淺談異形柱框架結構在民用建筑設計中的應用

張莉

鶴崗市住房保障局

淺談異形柱框架結構在民用建筑設計中的應用

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出的結構體系也有了越發嚴苛的要求。在建筑工程中，異形柱結構本身是一種建筑工程施工中較為常見的結構形式，但也正是由于該結構所呈現出的廣泛性，使得該結構體系被建筑業所重視。本篇文章主要針對異形柱框架結構在民用建筑設計中的實際應用進行了全面詳細的探討，以期為我國建筑結構體系的發展作出貢獻。

民用建筑；框架結構；異形柱

在人們對于建筑結構形式要求越來越嚴苛的情況下，以往傳統形式的住宅結構已經不能夠讓民眾滿意，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構形式，開始被廣泛的應用在建筑結構形式中。下文主要針對異性柱框架結構在民用建筑設計中的實際應用進行了全面詳細的探討。

一、異形柱結構概述

異形柱框架結構是目前民用建筑工程項目中最為常見的一種，也是當前最為常見的一種建筑結構。異性框架建筑結構的應用在一定程度上滿足了建筑室內空間有效利用、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構設計中，由于其平面布置靈活、圍護墻和非承重墻都是一種輕質隔墻，因此極容易受到建筑條件的限制影響來進行統計和分析，同時也可以在工作中做到有效滿足業主對大開間建筑的需要與需求。就結構受力的角度去分析，異形柱建筑結構在設計中對于空間利用極為重要，同時是集剪力墻和框架結構雙重優勢為一體的綜合性建筑結構，這也就給目前我們的工作與施工設計提供了良好的發展動力與發展前景。

二、異型柱受力特點

異形柱與傳統的剪力墻和框架結構相比較而言，存在著以下幾方面優勢和特點。

1、在實際應用異性柱框架結構的過程中，其橫截面所呈現出的實際上是一種異形結構，該結構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，而受壓區域的具體形狀也會發生明顯變動。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，而產生相關變動，其中表現出的脆性變化模式極為明顯。那么在當前執行異形柱體施工期間，其中所呈現出的延性也是比一般情況下的柱體結構更差。所以，在進行結構設計期間，應當要對于異形柱結構所呈現出的軸壓比采取更加嚴格的控制措施，同時要防止設計工作中出現短柱現象。

2、異形柱結構本身在對于立面剛度進行控制的過程中，所呈現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要求。但是在單調的負荷影響之下，任何與作用相符合的情況，都會導致異型柱框結構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，執行設計工作期間，要對于相關的抗震性能、短柱現象等加以預防，而實現這方面的目的，需要進行深入的、系統性的設計，如此一來才能夠讓設計工作本身更加的合理、全面，真正的滿足結構設計需求，最大限度的發揮出結構的相關性能。

3、一般來說，在目前的異形柱設計的過程中，影響框架結構與短肢剪力墻破壞形態較多，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注的重點和核心話題。在目前的異形柱設計工作中，造成異形柱出現變動與破壞的現象主要是由于：彎曲壓力破壞、粘接破壞以及高壓剪切破壞等等。這些破壞形態和破壞結構存在的主要因素是通過軸壓比、設計剪力破壞模式以及柱體結構凈高還存在著一定的問題。

三、異型柱框架結構設計中的有關問題

1．結構平面布置

異形柱框架結構在執行平面布局、設計的過程中，應當要嚴格的按照相關設計要求、規定來進行，最大限度的滿足我國建筑工程結構體系的相關需求。那么在這期間，就需要與工程自身的特性加以結合，進而對以下幾點引起足夠的重視。

（1）執行平面設計工作的過程中，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構體系中兩個軸方向所呈現出的協調統一因素，加以分析、設計、規劃，讓結構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，使得結構中避免出現偏心距的現象。如此一來，便能夠使得建筑工程體系中的扭轉裂縫、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構的主體形式，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性，形成極為規則、多跨度的抗側力體系。就現階段來看，異形柱框架設計的根本目的就是要使得小面積房屋所呈現出的相關使用問題得以解決，那么就應當要對于結構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、受力科學來加以考慮，進而使用適合的矩形截面柱。

2．設計方法

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用到異型柱中。這些程序均用數值積分法進行正截面配筋設計，準確性較高，經過大量工程校算，能有效地滿足結構安全性要求。

（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術上的便利。但用TAT程序進行結構整體計算時，按異形柱模式可能導致結構剛度下降，應適當增加抗地震力；當按短肢剪力墻模式計算可使梁配筋偏小，應適當調整配筋；

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

3．構造設計

（1）柱壁厚度和砼標號的選擇

參照規范及實踐經驗來看，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，數量宜少，直徑宜大，一般只要不大于Ф25均應選較大的直徑減少根數，而每邊鋼筋的數量宜用2根，多則做兩排配置。底層每邊鋼筋的數量也可以用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，否則節點施工困難。

四、結束語

綜上所述，異型柱框架結構在進行平面布置的過程中，要遠比傳統形式的矩形柱框架更加的靈活，那么在這樣的情況下，便能夠對于我國當前建筑物的相關功能要求加以滿足，并且還可以結合目前設計發展工作中的各方面長處，來構建出更好的結構基礎。此外，建筑結構的設計人員還應當要對于異形柱所呈現出的受力特點加以了解，進而充分的把握到設計工作中的要點，使得工程結構更加的安全、可靠。

[1]牛亮.建筑給排水節能節水技術探討[J].黑龍江科技信息，2013(32)

[2]牛亮.對建筑給排水施工技術及質量控制探討[J].科技創業家，2013(22)

[3]李穎.灌注樁后注漿施工技術研究[J].黑龍江科技信息，2013(35)