前現(xiàn)代的很多城市居民空間上有非常明顯的特點(diǎn)，其開間非常大，室內(nèi)的分隔也相對比較清晰和容易，而且對陽臺洞口也提出了更高的要求，異形柱框架結(jié)構(gòu)在很多方面都能給予非常好的支持。此外從抗震的角度上來說，異形柱

5、結(jié)構(gòu)在抗震性能上和其他的結(jié)構(gòu)相比有著非常強(qiáng)的優(yōu)勢，這也使得建筑物的穩(wěn)定性和安全性得到了充分的保證。而如果站在經(jīng)濟(jì)的角度上來看，異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中柱網(wǎng)尺寸的確定需要根據(jù)建筑平面設(shè)計(jì)的要求來確定，但是在這一過程中使得框架結(jié)構(gòu)施工的成本更低，而其自身的經(jīng)濟(jì)性也有了非常大的優(yōu)勢。 </p><p>　　因?yàn)楫愋沃蚣芙Y(jié)構(gòu)自寬度上和維護(hù)的厚度上都是相同的，所以在室內(nèi)基本是看不到梁和柱的，這樣一來建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間就會更

6、加具有美觀性，同時也給建筑室內(nèi)的裝飾裝潢提供了很大的便利。異形柱框架結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻通常都是自承重形式的隔墻，所以一般情況下是可以自由的打孔的，異形柱結(jié)構(gòu)如果得到了應(yīng)用，就可以表現(xiàn)出其自身的優(yōu)越性，同時在施工的過程中也可以起到很好的作用，所以這一結(jié)構(gòu)也逐漸的自成體系，最終成為了結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中非常重要的方法。 </p><p>　　2、混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　在住宅設(shè)計(jì)的

7、過程中，混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要重視的是兩個環(huán)節(jié)，一個環(huán)節(jié)是結(jié)構(gòu)的設(shè)置，另外一個環(huán)節(jié)就是對參數(shù)的計(jì)算，筆者結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對異形柱結(jié)構(gòu)布置和計(jì)算的方法進(jìn)行簡要的闡述。 </p><p><b>　　2.1 結(jié)構(gòu)布置 </b></p><p>　　在設(shè)計(jì)的過程中，合理的結(jié)構(gòu)布置通常就是指平面布置合理的同時，垂直方向上的布置也要體現(xiàn)出非常強(qiáng)的合理性，在工程設(shè)

8、計(jì)和施工的過程中應(yīng)該盡量保證結(jié)構(gòu)設(shè)置簡潔明了，同時在建筑自身的功能性上也要充分的得以體現(xiàn)。在工程設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)，充分的結(jié)合具體的形式選擇不同的設(shè)置方法，這樣才能充分的體現(xiàn)出建筑在使用過程中受力的優(yōu)勢，這樣就可以有效的減小地震扭轉(zhuǎn)作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，使得結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不受損害。 </p><p>　　另外，L形、T形和Z形截面異形柱的截面配筋具有非常明顯的不對稱性，試驗(yàn)表明就單個異形柱構(gòu)件

9、而言，其延性有較大缺陷。但是由對稱布置的異形柱所組成的框架，則具有較好結(jié)構(gòu)延性，所以結(jié)構(gòu)的平面布置上組成框架的異形柱應(yīng)盡可能對稱。異形柱的肢厚較薄，其中心線宜與梁中心線對齊，盡量避免由于二者中心線偏移對受力帶來的不利影響，平面節(jié)點(diǎn)處（軸線交叉點(diǎn)處）應(yīng)盡可能設(shè)柱，避免主次梁搭接；在多層住宅中，異形柱宜布置在房間中影響使用的墻角處，其他部位從受力合理和施工方便考慮宜布置成矩形柱。 </p><p><b>

10、　　2.2 計(jì)算要點(diǎn) </b></p><p>　　由于異形柱框架結(jié)構(gòu)或異形柱框-剪結(jié)構(gòu)的受力特征與普通框架或框-剪結(jié)構(gòu)相同。異形柱框架結(jié)構(gòu)的工作特點(diǎn)仍類似于豎向懸臂剪切梁，其變形曲線為剪切形，越向上其撓度增加越慢，但其抗側(cè)移剛度通常要比普通框架小。而對于異形柱框-剪結(jié)構(gòu)同一個結(jié)構(gòu)單元中，既有框架又有剪力墻，兩者之間仍然必須通過平面內(nèi)剛性無限大的樓板使之在同一樓層變形協(xié)調(diào)一致，共同抵抗由風(fēng)或地震引起的

11、水平作用，其變形曲線仍然是一條反S形的曲線。故在進(jìn)行異形柱框架結(jié)構(gòu)或框-剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，可采用經(jīng)省級和省級以上組織鑒定通過的計(jì)算軟件進(jìn)行受理分析和配筋計(jì)算，又因?yàn)楫愋沃蚣芑蚩蚣艚Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置往往受到住宅建筑平面的制約，有時梁、柱之間不可能完全對齊。故一般要求采用空間三維桿系分析模型程序來進(jìn)行整體受力分析，如TAT、SATWE等多、高層三維空間分析程序。 </p><p>　　3、異形柱結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施 </p

12、><p>　　鑒于異形柱框架結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用還在發(fā)展階段，一些設(shè)計(jì)技術(shù)方法和實(shí)際的施工工藝還有一定的缺陷，因此，應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，不斷的改進(jìn)與完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方法，使異形柱結(jié)構(gòu)能夠更好的發(fā)揮其優(yōu)越性，為城市現(xiàn)代化建設(shè)做出更大的貢獻(xiàn)。筆者以多年的建筑施工經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在對異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與施工工藝進(jìn)行深入研究后，對于提高異形柱結(jié)構(gòu)性能的構(gòu)造措施提出了以下幾點(diǎn)建議，特與廣大工友分享交流。 <

13、/p><p>　　3.1采用高強(qiáng)度等級混凝土，可降低軸壓比，對異形柱的延性也有好處。 </p><p>　　3.2異形柱結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)是截面和配筋不對稱，導(dǎo)致異形柱在兩個方向強(qiáng)度和延性不對稱。為了盡量降低這種影響，腹板端部配筋應(yīng)在合理范圍內(nèi)盡可能多，而采用Ⅲ級鋼筋能起到類似的作用。 </p><p>　　3.3在實(shí)際工程中，異形柱的寬厚比一般均大于2.5；當(dāng)異形柱截面肢

14、厚小于200mm時，將會造成粘結(jié)強(qiáng)度不足及梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋設(shè)置困難，基于施工和外墻保溫隔熱等要求，故限制異形柱肢厚也不應(yīng)小于200mm。同時考慮到穩(wěn)定性等問題，柱肢厚度不宜小于樓層高度的1/20；對于二級抗震設(shè)計(jì)要求的底層異形柱，由于其計(jì)算長度較大，為了保證足夠的側(cè)向剛度和穩(wěn)定性，故柱肢的厚度不應(yīng)小于樓層高度的1/16。 </p><p>　　3.4異形柱柱端箍筋加密區(qū)的箍筋應(yīng)根據(jù)受剪承載力計(jì)算，同時滿足體積配箍率

15、條件和構(gòu)造要求確定。對箍筋合理配置的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)體積配箍率p相同時，采用較小的箍筋直徑a和箍筋間距s的延性好只增大箍筋直徑來提高體積配筋率而不減小箍筋間距并不一定能提高異形柱的延性，只有在箍筋間距s對受壓縱筋支撐長度達(dá)到一定要求時，增大體積配箍率p，才能達(dá)到提高延性的目的。 </p><p>　　3.5考慮異形柱的柱肢截面厚度較小，若中間柱兩側(cè)梁高度相等時，梁的下部鋼筋均在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)滿足條件后切斷的做法會使節(jié)

16、點(diǎn)區(qū)下部鋼筋過于密集，造成施工困難并影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受力性能，故采取梁的上部和下部縱向鋼筋均貫穿中間節(jié)點(diǎn)。 </p><p><b>　　4、結(jié)語 </b></p><p>　　當(dāng)前，人們對于住宅建筑的要求更加的多樣化，這和建筑行業(yè)的發(fā)展是分不開的傳統(tǒng)的建筑框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今時代的發(fā)展需求，所以在當(dāng)今的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了異形柱結(jié)構(gòu)這種新型的設(shè)計(jì)形式，這種結(jié)構(gòu)能

17、夠使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)置更加的靈活方便，同時也可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此其具有非常好的發(fā)展前景。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 葉靖，葉勁彤.淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2007（05）. </p><p>　　[2] 董永祿.異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè).