(華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北 唐山 063210)

引言

非矩形柱是指在滿足建筑安正常使用極限狀態(tài)下時(shí)，采用非傳統(tǒng)方柱的截面形式柱，常見的有T形、L形、長方形和十字形等。T形柱多應(yīng)用于建筑的邊柱，L形柱多應(yīng)用于建筑的角柱，十字形柱與長方形柱則多應(yīng)用于建筑的中柱。非矩形柱截面寬度相對較小，節(jié)點(diǎn)薄弱，故需加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施，以滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求。還有一系列非矩形柱問題有待進(jìn)一步研究，隨著技術(shù)的發(fā)展，非矩形柱將會得到廣泛的應(yīng)用。

一、非矩形柱在我國的應(yīng)用與發(fā)展

在上個(gè)世紀(jì)70年代，諸多設(shè)計(jì)單位開始積極探索新型結(jié)構(gòu)體系，提出了非矩形柱結(jié)構(gòu)住宅體系并加以試驗(yàn)研究。天津大學(xué)等眾多高校經(jīng)過探索并進(jìn)行了一系列研究，取得諸多成果，非矩形柱住宅體系日趨成熟。非矩形柱住宅體系已有較多的應(yīng)用，隨著研究的深入，非矩形柱結(jié)構(gòu)體系將會有較大的發(fā)展。

任德斌等[1]采用有限單元法，建立了十字形鋼骨混凝土非矩形柱的有限元分析模型。通過對十字形鋼骨混凝土非矩形柱進(jìn)行軸心受壓和偏心受壓的數(shù)值計(jì)算，結(jié)果吻合較好。說明了有限元方法對鋼骨高強(qiáng)混凝土十字形截面短柱軸壓和偏壓承載力進(jìn)行分析計(jì)算的可行性，并為鋼骨混凝土非矩形柱力學(xué)性能的研究提供新的研究方法。

戎賢等[2]通過改變非矩形柱邊節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的配筋進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究，對比分析了非矩形柱邊節(jié)點(diǎn)的抗震性能。研究結(jié)果表明：在非矩形柱邊節(jié)點(diǎn)核心區(qū)加入X形配筋可以改善節(jié)點(diǎn)的滯回特性，增加邊節(jié)點(diǎn)位移延性，減輕節(jié)點(diǎn)的累積損傷，從而提高非矩形柱邊節(jié)點(diǎn)的抗震性能。

王鐵成[3]認(rèn)為非矩形柱柱底薄弱部位，通過研究纖維對非矩形柱抗震性能和柱底的增強(qiáng)作用，對比分析2組非矩形柱的破壞特性。研究表明：加入纖維可以增強(qiáng)非矩形柱一定的承載能力，顯著改善非矩形柱柱底混凝土剝裂狀態(tài)，提高非矩形柱的初始剛度，減輕非矩形柱累積損傷，有效改善非矩形柱底薄弱現(xiàn)象。

二、非矩形柱在國外的應(yīng)用與發(fā)展

在二十世紀(jì)八十年代美國學(xué)者Joaguln Marin進(jìn)行了第一個(gè)鋼筋混凝土L形短柱的全過程分析[4]，通過對大量L形短柱試驗(yàn)和理論研究，提出一套計(jì)算圖表，供設(shè)計(jì)人員使用。

M.Kawakami[5],Dundarc.Sahin B[6](1985，美國)和Y.Yau.S.l.Chan ,A.K.W.So[7](1993，香港)分別研究了雙向偏壓的任意截面鋼筋混凝土柱，分析了采用普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)的開裂、極限強(qiáng)度等受力狀態(tài)，對非對稱截面的配筋給出相關(guān)曲線(Mx一My)和非矩形柱的最小配筋率，從而保證此種混凝土構(gòu)件在正常工作狀態(tài)下安全、經(jīng)濟(jì)。

Hsu.cheng-Tzu Thomas[8](1985-1989，美國)先后對雙向偏壓的L形、槽形和T形截面的鋼筋混凝土柱進(jìn)行了理論研究和試驗(yàn)，分別采用普通混凝土、高強(qiáng)混凝土和粉煤灰混凝土制作構(gòu)件，最后歸納出強(qiáng)度相關(guān)曲線和荷載等值線圖，對不同的截面形式的柱提出了統(tǒng)一的設(shè)計(jì)方法，以便實(shí)際應(yīng)用。

Mallikarjunal和Mahadevappa[9](1992,1993)先后對于雙向壓彎的L和T形截面的鋼筋混凝土柱利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的計(jì)算分析，試圖從中找出便于實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)在規(guī)律，以方便設(shè)計(jì)使用。

S.N.Sinha[10](1996，印度)對雙向偏壓的十字形柱進(jìn)行了研究，根據(jù)不同截面尺寸和構(gòu)造配筋的柱繪制出雙向壓彎構(gòu)件的相關(guān)曲線，分析了不同的配筋形式對承載力的影響。

三、結(jié)論與展望

從以上文獻(xiàn)及其他文獻(xiàn)可以提出以下個(gè)人見解：非矩形柱沖切臨界截面的臨界周長和有效周長與非矩形柱各肢的形狀有關(guān)，異于方形柱；國家推動建筑產(chǎn)業(yè)化，預(yù)制裝配式建筑還處于起步階段，而且目前國內(nèi)關(guān)于非矩形柱在板柱結(jié)構(gòu)中的試驗(yàn)很少，相關(guān)試驗(yàn)幾乎都是國外的，需要加強(qiáng)這方面關(guān)注與經(jīng)費(fèi)投入；不同種類的混凝土在非矩形柱—板柱結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用較少；