试论异形柱结构在小高层的应用

肖建新

摘要：在我国城市的住宅建筑的过程中，需要异形柱结构，因为它具有着良好地抗震性能。异形柱结构主要就是让建筑物更加美观，并且能够设计合理，其有着很广泛的使用范围，特别是对于建筑建筑的进行合理分布与设计特别重要，对于现代建筑进行合理分布与设计具有更大的用途。异形柱结构就是经济效益与社会效益，对建筑工程的节约也具有着积极性的作用。本文与据理辩论，从而对异形柱框架结构的受力分析，使用范围以及构造要求等作出了一些探讨。

关键词：异形结构 ；高层应用；结构形式

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

近些年来，异形柱框架以及其一剪力墙结构经常出现在了很高层的建筑物之中，这是很新型的一种结构。与传统的框架结构或者是短肢剪力墙做对比，对于建筑要求则能够更好地进行选择，特别是在造价方面开始降低，所以其具有着更好地社会效益与经济效益。此结构形式主要就是称在同一层之间具有着超越柱总数的异形柱数百分之十的框架剪力墙结构或者是框架，一般都是在抗震设防烈度达到7度或者是6度的地区使用【1】。

异形柱结构具有怎样的特点与实用范围

如今的建筑房屋都使用了异形柱结构，其主要的使用范围就是一般都处于7 度设防之下，并且在此类结构之中可以使用扁平柱，最好就是在最小厚度方面获取250梁纵筋的时候选用250梁纵筋，不超过12的直径【2】。同时此类结构具有着一些破坏特征与受力特点，其主要表示为下：

异形柱结构具有怎样的使用范围

在普通框架柱方面具有着各项验算，并且需要严格控制轴压与构造，因为不提倡使用“一”字形的异形柱，尤其是不能够在一些工程上缺少，这样就无法应用扁平柱，其计算的方法就是按照矩形柱进行计算。其具有着系数放大的地震力，折减了自振周期。因为其使用了异形柱，这样就导致下降了刚度，这样就减小了地震力。在各振型地震影响系数之中，对于结构自振周期进行计算，就应该按照非承重的填充墙体给整体的结构刚度所造成的影响来进行哲减【3】。

1.2、异形柱结构的破坏特征与受力特征

在结构抗震之中，延性是一个非常重要的指标，在这种结构之中，具有了L形状，在纯腹板受到压力的过程中，T 形在截面上具有很差的延性，最终在轴压方面的轴压也小于了普通矩形柱。这主要的原因就是L 形柱、T 形柱受到了纯腹板的压力之时，在受压区具有了很小的混凝土的宽度，于是就导致了截面具有偏大的受压区高度，在受压区的边缘部分，过于集中了混凝土的应力，这样如果在受压强大方面达到了极限、破坏区域要是过快向里边渗透。对于边缘混凝土纤维经历下降段非常不利，受拉的钢筋要达到屈服的程度也很难，从而整个构件与截面的延伸性都受到了强烈影响，从而就很可能让小偏心受到压力导致破坏【4】。

异形柱往往存在多肢的特性，如此一来就截面形心与剪力中心都不可能重合，这很多的受力构件都是双向偏压，在受力的情况之下，各肢将产生剪应力与翘曲正应力，剪应力让这样的混凝土对比与普通矩形柱最先开始出现裂缝，这样就产生了腹剪裂缝，从而出现了明显地异形柱脆性，使得异形柱对于普通矩形具有更低的变形能力。

异形柱节点具有相对复杂的结构，由于在异形柱之中的周长明显比与其面积相等的方形或是矩形的周长大，于是在脱落了混凝土的保护层之后，就具有了更严重的截面削弱程度，从而对于在地震情况之下的异形柱将降低耗能能力，将箍筋能配置在点核心区，便能够让节点区的宽度以及节能数量得到减少。从有些实验表明，如果把箍率配在一定的范围之中，就能够让其节点在极限承载力方面得到提高，大约具有了25%的提高【5】。

L 形柱或者是T 形柱这样的节点都是属于一种斜压的破坏，并且对于矩形柱节点具有破坏与剪压的特点，矩形柱节点、L 形柱节点、T 形柱节点抗震性能良好，也就是在地震的作用下对于程度大的剪切变形能力能够承受，如果是在同一条件之下对于实验进行对比，后者的承载能力要大于前者。矩形柱节点的承载力比T形柱节点要提高15 % ～20 %，L 形柱节点总共是需要降低成33%左右的范围。如果具有相同的柱截面积的情况之下，则十字形柱节点针对于矩形柱节点的能力来说，具有低10 %的抗剪极限承载力。并且T 形截面柱具有比较均匀的剪力分布，这当然就是在节点区，其比L 形截面具有着更好地发挥作用。十字形截面柱之中包含有翼缘，这是在截面之中受力最大的地方进行布置，这种柱形在以上几种柱形之中发展的最好。加入是具有相同的节点截面积，则是L 形截面柱在这三种柱形之中具有最低的节点【6】。

Z 形柱与L 形具有不对称的荷载作用方向，所以在水平荷载的情况影响之下，有附加扭矩产生，L 形柱不管是在剪、扭、弯、压的情况下，在Z 形柱方面，更加可能产生破坏腹板的情况。通过专家的试验证明，异形柱其实是一种弯曲型的破坏，如果工作阶段是弹性，在水平荷载的情况之下，异形柱框架结构出现了弯剪型，异形柱的肢宽与肢长的比例比普通框架柱要大很多，因此，如果是在水平荷载所产生的作用之下，应该具有介于普通框架与剪力墙结构之间的变形特征【7】。

2、异形柱的构造要求

异形柱既然能够给建筑物带来如此大的作用，那么在构造的过程中具有怎样的要求呢？其必须具有在C25与C50之中的混凝土材料强度等级，且最好是要使用HP235B、HRB40 0或者是HRB335的箍筋。

2.1、异形柱的具体细节要求

异形柱截面的肢厚与肢高需要最少具有200㎜以上的比值，特别是异形柱的各个方面都需要有一定标准的抗震设计，有些异性结构不需要进行抗震设计，但是也必需符合一定的标准，并且异形柱结构之中的建筑截面与截面宽度高度应该差不多，并且需要控制一定范围的差值。

2.2、轴压比要求要严格

在轴压比方面，异形柱结构对比其他的普通结构需要有更严格的轴压比，因为各地具有不一样的情况，所以有关于异形柱结构就具有着不一样的要求，特别是对于十字形柱、L 形与T 形具有更加严格的轴压。此外，对于异形柱进行建筑的过程中，由于外力的作用，所以在水平位移值方面，具有着限制范围。一般来说，如果位移角是在最大层之间，就具有了1/600的框架结构。异形柱在相同的建筑截面之内具有施工配筋要求，其在施工建设的过程中，需要用直径一样的钢筋材料与受力钢筋进行建设，并且不能够具有超过25mm的钢筋直径，并且也不能够小于14mm。异形柱在纵向受力钢筋之中需要控制有50mm 以上的净距离，特别是在异形柱结构之中是两级或者三级之时，其纵向钢筋之中应该具有少于等于200㎜的间距。

如果要选择最好的配筋材料，特别是选择纵向受力钢筋这样的材料之时，就需要有比较大的直径，面积比较大的钢筋，在进行施工之时，异形柱的钢筋应该是小于2根每排。

3、异形柱结构在建筑之中的使用

当今我国大部分的建筑都使用了异形柱，用途很广泛，主要是因为这种结构给建筑物带来了美观的性能，具有合理受力的结构，优势多多，所以很多建筑物都需要这种结构。但是需要注意其有着一定的适应要求，主要就是对异形柱结构的方案进行设计的过程中，其剪力墙结构或者是框架进行震动的过程中，假如在框架的部位对于地震倾覆方面的作用力度与矩比结构这方面相比之时，并且还超过了50%的作用力矩值差之时，其在房屋高度达到最大的程度时，可以适当增加可比框架结构。

4.结论

异形柱结构在设计的过程中非常灵活，并且还具有着建筑形式美观，样式比较多的优势，对于现代建筑这样的要求便能够更好地得到满足，尤其是这类建筑是适合使用在小高层的建筑之中，如此就能够带来了良好地社会效益与经济效益。所以目前这种结构的发展与创新显得非常重要，从而本文从异形柱结构的各种特征进行探讨研究，发现其不仅仅是应用范围广，而且作用力强大，给建筑物带来了美观，而由于人们经济水平地提高，都想要上升生活质量，所以异形柱结构的使用非常重要，有必要都该方面的知识进行了解与探讨，然后进一步提高异形柱结构的技术，这样就给社会的经济带去了更强大的发展。异形柱结构具有着非常良好的发展趋势，前景十分开阔。

参考文献：

[1] 杨成刚.设有异形柱的框架结构、框剪结构设计探讨[J]. 天然气与石油. 2013(03).

[2] 陈娆.谈谈会泽烟草公司综合楼的设计[J]. 有色金属设计. 2011(01).

[3] 张伟民.桩端压力注浆在基桩加固中的应用[J]. 有色冶金设计与研究. 2012(02).

[4] 陈红.浅析异形柱在某高层建筑中的应用[J]. 冶金矿山设计与建设. 2011(05).

[5] 李霞.异形柱框架结构设计时应注意的几个问题[J]. 有色冶金设计与研究. 2010(01).

[6] 谭筱红.异形柱框架轻质墙结构在多层住宅中的应用[J]. 矿业快报. 2013(11).

[7] 宋艳萍.世纪景苑小区住宅异形框架设计[J]. 油气田地面工程. 2013(08).