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【摘 要】在现代社会的发展中，社会对于建筑的需求不再是传统的每间房都隔开、结构柱梁都能明显看到的建筑结构形式，现代社会对于建筑结构提出的要求是大开间、不露梁露柱、室内布置与空间划分更灵活的新结构形式。这样一来，传统的框架结构施工就不能很好的满足现代建筑的需求，在此情况下，异形柱与短肢剪力墙的结构设计方式就营运而生了。且在现代建筑结构设计中，尤其是小高层和一般住宅建筑的结构设计中，得到了广泛的应用和发展。现本文就来针对这两种结构设计形式进行简要探讨。
【关键词】建筑结构；异形柱；短肢剪力墙；设计方式
就目前我国的城市现状而言，人口的不断增长与城市有限的空间资源形成了一种难以调解的矛盾，为了缓解这一现状，人们对于城市建筑内部的空间利用率提出了更高的要求。如何在有限的建筑室内空间增大建筑的可利用空间成为了人们最为关注的问题。建筑设计人员在原有的框架-剪力墙结构的基础上，对建筑结构的设计形式进行了改进，形成了两种新的建筑结构形式，即异形柱框架结构和短肢剪力墙结构。这两种结构设计相较于原来的框架-剪力墙结构来讲，最大的优点就是满足了人们对建筑内部大开间的需求，使建筑室内平面布置更加灵活，极大的增加了建筑内部的有效利用空间，成为当前住宅建筑及小高层建筑结构设计中最受欢迎的建筑结构设计方式。
一、短肢剪力墙结构与异形柱结构的简要介绍
1、短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。
2、异形柱结构
异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。异形柱的双向偏压正截面承载力随荷载（作用）方向不同而有较大差异。在L形、T形和十字形三种异形柱中，以L形柱的差异最为显著。当异形柱结构中混合使用等肢异形柱与不等肢异形柱时，则差异情况更为错综复杂，成为异形柱结构地震作用计算中不容忽视的问题。所以对异形柱结构应采用三维空间分析的方法。
由于异形柱框架结构和短肢剪力墙结构的设计方式与施工技术还处于初期发展阶段，没有一个较为完整的标准体系，但就目前的发展形势来看，市场对于这种灵活的结构设计方式的需求还是很大的，为此，在实际的建筑结构设计中，设计人员需要充分结合建筑项目的应用特点、功能作用、空间需求以及经济投入等各方面因素综合考虑，根据短肢剪力墙与异形柱框架结构的受力特点和破坏机理，选择最佳的结构设计方式，以实现最优的建筑效果。
二、异形柱结构形式的设计
在异形柱框架结构设计中，尤其要注意异形柱框架的计算方法与轴压比控制。这是因为异形柱结构的截面不相对称，这就决定了其受力、抗震的性能与普通框架结构有所不同，在实际的应用中，不对称的截面会受到双向偏心的荷载，这会给异形柱结构的负荷能力带来一定的考验。在设计中，对于异形柱结构单元计算和轴压比的控制，具体需要注意的事项分别如下所示：
1、异形柱框架的计算
由于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规范计算，特别是在框-剪，框-筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时，宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式，如要用它进行计算，要先进行等刚度等面积换算成矩形柱，进行整体分析，得到双向内力后再进行异形柱的截面设计，其工作量相当大，且截面设计的可靠性不高。
2、轴压比控制
对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合，剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝，产生腹剪破坏，加上异形柱多属短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。
三、短肢剪力墙结构及其计算
与异形柱框架结构相比，短肢剪力墙结构的设计理论与实践经验都相对更加完善一些，这是由于短肢剪力墙只是为了满足建筑对空间的需求而缩小的特殊剪力墙结构而已，其计算、构造、配筋等方法基本与普通剪力墙结构很相似。但尽管如此，在采用短肢剪力墙结构进行设计施工时，仍然需要注意以下几个问题：
1、由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防；
2、短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率；
3、高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢；
4、各墙肢分布要尽量均匀，使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近，必要时用长肢墙来调整刚度中心；
5、高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。
四、结语
鉴于异形柱与短肢剪力墙的建筑结构形式更符合现代建筑的需求，因此，必将成为未来建筑设计施工中应用最为广泛的两种结构设计。还必须不断的对这两种结构设计进行改进与完善，使其经济性、实用性、抗震性等多种功能特性都能得到更大的提高，尤其是对于其抗震性能的设计，更需要不断加强，以满足社会对于建筑安全性的需求。
参考文献
[1]黄文亮.短肢剪力墙结构设计综述[J].中国住宅设施，2009（04）
[2]閆德楼，赵丽霞.短肢剪力墙结构在设计中的应用[J].职业技术，2006（12）
【关键词】建筑结构；异形柱；短肢剪力墙；设计方式
就目前我国的城市现状而言，人口的不断增长与城市有限的空间资源形成了一种难以调解的矛盾，为了缓解这一现状，人们对于城市建筑内部的空间利用率提出了更高的要求。如何在有限的建筑室内空间增大建筑的可利用空间成为了人们最为关注的问题。建筑设计人员在原有的框架-剪力墙结构的基础上，对建筑结构的设计形式进行了改进，形成了两种新的建筑结构形式，即异形柱框架结构和短肢剪力墙结构。这两种结构设计相较于原来的框架-剪力墙结构来讲，最大的优点就是满足了人们对建筑内部大开间的需求，使建筑室内平面布置更加灵活，极大的增加了建筑内部的有效利用空间，成为当前住宅建筑及小高层建筑结构设计中最受欢迎的建筑结构设计方式。
一、短肢剪力墙结构与异形柱结构的简要介绍
1、短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍剪力墙结构，常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。对短肢剪力墙结构的设计计算，因其是剪力墙大开口而成，所以基本上与普通剪力墙结构分析相同，可采用三维杆-系簿壁柱空间分析方法或空间杆-墙组元分析方法，其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况，精度较高。
2、异形柱结构
异形柱结构是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。异形柱的双向偏压正截面承载力随荷载（作用）方向不同而有较大差异。在L形、T形和十字形三种异形柱中，以L形柱的差异最为显著。当异形柱结构中混合使用等肢异形柱与不等肢异形柱时，则差异情况更为错综复杂，成为异形柱结构地震作用计算中不容忽视的问题。所以对异形柱结构应采用三维空间分析的方法。
由于异形柱框架结构和短肢剪力墙结构的设计方式与施工技术还处于初期发展阶段，没有一个较为完整的标准体系，但就目前的发展形势来看，市场对于这种灵活的结构设计方式的需求还是很大的，为此，在实际的建筑结构设计中，设计人员需要充分结合建筑项目的应用特点、功能作用、空间需求以及经济投入等各方面因素综合考虑，根据短肢剪力墙与异形柱框架结构的受力特点和破坏机理，选择最佳的结构设计方式，以实现最优的建筑效果。
二、异形柱结构形式的设计
在异形柱框架结构设计中，尤其要注意异形柱框架的计算方法与轴压比控制。这是因为异形柱结构的截面不相对称，这就决定了其受力、抗震的性能与普通框架结构有所不同，在实际的应用中，不对称的截面会受到双向偏心的荷载，这会给异形柱结构的负荷能力带来一定的考验。在设计中，对于异形柱结构单元计算和轴压比的控制，具体需要注意的事项分别如下所示：
1、异形柱框架的计算
由于其截面的特殊性，在柱截面对称轴内受水平力作用时，弹性分析计算其翘曲应力很小，此时如同承受水平力的偏压构件，仍可按平截面假定分析，按砼设计规范计算，特别是在框-剪，框-筒结构中，对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地，框架柱只承担水平风载的一小部分，如按一般偏压柱计算，误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大，且水平力作用在非主轴方向，则翘曲应力不容忽视，按平截面假定误差较大，则应对异形柱框架结构进行有限元分析，决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时，宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式，如要用它进行计算，要先进行等刚度等面积换算成矩形柱，进行整体分析，得到双向内力后再进行异形柱的截面设计，其工作量相当大，且截面设计的可靠性不高。
2、轴压比控制
对框架结构，框-剪结构，柱的延性对于耗散地震能量，防止框架的倒塌，起着十分重要的作用，且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。在高轴压比情况下，增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小，因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要，特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合，剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝，产生腹剪破坏，加上异形柱多属短柱，这些导致异形柱脆性明显，使异形柱的延性普遍低于矩形柱，因而对异形柱的轴压比要严格控制。
三、短肢剪力墙结构及其计算
与异形柱框架结构相比，短肢剪力墙结构的设计理论与实践经验都相对更加完善一些，这是由于短肢剪力墙只是为了满足建筑对空间的需求而缩小的特殊剪力墙结构而已，其计算、构造、配筋等方法基本与普通剪力墙结构很相似。但尽管如此，在采用短肢剪力墙结构进行设计施工时，仍然需要注意以下几个问题：
1、由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防；
2、短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率；
3、高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢；
4、各墙肢分布要尽量均匀，使其刚度中心与建筑物的形心尽量接近，必要时用长肢墙来调整刚度中心；
5、高层结构中的连梁是一个耗能构件，在短肢剪力墙结构中，墙肢刚度相对减小，连接各墙肢间的梁已类似普通框架梁，而不同于一般剪力墙间的连梁，不应在计算的总体信息中将连梁的刚度大幅下调，使其设计内力降低，应按普通框架梁要求，控制砼压区高度，其梁端负弯矩钢筋可由塑性调幅70%-80%来解决，按强剪弱弯，强柱弱梁的延性要求进行计算。
四、结语
鉴于异形柱与短肢剪力墙的建筑结构形式更符合现代建筑的需求，因此，必将成为未来建筑设计施工中应用最为广泛的两种结构设计。还必须不断的对这两种结构设计进行改进与完善，使其经济性、实用性、抗震性等多种功能特性都能得到更大的提高，尤其是对于其抗震性能的设计，更需要不断加强，以满足社会对于建筑安全性的需求。
参考文献
[1]黄文亮.短肢剪力墙结构设计综述[J].中国住宅设施，2009（04）
[2]閆德楼，赵丽霞.短肢剪力墙结构在设计中的应用[J].职业技术，2006（12）