張莉

鶴崗市住房保障局

淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計中的應(yīng)用

張莉

鶴崗市住房保障局

在人們生活水平不斷提高的情況下，人們對于住宅本身所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)體系也有了越發(fā)嚴苛的要求。在建筑工程中，異形柱結(jié)構(gòu)本身是一種建筑工程施工中較為常見的結(jié)構(gòu)形式，但也正是由于該結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出的廣泛性，使得該結(jié)構(gòu)體系被建筑業(yè)所重視。本篇文章主要針對異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計中的實際應(yīng)用進行了全面詳細的探討，以期為我國建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展作出貢獻。

民用建筑；框架結(jié)構(gòu)；異形柱

在人們對于建筑結(jié)構(gòu)形式要求越來越嚴苛的情況下，以往傳統(tǒng)形式的住宅結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能夠讓民眾滿意，人們更多的是對于住房提出了極為嚴格的要求，要求住房要有更加舒適、新穎、個性的居住模式。這也就使得是異性柱框架結(jié)構(gòu)形式，開始被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)形式中。下文主要針對異性柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計中的實際應(yīng)用進行了全面詳細的探討。

一、異形柱結(jié)構(gòu)概述

異形柱框架結(jié)構(gòu)是目前民用建筑工程項目中最為常見的一種，也是當(dāng)前最為常見的一種建筑結(jié)構(gòu)。異性框架建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在一定程度上滿足了建筑室內(nèi)空間有效利用、合理布置的要求，也在很大程度上刺激了建筑施工的順利可靠進行。在目前的異性框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于其平面布置靈活、圍護墻和非承重墻都是一種輕質(zhì)隔墻，因此極容易受到建筑條件的限制影響來進行統(tǒng)計和分析，同時也可以在工作中做到有效滿足業(yè)主對大開間建筑的需要與需求。就結(jié)構(gòu)受力的角度去分析，異形柱建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中對于空間利用極為重要，同時是集剪力墻和框架結(jié)構(gòu)雙重優(yōu)勢為一體的綜合性建筑結(jié)構(gòu)，這也就給目前我們的工作與施工設(shè)計提供了良好的發(fā)展動力與發(fā)展前景。

二、異型柱受力特點

異形柱與傳統(tǒng)的剪力墻和框架結(jié)構(gòu)相比較而言，存在著以下幾方面優(yōu)勢和特點。

1、在實際應(yīng)用異性柱框架結(jié)構(gòu)的過程中，其橫截面所呈現(xiàn)出的實際上是一種異形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系處在雙向壓彎作用影響下，其中的荷載力會逐漸隨著荷載角度、彎度等方面的變化而變化，而受壓區(qū)域的具體形狀也會發(fā)生明顯變動。也就是說，在某些情況下，荷載角度本身需要在一定的情況下，極易由于柱截面的壓力影響，而產(chǎn)生相關(guān)變動，其中表現(xiàn)出的脆性變化模式極為明顯。那么在當(dāng)前執(zhí)行異形柱體施工期間，其中所呈現(xiàn)出的延性也是比一般情況下的柱體結(jié)構(gòu)更差。所以，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，應(yīng)當(dāng)要對于異形柱結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出的軸壓比采取更加嚴格的控制措施，同時要防止設(shè)計工作中出現(xiàn)短柱現(xiàn)象。

2、異形柱結(jié)構(gòu)本身在對于立面剛度進行控制的過程中，所呈現(xiàn)出的分布形式是較為均勻的，并且其中的異形柱本身和輕質(zhì)砌體填充墻相比較而言，其中的工作模式和工作性能符合相關(guān)要求。但是在單調(diào)的負荷影響之下，任何與作用相符合的情況，都會導(dǎo)致異型柱框結(jié)構(gòu)所具備的整體性粘接受到影響，這一影響之下所遭受到的破壞，遠比普通形式的矩形柱更加的嚴重。那么在這樣的情況下，執(zhí)行設(shè)計工作期間，要對于相關(guān)的抗震性能、短柱現(xiàn)象等加以預(yù)防，而實現(xiàn)這方面的目的，需要進行深入的、系統(tǒng)性的設(shè)計，如此一來才能夠讓設(shè)計工作本身更加的合理、全面，真正的滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計需求，最大限度的發(fā)揮出結(jié)構(gòu)的相關(guān)性能。

3、一般來說，在目前的異形柱設(shè)計的過程中，影響框架結(jié)構(gòu)與短肢剪力墻破壞形態(tài)較多，對于這些因素進行控制與完善在目前的建筑工程項目中已成為人們關(guān)注的重點和核心話題。在目前的異形柱設(shè)計工作中，造成異形柱出現(xiàn)變動與破壞的現(xiàn)象主要是由于：彎曲壓力破壞、粘接破壞以及高壓剪切破壞等等。這些破壞形態(tài)和破壞結(jié)構(gòu)存在的主要因素是通過軸壓比、設(shè)計剪力破壞模式以及柱體結(jié)構(gòu)凈高還存在著一定的問題。

三、異型柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的有關(guān)問題

1．結(jié)構(gòu)平面布置

異形柱框架結(jié)構(gòu)在執(zhí)行平面布局、設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)要嚴格的按照相關(guān)設(shè)計要求、規(guī)定來進行，最大限度的滿足我國建筑工程結(jié)構(gòu)體系的相關(guān)需求。那么在這期間，就需要與工程自身的特性加以結(jié)合，進而對以下幾點引起足夠的重視。

（1）執(zhí)行平面設(shè)計工作的過程中，盡可能的對于平面對稱因素加以控制，這方面的控制至少要利用結(jié)構(gòu)體系中兩個軸方向所呈現(xiàn)出的協(xié)調(diào)統(tǒng)一因素，加以分析、設(shè)計、規(guī)劃，讓結(jié)構(gòu)中所存在的合力中心能夠最大限度的和剛度中心之間進行重合，使得結(jié)構(gòu)中避免出現(xiàn)偏心距的現(xiàn)象。如此一來，便能夠使得建筑工程體系中的扭轉(zhuǎn)裂縫、不利因素等得到有效的控制。

（2）盡可能的使用雙向承重體系作為結(jié)構(gòu)的主體形式，并且要對于其中的橫向采取完善的連接措施。

（3）各個柱體位置所呈現(xiàn)出的肢體都要盡可能的對稱，進而使得柱體能夠和梁之間保持良好的力學(xué)性，形成極為規(guī)則、多跨度的抗側(cè)力體系。就現(xiàn)階段來看，異形柱框架設(shè)計的根本目的就是要使得小面積房屋所呈現(xiàn)出的相關(guān)使用問題得以解決，那么就應(yīng)當(dāng)要對于結(jié)構(gòu)中的墻角位置引起足夠的重視，其他的位置就可以直接從施工便利、受力科學(xué)來加以考慮，進而使用適合的矩形截面柱。

2．設(shè)計方法

異型柱和矩形柱的截面形式差異很大，不能簡單把矩形柱的計算方法應(yīng)用到異型柱中。這些程序均用數(shù)值積分法進行正截面配筋設(shè)計，準(zhǔn)確性較高，經(jīng)過大量工程校算，能有效地滿足結(jié)構(gòu)安全性要求。

（1）按肢長與肢寬之比定義異形柱或短肢墻很大程度是為了學(xué)術(shù)上的便利。但用TAT程序進行結(jié)構(gòu)整體計算時，按異形柱模式可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度下降，應(yīng)適當(dāng)增加抗地震力；當(dāng)按短肢剪力墻模式計算可使梁配筋偏小，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配筋；

（2）在一般的矩形柱的多層框架結(jié)構(gòu)中側(cè)移多不起控制作用，而對于異形柱框架結(jié)構(gòu)，由于側(cè)向剛度較小，有時側(cè)移會超過規(guī)范允許值。

3．構(gòu)造設(shè)計

（1）柱壁厚度和砼標(biāo)號的選擇

參照規(guī)范及實踐經(jīng)驗來看，柱肢的厚度最小不少于160mm，一般常采用200mm比較合理。對于8層及以上框架其下面兩層梁柱節(jié)點處的鋼筋有時顯得比較密集，因此不宜減薄。在梁跨度較大時，柱子往往顯得截面不足，軸壓比太大，鋼筋過分密集。因此最好把一二層柱砼標(biāo)號提高到C30左右，避免采用加大壁厚的方案。

（2）縱向鋼筋和箍筋

縱向受力鋼筋選用時，數(shù)量宜少，直徑宜大，一般只要不大于Ф25均應(yīng)選較大的直徑減少根數(shù)，而每邊鋼筋的數(shù)量宜用2根，多則做兩排配置。底層每邊鋼筋的數(shù)量也可以用3根，但穿出樓面的柱筋每邊單排配筋還是不要多于2根為宜，否則節(jié)點施工困難。

四、結(jié)束語

綜上所述，異型柱框架結(jié)構(gòu)在進行平面布置的過程中，要遠比傳統(tǒng)形式的矩形柱框架更加的靈活，那么在這樣的情況下，便能夠?qū)τ谖覈?dāng)前建筑物的相關(guān)功能要求加以滿足，并且還可以結(jié)合目前設(shè)計發(fā)展工作中的各方面長處，來構(gòu)建出更好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。此外，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)要對于異形柱所呈現(xiàn)出的受力特點加以了解，進而充分的把握到設(shè)計工作中的要點，使得工程結(jié)構(gòu)更加的安全、可靠。

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