论文部分内容阅读
摘要：随着我国社会水平的提升，经济步伐的推进，我国的建筑事业也在这个过程中得到了较大程度的发展。而在建筑建设的过程中，我们往往会根据建筑的实际设计情况在建筑结构的不同部分使用一定形状的异形柱，从而以此来避免建筑框架因为凸出而带来的使用影响。在本文中，将就混凝土异形柱结构抗震设计中常见问题进行一定的分析与探讨。
关键词：混凝土异形柱;结构抗震设计;常见问题
1 引言
所谓混凝土异形柱结构，就是通过L形、T形以及十字形等方式的异形截面柱来对以往框架式矩形柱进行替代的一种竖向结构。通过异形柱结构的使用，不仅能够较好的使人们建筑设计中的感官需求能够得到满足，而且同我国目前建筑的结构建设方向也具有密切的联系。另外，异形柱柱肢厚度与梁宽、墙厚一致，导致异形柱与矩形柱在截面特性、内力、变形及抗震性能上均有较大的差异。对此，就需要我们能够在密切联系我国异形柱建设规程的基础上对其所具有的抗震性进行更好的设计。
图1 异形截面柱结构
2 基本结构设计
2.1 在我国的《混凝土异形柱结构技术规程》中（下述简称“规程”），明确的指出了建筑异形柱结构应当使用框架剪力墙的体系或者框架结构。根据建筑自身的结构受力需求以及布置需要，我们在对异形柱结构中框架柱的建设中可以都使用异形柱或者框架柱的形式，如果建筑功能需求一个较大的底部空间，我们则可以通过框架底部抽柱的方式对转换梁进行设置，并能够形成一种具有转换层的结构。
2.2 同时，在规程中也对于使用异形柱结构的房屋所具有的最大高度进行了规定，其也是我们在实际设计中需要重要考虑的一部分。通过对建筑高宽比的确定，则能够做好对建筑整体稳定性、结构刚度以及经济最优化的控制，需要我们严格根据规程中的规定对其设计。
2.3 在建筑抗震设计中，在我们使用异形柱结构时则不应当再使用错层、多塔以及连体等较为复杂的结构设计，并避免使用单跨框架结构，而在异形柱的梁、墙以及柱子等方面，也应当使用现浇结构进行设计，并保证异形柱的柱肢厚度应当能够同墙体的厚度保持一致。
2.4 在我们使用异形柱结构进行建筑设计时，较易使用的是具有规则特点的设计方案，且在抗震设计方面也应当保证其结构能够符合规程对于抗震设计的要求，并避免使用结构特别不规则的设计形式。而在我们对异形柱结构进行设计时，就需要能够严格的根据建筑的设计方案对建筑的竖向以及平面布置方式进行良好的判断，并在判断完毕之后根据所获得的结果对其内力以及地震作用力进行计算，而对于较为薄弱的区域则应当能够及时的做好相关抗震措施。
3 梁柱节点核心区
在规程中，同时也规定了在对异形柱框架应用中，应当做好其梁柱节点核心区的承载力计算。之所以出现这样的规定，是因为在条件相同的情况下，建筑异形截面柱节点所具有的承载力要远远的低于低层梁柱节点，可以说正是我们对于异形柱框架应用的一个较为薄弱的环节，需要我们能够通过合理的计算对其稳定性进行保障。在规程中，其给出的截面控制公式如下：
在该公式中，其在系数的规定方面需要能够满足相同的承载力，且在异形柱结构节点所具有的受剪截面还将远大于普通矩形柱的截面，这种情况的存在加上异形柱自身肢厚较大的特点，就使得我们在实际设计时经常会出现其核心区截面不能够满足需求的情况。而通过对于这种情况的研究，我们发现其出现较为集中的位置往往是建筑底部、轴压较大的柱，且其T形柱以及L形柱更为容易出现这种情况。对此，就需要建筑的结构设计工作者在实际设计方案时能够对该类问题引起充分的重视，进而通过精确的计算来避免此类问题的出现。
4 抗震构造要求
4.1 多层建筑车库设计
对于目前的高层建筑来说，开发方为了能够规避其容积率以及建筑面积的实际计算，通常都会将建筑底部车库的层高设置在2.2m以下。对于这种情况，我们在根据一般矩形柱结构考虑、在排除梁自身高度的情况下，柱的高度则通常在1.8m左右，而框架截面高度则通常在400mm左右，通常来说都能够满足我们的设计需求。而在使用异形柱的情况下，其所具有的肢高则会控制在500mm内，这就会使以异形框架柱结构进行设计的建筑往往出现短柱的情况。对此，就需要我们在设计时特别注意对于车库的异形柱箍筋应当能够沿其沿高范围进行加密。
4.2 纵向受力钢筋的最小配筋率较矩形柱高
根据异形柱自身所具有的受力特点，规程中明确规定了对于纵向钢筋来说，其所具有的最低配筋率应当大于0.8%。对于这项数值的规定来说，其同我们以往使用的矩形柱规定要高。以我们经常使用的三级框架来说，如果我们使用同等型号的钢筋，那么其所具有的最低配筋率同使用异形柱的配筋率相比要低20%左右。对此，当我们对轴压较小异形柱进行设计时，也需要能够对其配筋率进行反复的复核，并判断其是否满足规程中的规定。
4.3 角柱箍筋的加密
在建筑设计过程中，对于抗震等级处在1、2级的建筑，我们应当在角柱箍筋时保证其以全高的方式加密。而对于我们现今高层建筑的异形柱框架来说，虽然其所具有的抗震等级为三级，但是通过对于异形柱框架特点的考虑，我们也应当在角柱箍筋处理时使用全高加密的方式进行。而在我们实际对建筑进行设计时，对于该规定却往往没有引起充分的重视，尤其是对于设置在L形的异形柱，更容易在实际设计时被忽略。而这也是我们在对设计方案进行复核时需要重点推敲的。
5 结束语
总的来说，混凝土异形柱结构是我国目前建筑中非常重要的一个环节，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，我们在联系最新规程的前提下对混凝土异形柱结构抗震设计中常见问题进行了一定的研究分析，而在实际设计过程中，也需要我们在联系实际的基础上，能够设计出更为合理、符合规程规定的方案。
参考文献：
[1]张军.钢结构与钢筋混凝土结构体系多层住宅的经济效益对比[J].泰州职业技术学院学报.2011（04）：61-63.
[2]孙超，姚尧.浅析异形柱框架结构设计中应该注意的问题[J].山西建筑.2010（13）：42-43.
[3]宋家璐，张翼，张新培，高少波.保护层厚度对钢筋混凝土等肢异形柱延性性能的影响[J].世界地震工程.2009（01）：131-137.
关键词：混凝土异形柱;结构抗震设计;常见问题
1 引言
所谓混凝土异形柱结构，就是通过L形、T形以及十字形等方式的异形截面柱来对以往框架式矩形柱进行替代的一种竖向结构。通过异形柱结构的使用，不仅能够较好的使人们建筑设计中的感官需求能够得到满足，而且同我国目前建筑的结构建设方向也具有密切的联系。另外，异形柱柱肢厚度与梁宽、墙厚一致，导致异形柱与矩形柱在截面特性、内力、变形及抗震性能上均有较大的差异。对此，就需要我们能够在密切联系我国异形柱建设规程的基础上对其所具有的抗震性进行更好的设计。
图1 异形截面柱结构
2 基本结构设计
2.1 在我国的《混凝土异形柱结构技术规程》中（下述简称“规程”），明确的指出了建筑异形柱结构应当使用框架剪力墙的体系或者框架结构。根据建筑自身的结构受力需求以及布置需要，我们在对异形柱结构中框架柱的建设中可以都使用异形柱或者框架柱的形式，如果建筑功能需求一个较大的底部空间，我们则可以通过框架底部抽柱的方式对转换梁进行设置，并能够形成一种具有转换层的结构。
2.2 同时，在规程中也对于使用异形柱结构的房屋所具有的最大高度进行了规定，其也是我们在实际设计中需要重要考虑的一部分。通过对建筑高宽比的确定，则能够做好对建筑整体稳定性、结构刚度以及经济最优化的控制，需要我们严格根据规程中的规定对其设计。
2.3 在建筑抗震设计中，在我们使用异形柱结构时则不应当再使用错层、多塔以及连体等较为复杂的结构设计，并避免使用单跨框架结构，而在异形柱的梁、墙以及柱子等方面，也应当使用现浇结构进行设计，并保证异形柱的柱肢厚度应当能够同墙体的厚度保持一致。
2.4 在我们使用异形柱结构进行建筑设计时，较易使用的是具有规则特点的设计方案，且在抗震设计方面也应当保证其结构能够符合规程对于抗震设计的要求，并避免使用结构特别不规则的设计形式。而在我们对异形柱结构进行设计时，就需要能够严格的根据建筑的设计方案对建筑的竖向以及平面布置方式进行良好的判断，并在判断完毕之后根据所获得的结果对其内力以及地震作用力进行计算，而对于较为薄弱的区域则应当能够及时的做好相关抗震措施。
3 梁柱节点核心区
在规程中，同时也规定了在对异形柱框架应用中，应当做好其梁柱节点核心区的承载力计算。之所以出现这样的规定，是因为在条件相同的情况下，建筑异形截面柱节点所具有的承载力要远远的低于低层梁柱节点，可以说正是我们对于异形柱框架应用的一个较为薄弱的环节，需要我们能够通过合理的计算对其稳定性进行保障。在规程中，其给出的截面控制公式如下：
在该公式中，其在系数的规定方面需要能够满足相同的承载力，且在异形柱结构节点所具有的受剪截面还将远大于普通矩形柱的截面，这种情况的存在加上异形柱自身肢厚较大的特点，就使得我们在实际设计时经常会出现其核心区截面不能够满足需求的情况。而通过对于这种情况的研究，我们发现其出现较为集中的位置往往是建筑底部、轴压较大的柱，且其T形柱以及L形柱更为容易出现这种情况。对此，就需要建筑的结构设计工作者在实际设计方案时能够对该类问题引起充分的重视，进而通过精确的计算来避免此类问题的出现。
4 抗震构造要求
4.1 多层建筑车库设计
对于目前的高层建筑来说，开发方为了能够规避其容积率以及建筑面积的实际计算，通常都会将建筑底部车库的层高设置在2.2m以下。对于这种情况，我们在根据一般矩形柱结构考虑、在排除梁自身高度的情况下，柱的高度则通常在1.8m左右，而框架截面高度则通常在400mm左右，通常来说都能够满足我们的设计需求。而在使用异形柱的情况下，其所具有的肢高则会控制在500mm内，这就会使以异形框架柱结构进行设计的建筑往往出现短柱的情况。对此，就需要我们在设计时特别注意对于车库的异形柱箍筋应当能够沿其沿高范围进行加密。
4.2 纵向受力钢筋的最小配筋率较矩形柱高
根据异形柱自身所具有的受力特点，规程中明确规定了对于纵向钢筋来说，其所具有的最低配筋率应当大于0.8%。对于这项数值的规定来说，其同我们以往使用的矩形柱规定要高。以我们经常使用的三级框架来说，如果我们使用同等型号的钢筋，那么其所具有的最低配筋率同使用异形柱的配筋率相比要低20%左右。对此，当我们对轴压较小异形柱进行设计时，也需要能够对其配筋率进行反复的复核，并判断其是否满足规程中的规定。
4.3 角柱箍筋的加密
在建筑设计过程中，对于抗震等级处在1、2级的建筑，我们应当在角柱箍筋时保证其以全高的方式加密。而对于我们现今高层建筑的异形柱框架来说，虽然其所具有的抗震等级为三级，但是通过对于异形柱框架特点的考虑，我们也应当在角柱箍筋处理时使用全高加密的方式进行。而在我们实际对建筑进行设计时，对于该规定却往往没有引起充分的重视，尤其是对于设置在L形的异形柱，更容易在实际设计时被忽略。而这也是我们在对设计方案进行复核时需要重点推敲的。
5 结束语
总的来说，混凝土异形柱结构是我国目前建筑中非常重要的一个环节，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，我们在联系最新规程的前提下对混凝土异形柱结构抗震设计中常见问题进行了一定的研究分析，而在实际设计过程中，也需要我们在联系实际的基础上，能够设计出更为合理、符合规程规定的方案。
参考文献：
[1]张军.钢结构与钢筋混凝土结构体系多层住宅的经济效益对比[J].泰州职业技术学院学报.2011（04）：61-63.
[2]孙超，姚尧.浅析异形柱框架结构设计中应该注意的问题[J].山西建筑.2010（13）：42-43.
[3]宋家璐，张翼，张新培，高少波.保护层厚度对钢筋混凝土等肢异形柱延性性能的影响[J].世界地震工程.2009（01）：131-137.