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异形柱范文10篇

时间：2023-04-10 10:11:40

异形柱范文篇1

异形柱是指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱。建筑界所讲的“异形柱”,特点是截面肢薄,由此引起构件性能与矩形柱性能的包括受力、变形、构造做法等一系列差异。制定规程主要是针对肢厚200、250mm的异形柱。其形式与短墙肢相似,若肢较长就称短墙肢,很难划分两者的界线。

其中“Z”、“一”形柱未列入规程的原因如下。

第一,“Z”形柱在实际工程中,应用很多。“Z”形截面柱与“一”形截面柱类似,即两主轴方向抗弯能力相差甚大,多数情况下是Z形的上下两水平肢受与其方向一致的力,即由两根梁传来的拉力或压力,这只有通过中间肢的受扭来传递,后果只能是中间肢的断裂。“Z”形异形柱目前研究的不是很多,但在实际工程还是有用的。如果结构中只是个别柱为Z形,可以采用加强构造的设计。

第二,“一”形柱截面两主轴方向抗弯能力相差甚大。不论是在风荷载作用下还是在地震作用下结构中的柱一般都是受到两个方向的弯矩同时作用,其受力后的表现可想而知,它在双向剪力作用下性能也不好,由GB50010柱双向受剪承载力计算公式可见,柱截面相邻两边长相差越多,其斜向受剪承载力越低。

二、底层减柱的限制

第一,落地的框架柱应连续贯通房屋,框架柱应连续贯通转换层以上的所有楼层。底部抽柱数不宜超过转换层相邻上部楼层框架柱总数的30%,转换层下部结构的框架柱不应采用异形柱。底部抽柱带转换层的异形柱结构可用于非抗震设计和6度、7度抗震设计的房屋建筑。

第二,带转换层的异形柱结构在地面以上大空间的层数,非抗震设计不宜超过3层;抗震设计不宜超过2层;底部抽柱带转换层异形柱结构适用的房屋最大高度不少于10%,且框架结构不应超过6层。框架-剪力墙结构,非抗震设计不应超过12层,抗震设计不应超过10层。

第三,不落地的框架柱应直接落在转换层主结构上。托柱梁应双向布置,可双向均为框架梁,或一方向为框架梁,另一方向为托柱次梁;转换层上部异形柱向底部框架柱转换时,下部框架柱截面的外轮廓尺寸不宜小于上部异形柱截面外轮廓尺寸。转换层上部异形柱截面形心与下部框架柱截面形心宜重合,当不重合时应考虑偏心的影响;

第四,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比宜接近1。转换层上、下部结构侧向刚度比可按国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第E.0.2条的规定计算。规程不允许次梁转换(二次转换)。

第五,转换层及下部结构的混凝土强度等级不应低于C30;转换层楼面应采用现浇楼板,楼板的厚度不应小于150mm,且应双层双向配筋,每层每方向的配筋率不宜小于0.25%。楼板钢筋应锚固在边梁或墙体内;

第六,托柱框架梁的截面宽度,不应小于梁宽度方向被托异形柱截面的肢高或一般框架柱的截面高度;不宜大于托柱框架柱相应方向的截面宽度。托柱框架梁的截面高度不宜小于托柱框架梁计算跨度的1/8;当双向均为托柱框架时,不宜小于短跨框架梁计算跨度的1/8。托柱次梁应垂直于托柱框架梁方向布置,梁的宽度不应小于400mm,其中心线应与同方向被托异形柱截面肢厚或一般框架柱截面的中心线重合。

第七,注解:直接承托不落地柱的框架称托柱框架,直接承托不落地柱的框架梁称托柱框架梁,直接承托不落地柱的非框架梁称托柱次梁。

三、应用范围及特点

异形柱应用在7度设防以下。在异形柱结构中使用扁平柱是可以的,建议最小厚度取250,梁纵筋用3级钢,直径不超过12。各项验算同普通框架柱,构造和轴压比建议控制更严格一些。因“一”形异形柱不提倡用,在某工程上缺了还不行,没办法可用扁平柱,其计算按矩形柱方法计算。

地震力系数放大,自振周期折减。因用异形柱导致刚度下降,使得地震力减小,应采用地震力放大系数来适当地增加地震力。计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期,应考虑非承重填充墙体对结构整体刚度的影响予以折减。

四、截面定义输入

异形柱截面有T形、十形、L形,对一字形、Z字形规程未列入应用,在PMCAD截面定义中输入T形按2截面工形输入,不用的地方输0;十形按6截面十形输入;L形用5截面槽钢形输入。其宽均为240,肢长为600。输入轴线节点处应注意偏心材料应定为砼。为减少输入偏心转角的麻烦,在定义时要多定几个不同的截面类型。

五、配筋计算及施工图画法

配筋计算如下:采用双偏压、拉计算,箍筋采用双剪箍。异形柱肢长与肢宽比≤4时,否则应考虑梁的刚域。这时梁柱重叠部分,按刚域参数考虑。

施工图画法如下:a全楼柱钢筋归并;b平面柱大样画法画异形柱施工图,应注意箍筋加密与普通柱相同;柱分布筋之间设拉筋,其直径同箍筋,间距是箍筋的2倍;横向肢、竖向肢分别按计算配置一个矩形箍筋,并分别满足X、Y向计算箍筋面积的要求;c竖向筋要满足最小间距要求,采用对称配筋,一排排不下,程序自动放两排;按固定钢筋和分布筋的构造要求分别配制固定钢筋和分布筋。d在核心区箍筋相交处,若无主筋时,应设竖向架立筋如T形柱内侧,架立筋为构造筋,隐含直径D=14mm。

六、其它

顶层托斜层顶的(角)柱,规程对此没有涉及,它所受轴力、弯矩均不大,柱本身强度不会成问题,关键是房屋顶部结构整体性能,设计人员自己把握抗震设计的异形柱结构不应有错层,原因是免形成短柱。这里的错层是指规范和高规中的“较大的错层”。抗震设计时,框架柱的净高与柱截面长边之比不宜小于4,不应小于3。一般楼梯处易出现短柱,为此在楼梯间两侧布置剪力墙其它地方以异型柱为主。异形柱在斜向水平荷载作用下,其受剪承载力的平面图形为梅花状,等肢情况下异形截面柱受剪承载力在各象限图形是凸的。

在斜向剪力下,如果按X、Y两个分量分别配筋满足要求的话,其斜向承载力也能满足要求。由以上原因,异形柱规程规定异形柱的斜截面承载力可以分X、Y向分别进行设计,不等肢情况时,该图形的凸出程度要差一些,两肢长度相差越大,凸出程度越差,一形柱就是个扁椭圆。所以,这也是规程规定异形柱截面任一肢肢长不得小于500mm的一个原因。

异形柱范文篇2

住宅开发商及用户对建筑住宅中柱甚至主梁不突出墙面的呼吁，日益高涨，从而极大地推动了柱截面形式的变革，促使异形柱结构的诞生，并在全国广大地区蓬勃发展。异形柱指的是除矩形、圆形以外的截面形式，如T形、十字形、形等截面形式它的优点是，柱肢基本与填充墙等厚，使室内不出现柱楞，便于室内灵活布置，又可增加使用面积。异形柱结构分为异形柱框架结构和异形柱框架一剪力墙结构，各种结构各有不同的适用高度，且均比普通柱结构要求更严。

2异形柱的受力性能

2．1承载能力

异形柱不同于矩形柱，它由多肢组成，柱肢截面高度与柱肢宽度的比值一般在2～4，墙肢平面内外2个方向刚度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有较大差异。

2．2变形特征

一般住宅的层高在2_8～3．0m，异形柱肢厚在200mm左：占，异形柱为了获得足够的承载力，肢长一般不会太小，这就容易造成柱剪跨比过小，形成短柱(柱净高H／柱肢长h小于4)，以剪切变形为主，构件变形能力下降。即使存在轴压比较小的柱H／h>4，由于异形柱属薄壁构件，也会因截面曲率M／EI或ecufX(ecu为混凝土的极限压应变，x为截面受压区高度)较小，使弯曲变形性能有限，延性较差。

2．3破坏机理

异形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范围之外，受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土协调变形，这种变形协调，使各柱肢内存在比较大的翘曲应力和剪应力。而该剪应力的存在，使柱肢极易先出现裂缝，即产生腹剪裂缝，使得各肢的核心混凝土处于三向剪力状态，导致异形柱脆性增加，使得异形柱较普通截面柱变形能力低。同时，异形柱存在着单纯翼缘柱肢受压的情况，其延性更差，不对称截面导致不对称延性。当荷载作用在腹板平面内，翼缘在受拉侧，异形柱小偏压脆性破坏；翼缘在受压侧时，异形柱大偏压延性破坏。由国内外大量的试验资料和理论分析表明，异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等。影响其破坏形态的因素有：荷载角、轴压比、剪跨比、配箍率以及箍筋问距S与纵筋直径d的比值等。异形柱由于其截面的特殊性及受力性能的复杂性，在设计中，必须通过可靠的计算分析和必要的构造措施，来保证其强度和延性。

3异形柱的计算分析

3．1计算方法

在低烈度区，且水平力作用在截面对称轴内时(如异形柱为十字形)，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，按混凝土设计规范计算。而在高烈度区，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，应选用带有异形柱计算功能的软件，如中国建筑科学研究院的TAT，SATWE程序等。TBSA软件不能直接输入异形柱的截面形式，需按柱子双向刚度相等原则，将异形截面简化为矩形截面，但此时存在面积误差，同时，柱截面形心主轴的角度也发生了变化，进而影响构件内力的计算及其它计算结果，同时柱的定位、梁的计算长度，都存有问题。TAT，SATWE程序可直接输入异形柱的截面，不存在这一类问题。在计算异形柱的刚度时，以其主形心的主轴坐标为参考点，求出异形柱主形心惯性矩，与之相连的梁的刚度也均向异形柱主形心叠加。计算时，按材料力学的经典公式，求出各种异形截面在主轴的惯性矩和方向角，并建立主轴的单元刚度，与梁元刚度、墙元刚度一起，参与结构的整体分析，分析更为合理。

3．2计算模型

由于在实际工程中，所布置的竖向构件往往不全是异形柱，其中经常会混合采用墙肢相对较长的剪力墙(一般剪力墙或部分短肢剪力墙)，形成异形柱框架一剪力墙结构。在这类结构的计算模型输入时，有的设计人员常会把异形柱，按短肢剪力墙输入，有的甚至将异形柱框架结构的全部异形柱，按短肢剪力墙输入，这样势必造成计算误差，而且发现有些构件的误差会影响结构、构件的安全。如框架梁，按异形柱输入的，粱长取两端异形柱形心长度；而按短肢剪力墙输入的，梁长取墙肢端点长度，两种方法引起梁内力、配筋有较大出入。下面举例分析2种输入方法引起的自振周期、地震作用及结构侧移，结构内力的差异。例：某结构柱网尺寸为4．2rex4．2m，平面布置见图1。共4层异形柱框架结构，层高3．0m，8度，Ⅱ类场地，主梁200mmX500mm，次梁200mmX400mm，混凝土强度等级C25，楼面静、活荷载标准值分别取4．5kN／m，2．0kN／m，梁上墙的线荷载标准值取7．5kN／m。模型1全按异形柱形式输入，模型2周边异形柱按短肢剪力墙形式输入。用TAT软件进行抗震分析比较，结果见表1。计算结果反映出：按短肢剪力墙形式输入的模型2，同模型1相比，自振周期小了10．4％，地震作用大了15．2％，结构侧移小了32％，结构内力均较模型1小。算例分析表明，不同的计算模型无论对异形柱结构体系的自振周期、结构侧移，还是基底弯矩和剪力、梁柱内力都产生了很大的影响。因此，在实际工作抗震分析时，需要注意以下几点：①对于肢长与肢宽之比不大于4的异形柱，由于它已接近柱的特征，应采用异形柱形式输入；②对于肢长与肢宽之比稍大于4的，不应采用过高的轴压比，宜接异形柱套用。另外，建议对异形柱结构体系，宜采用2种不同计算模型的软件(如TAT，SATWE)进行计算分析，以便校核。

4轴压比的控制

对框架结构，框一剪结构，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，且轴压比又是影响混凝土柱延性的一个关键指标，柱的侧移延性，随着轴压比的增加而急剧下降。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，剪应力使混凝土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，这些导致柱脆性增加，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。在目前设计过的工程中，由于本地建筑主管部门的严格控制，异形柱结构的适用高度，一般不高，异形柱的轴压比不会太大，一般可控制在比普通柱结构规范规定的限值小O_3的水平。另外，不同的柱截面形式，如L形、T形、十字形，在相同水平侧移下，其延性性能也有较大差异，对双向对称的十字形，轴压比限值可适当放宽，而双向均不对称的L形就应严格控制，T形次之，这与结构布置中的角柱轴力小，布置L形，边柱，布置T形，中柱轴力大，布置十字形基本吻合。

5结构构造

5．1配筋构造

在正确的结构选型及计算后，截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点，柱肢端部会出现较人应力，加上梁作用于柱肢上应力的不均匀，一般越靠肢端应力越大，对柱肢形成偏心压力，进一步加大了肢端压应力。因而在异形柱配筋时，纵向受力钢筋应按计算所需，集中布置在肢端和柱肢交接的内折角区域，其余部位均匀设置间距不大于200mm的构造钢筋，直径可用14mm，并设拉筋，拉筋直径和间距可同柱箍筋，这样可限制柱肢的混凝土裂缝的开展，提高异形柱局部抗剪强度及变形能力。柱箍筋由计算确定，箍筋的设置不仅能抗剪，也可约束混凝土变形，增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下，箍筋直径大，其延性指标好，因而箍筋可用4,8，4,10，其间距可比普通柱箍筋间距小。

5．2其余构造

5．2．1材料要求

(1)混凝土的强度等级不应低于C25，且不应高于C50。C50级以上的混凝土在力学性能等方面，与一般强度混凝土有着较大的差异；

(2)纵向受力钢筋宜选用高强的HRB400，HRB335级钢筋。高强钢筋的采用，使钢筋直径不至于过大，且减少了根数便于布置；若钢筋直径过大，则会造成锚固和节点构造的施工困难。

5．2．2截面要求

(1)异形柱截面各肢肢高、肢厚比，不应大于4，肢厚不应小于200mm。肢厚小于200mm时，会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度不足，难以保证结构的安全且施工不便。

(2)异形柱不应采用一字形和z字形。一字形截面柱由于柱肢薄且没有翼缘的约束，平面外刚度较差，特别是一侧搭梁时，在地震作用下极易产生破坏。z字形截面柱受力复杂，柱肢存在翘曲应力和剪应力，柱腹板还存在较大的扭矩作用，易造成复杂应力作用下的破坏。(3)尽可能地避免短柱和极短柱，异形柱的剪跨比宜大于2，减小地震作用下发生脆性粘结破坏的危险性。

6节点核心区受剪承载力

由异形柱的截面特性，决定了梁柱节点核心区域面积较小，而梁柱纵筋交汇使得箍筋配置不可能太多。为了满足抗剪承载力的要求，只能提高混凝土的标号，但随之带来的问题是构件变脆，同时与梁板混凝土强度的协调也成问题，有时为了个别柱的需要，而使全部柱的混凝土标号提高，也造成了投资上的浪费。为了解决这一问题，我们在已建成的工程中采用了在节点核心区的柱内加竖向钢板的方法，钢板伸过节点核心区上下一定的长度锚固，按钢板与混凝土协同工作来计算分析，确定钢板的截面尺寸。最终设计的结果是钢板截面尺寸较小，不影响梁柱钢筋的布置，且钢板设置灵活，哪里需要哪里加。该工程已建成使用，效果较好。

异形柱范文篇3

在此，笔者拟与广大设计人员共同探讨一下混凝土异形柱框架结构的设计与应用。

2异形柱结构的设计与应用

2．1异形柱及异形柱结构的定义

2．1．1《混凝土异形柱结构技术规程》(GJ149-2006)对异形柱的定义是：截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比(柱肢截面高度与厚度的比值)不大于4的柱。L形截面柱多用于墙的转角部位，T形和十字形截面柱多用于纵横墙交接处。

2．1．2所谓异形柱框轻结构即是由异形(T型、L型、十字型)柱组成框架，由轻质填充墙所形成的结构。根据建筑布置及结构受力的需要，异形柱结构中的框架柱，可全部采用异形柱，也可部分采用一般框架柱。建设部在1996年11月的<住宅产业现代化试点技术发展要点>文件中，对其特点做了如下阐述：1)由T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成的框架：2)填充墙与柱壁同厚，室内不出现柱楞：3)因墙体减薄与砖混结构相比，可增加使用面积8％～10％；4)填充墙的墙体材料可根据当地保温隔热要求，因地制宜，就地取材。

2．2异形柱框架结构与矩形柱框架结构在设计中的差异

2．2．1对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构适用的房屋最大高度有较大幅度的降低。

2．2．2对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱结构弹性层间位移角限值、弹塑性层闻位移角限值更加严格一些。

2．2．3钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构抗震等级的确定方法更加严格一些，其在房屋高度的取值上降低了数值。

2．2．4抗震设计时，扭转不规则的异形柱结构，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45；而矩形柱框架结构的该比值为1.50。

2．2．5抗震设计时，对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱的轴压比限值均有不同幅度的降低，意味着其要求更加严格。

2．2．6异形柱结构的地震作用计算，一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担，7度(0.15g)及8度，(0.20g)时尚应对与主轴成方向进行补充验算。

2．3异形柱框架结构在SATWE中的设计与应用

能够有效地分析带有混凝土异形柱的结构并进行截面配筋设计，这是SATWE软件的特点之一。在梁的刚度、荷载、及截面配筋计算时，充分考虑了异形柱框架结构的特殊性。由于混凝土异形柱的柱肢较长，梁、柱在节点处的重叠部分较大，合理的力学模型简化应将重叠部分作为刚域，自重计算时不应重复计算重叠部分的混凝土重量，SATWE软件中对梁考虑了这样的力学模型简化：

(1)梁的计算按扣除刚域后的梁长计算：

(2)梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；

(3)截面设计按扣除刚域后的梁长计算；

(4)梁端刚域的计算原则如下：

记梁两端与柱的重叠部分长分别为Di和Dj，梁长为L(即两端节点问的距离)，梁高为H，则梁两端的刚域的长度分别为

Dbi＝Ma×(0,DiH/4)

Dbj＝Ma×(0,Dj—H/4)

扣除刚域后的梁长为：LO＝L－(Dbi＋Dbj)

2．4异形柱结构构造的设计心得

2．4．1《异规》第6．1．3条规定，异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm。当节点的非弹性变形较大时，贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧，甚至出现沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏、现象发生。为保证其粘结应力不致过大，避免上述现象出现，规定梁的高度、即节点高度不能太小。异形柱结构框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件，故务必遵守此条规定。

2．4．2《异规》第6．1．3条规定，异形柱截面的肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm。这是因为肢厚较小时，会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度不足，故限制肢厚不应小于200mm，以保证结构的安全及施工的方便。而限制肢高一方面为了满足伸入柱内的梁纵向钢筋锚固长度，另一方面是考虑柱双向正截面承载力要求和双向受剪性能的要求。

2．4．3《异规》第6．3．5．1条规定，抗震设计时，对二、三级抗震等级，贯穿中柱的梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱肢截面高度hc的1/30，当混凝土的强度等级为C40及以上时可取1/25，且纵向钢筋直径不应大干25mm。

矩形柱框架的框架梁纵向钢筋伸入节点后，其相对保护层一般能满足，而异形柱的c/d大部分仅为2.0左右，根据变形钢筋粘结锚固强度公式分析对比可知，后者的粘结能力约为前者的0.7。为此，规定抗震设计时，梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱截面高度的1/30。由于粘结锚固强度随混凝土强度的提高而提高，当采用混凝土强度等级在C40以上时，可放宽到1/25。

2．4．4《异规》第6．3．5．4条及表6．3．5给出了异形柱结构框架梁梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率。这比《抗规》第6．3．3条规定的梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5％要严格。这是因为，在地震作用组合内力作用下，梁支座处纵向钢筋有可能在节点一侧受拉，另一侧受压，对于异形柱框架梁柱节点更易引起纵向钢筋在节点核心区的锚固破坏。为保证梁支座截面有足够的延性，设计时不考虑纵向钢筋的受压作用。为此，对二、三级抗震等级的框架梁可根据单筋梁满足的条件来确定梁纵向受拉钢筋最大配筋率。以C30混凝土，HRB335钢应的混凝土强度等级和钢筋级别得出的。

2．4．5异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率，抗震设计时不应大于3％。这是因为异形柱肢厚有限，柱中纵向受力钢筋的粘结强度较差，故将纵向受力钢筋的总配筋率由对矩形柱不大于5％降为不应大于3％，以减少粘结破坏和节点处钢筋设置的困难。

3工程算例

3．1工程概况

某多层异形柱框架结构，共6层。地震烈度为7度(设计基本地震加速度为0.15g)，框架抗震等级为三级。该结构的标准层结构平面图(如图中仅表示出梁柱结构)所示。填充外墙为250厚MU10轻骨料砼空心砌块(容重＜13KN/m)，填充内墙为200厚MU10蒸压砂加气砼砌块溶重＜8KN/m)。

3．2设计心得

3．2．1在设计该结构时，最初将混凝土强度等级定为C30，但是计算得到的异形柱轴压比超过规范规定限制，同时梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率超过《异规》表6．3．5的要求。虽然对楼板而言，采用C30混凝土是可以的，但考虑到梁板柱的施工问题，同时为满足异形柱轴压比以及梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率的要求，最终将梁板柱的混凝土强度等级全部改为C40。不过考虑到混凝土强度等级较高时楼板易开裂的问题，在楼板设计中采取必要的抗裂措施。

3．2．2从中可以看出，有Z形、W形柱，这里介绍一下这两种柱的处理方法。(1)Z形柱，是由两个L形柱组成的。在PMCAD输入时按两个L形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为Z形柱受力较大时易在中间肢劈开，劈开后(极限状态)其受力接近于两个L形柱，按两个L形柱处理较为合理。此时两个L形柱间的梁会困刚度太大而超筋，因为实际上无此梁，只是有限元计算时两柱问有联系必须有此梁，故不必管。(2)W形柱，计算及配筋时是按T形柱考虑的。只是由于建筑布置的要求，此处垂直搭接至T形翼缘上的梁的梁端钢筋锚固长度，由于翼缘厚度只有200mm，不能满足要求。故在此处增加一部分混凝土，该部分按构造配筋，就是为了解决梁端钢筋锚固长度的问题。

通过该结构的设计，本人意识到为保证结构安全，结构构造在整个设计过程中起着非常重要的作用。尤其对于异形柱结构而言，实际上是梁柱节点域的设计。

总之，异形柱框架结构有着较大的市场需求，在设计中根据其受力特点，充分了解其破坏机理，选用合理的柱网布置形式，正确掌握计算机分析方法加上人为分析，合理配置截面钢筋，使结构具有可靠的安全保证。

异形柱范文篇4

关键词：异形柱；框架

1前言

近年来，异形柱框架或异形柱框架一剪力墙结构作为一种全新的结构形式广泛用于小高层住宅建筑中，相对于传统的短肢剪力墙或框架结构，能更好的满足建筑需求且造价略有降低，因此具有更好的经济效益和社会效益。该结构形式一般指同层内异形柱数量超过柱总数量10％的框架或框架剪力墙结构，适用抗震设防烈度为6度或7度的地区。

2受力特点

异形柱是指柱截面摈弃了惯用的矩形柱，而采用多个小墙肢的组合截面柱子，由剪力墙演变而来。柱肢截面中各肢高厚比不大于4，常用的有L形、T形和十形，亦有采用Z形。柱肢宽度一般使用与墙体相同的厚度，一般为200～250mm，不大于300mm。肢长较大，《规程》规定不小于500mm，一般为600～800。除此之外，不等肢异形柱肢高比一般不超过1.6，各肢截面厚度不能相差过大。

虽然异形柱由剪力墙演变而来，但由于柱截面本身的特殊性，异形柱结构的受力特点既不同于剪力墙结构，也与普通框架相差很大，具有自己的独特性，在荷载作用的结构反应更加复杂。国内外大量的试验资料和理论分析证明，异形柱的破坏形态有：弯曲破坏、小偏压破坏、剪压破坏等，影响破坏形态的因素主要有：荷载角、轴压比、剪跨比、配箍率等。

2．1整体计算分析

异形柱的存在和不同的布置对结构整个抗侧力刚度影响很大，总体来讲相对于同样布置的同截面矩形柱结构，异形柱结构的整体性要好，刚度略由增强；而单结构形式来讲，异形柱结构的刚度介于普通框架和框架剪力墙之间。文献[2]对8度区－6层住宅分别采用矩形柱和异形柱框架进行设计，然后分别采用SATWE和CRSC程序对比分析，结果表明在地震作用下异形柱结构的底部剪力要比矩形柱框架结构大16％～26％左右，各层柱的平均剪力和节点剪力也比矩形柱框架大很多。异形柱结构的受力特点介于普通框架柱和剪力墙之间，结构的抗震性能比较差，在内力分析计算时，既不能完全按普通框架柱，也不能完全照搬短肢剪力墙。

根据规范要求，对于矩形柱结构，当无斜向抗侧力构件时，结构设计的地震作用方向一般取工程纵横轴方向，即0°和90°以此来求得地震作用下的结构内力，正截面承载力两个方向分别按单偏压计算配筋，其承载力基本上可以包络地震作用沿其他方向的情况。但对于异形柱，由于截面惯性矩沿不同方向差别很大，地震作用下柱受力的最不利方向不一定0°或90°，也就是说仅沿该两个方向计算的正截面配筋并不能完全包络地震作用沿其他方向时的情况，尤其在高烈度地区体现得更显著。对此，《规程》强制规定，7度及以上时地震作用尚应对与主轴成45°方向进行补充验算。

考虑到受力后异形柱结构反应复杂，抗震性能不好，为符合“三水准两阶段”的抗震设计思路，地震作用计算后梁柱的内力调整都相对要求更严格些。对此，目前国内通用的结构设计软件PKPM并没有体现出来，虽然可以建立异形柱的模型，但尚未增加异形柱这种结构形式。其内部的内力调整和截面配筋计算仍然按照矩形柱或者短肢剪力墙的模式进行的，这难免会带来误差，有时可能相差甚远。天津大学开发的异形柱设计软件CRSC尚未普及。

目前很多设计都是把异形柱作为短肢剪力墙，按短肢剪力墙结构利用PKPM等空间软件进行分析设计，误差大在所难免。相对精确的设计方法是：假设梁柱节点与普通框架梁柱节点相同，按等主轴刚度及等截面面积两个条件把异形柱截面转化成等效矩形柱截面，利用空间有限元分析程序进行内力分析，求出柱的内力重新按照有关异形柱截面的配筋计算公式进行截面配筋验算。但这种等效转化后的计算模型仍与实际结构有较大出入，由于异形柱肢长比较大，与梁相交时梁柱重叠部分较大，形成类似与壁式框架的梁柱刚域，梁的计算长度大大减小，实际结构的侧向刚度比计算模型大，导致地震力计算偏于不安全，文献[3]对柱内力在程序计算结果的基础上乘以约1.1的放大系数或者加大周期折减度以适当考虑其影响。但这也是权宜之计，且对于普通设计人员来讲过于费时费力，不利于提高效率。

2．2正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力

柱肢截面的差异，导致柱肢平面内外两个方向的截面特性相差较大，异形柱截面在轴压力及弯矩剪力共同作用下，正截面承载力的计算是一个十分复杂的问题，因为柱截面中和轴一般不与弯矩作用平面相垂直，也不与截面边缘平行，其位置随截面尺寸、混凝土强度、配筋率及荷载角等诸多因素的变化而变化。进而导致柱肢平面内外两个方向的惯性矩差异明显，进而侧向刚度相差较大，对不等肢的截面表现尤甚。因此普通柱正截面抗弯验算的计算公式并不适用于异形柱，《规程》将异形柱截面划分为有限个混凝土单元和钢筋单元，仍然采用平截面假定给出了双向偏压的正截面承载力验算公式。

由于多肢的存在，其截面的剪力中心往往在截面外，受力后主要依靠柱肢交点处的核心混凝土协调变形和传递内力，导致各柱肢内存在相当大的剪应力和翘曲应力，柱肢易首先出现裂缝，核心混凝土处于三向受剪状态，变形能力降低，脆性破坏特征明显。

异形柱的斜截面受剪承载力也随荷载作用方向而变化，但对同一方向的地震作用由于翼缘的有利作用，通常比等面积矩形柱高，文献[4]表明，T形截面柱的受剪承载力至少为同截面面积矩形柱的1.15倍，L形柱则基本相同。

2．3节点强度

普通框架只要梁柱截面满足规范构造要求，节点核心区面积大，除二级或更高抗震等级的节点外，一般不需要特别进行节点抗剪验算。但异形柱框架的肢厚不大，节点核心区有效水平截面积小。另外，异形柱由于轴压比的要求，通常肢长较大，相对同截面面积的矩形柱来讲，刚度大，地震作用大，相应的节点剪力比相同布置下(柱面积相等)的矩形柱结构大很多。因此异形柱框架节点一般都需要验算节点抗剪强度。同时，异形柱肢厚度偏薄，节点斜压机制引起的核心区斜压力相对较大，钢筋握裹性能差，施工质量的可靠性也难以满足。

异形柱截面形式的不同，其节点受剪承载力也差别较大。十形截面柱的翼缘布置在节点截面中间受力最大的部位，翼缘的作用得以充分发挥，节点受剪承载力与同截面面积的矩形柱相差不大，T形截面次之，L形相差最大，受剪承载力下降最大。文献[5]研究表明：L形、T形、十形柱节点的受剪承载力比具有相同有效截面的矩形柱节点分别低33％、17.5％、8％左右，且用于矩形柱框架节点抗剪验算的公式已不适用于异形柱节点。在高烈度地区控制异形柱结构适用高度的参数已不单单是柱轴压比，而是节点区的强度。3构造措施

异形柱的受力情况复杂，结构延性相对较差，单纯依靠目前的程序计算配筋尚难满足结构抗震的延性要求，因此必须加强构造措施，从概念出发，保证结构具有足够的安全度。

3．1结构平面布置

异形柱框架应设计成双向刚接梁柱抗侧力体系，根据结构平面布置和受力特点，可设计成部分异形柱部分矩形柱的形式，特别注意在受力复杂部分采用矩形柱。平面布置宜使结构平面刚度均匀对称，尽量控制或减小扭转效应：竖向布置注意体型力求简单规则，避免过大的外挑内收，避免楼层刚度沿竖向突变；柱网尺寸不易过大，一般不超过6m，柱矩大梁高也大，一方面建筑净空难以满足要求，另一方面柱承受的轴力也大，轴压比高，于抗震不利。为保证梁板对异形柱节点的约束，宜采用现浇楼盖。

3．2轴压比及柱配筋

对于柱而言，控制其延性的因素很多，不管对矩形柱还是异形柱，轴压比无疑是最重要的控制条件之一，其侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降，对异形柱更应从严控制。这可以通过控制柱距、采用轻质墙体、优化结构平面布置改善。柱肢端承受梁传来的集中荷载，局部压应力大，可设置暗柱。曹万林等《钢筋混凝土带暗柱异形柱抗震性能试验及分析》表明：带暗柱异形柱与普通异形柱相比，承载力及延性和耗能能力有显著提高。

异形柱截面的剪力中心与截面形心不重合，剪应力的存在使柱肢先于普通矩形柱的剪压构件出现裂缝，产生腹剪破坏，导致柱脆性显著，延性普遍低于矩形柱。而且柱截面可能出现单纯翼缘受压，此时柱的延性最差，因此需要进一步提高异形柱的抗剪能力。除此之外，尽量避免短柱的出现，对剪跨比小的短柱要采取相应的加强措施，以免形成薄弱环节。

3．3节点构造

节点已经成为异形柱结构的薄弱环节，考虑到节点处钢筋的锚固以及保证节点区混凝土浇筑的质量，柱钢筋数量不宜过多且直径不宜过大。

4工程实例

长沙市某住宅楼长24.7m，宽14.5m,建筑面积3575m2左右，地上架空层一层，层高4.5m，住宅十一层，层高3.0m，最大建筑高度为39.0m，平面图见图1。该工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别Ⅱ类。采用异形柱框架——剪力墙结构，剪力墙抗震等级为三级，异形柱框架抗震等级为三级。采用SAIWE程序分析，各层间位移角见图2，满足规范对层间位移的规定；同时重视抗震概念设计，加强构造措施。目前已竣工验收交付使用，经观察结构整体状况良好。

5结语

异形柱结构具有广阔的应用前景，但其受力性能具有自己的独特性，目前仍需要进一步研究以完善设计理论，开发更适用的设计软件，提高工程设计效率，便于推广运用。

参考文献：

[1]JGJ149-200，混凝土异形柱结构技术规程。

[2]黄锐，抗震设防高烈度区异形柱结构设计应注意的两个问题，建筑结构，2005(5)。

[3]沈伟，汪杰南京虎啸小区09栋住宅异形框架设计，建筑结构，2001(11)

异形柱范文篇5

关键词：异形柱框架结构；矩形柱框架结构；SATWE：节点域

1前言

随着人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高，从而对建筑设计布局有了新的要求。普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔己越来越不能被房屋使用者所接受，因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求结构工程师配合解决这个问题，因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。

在此，笔者拟与广大设计人员共同探讨一下混凝土异形柱框架结构的设计与应用。

2异形柱结构的设计与应用

2．1异形柱及异形柱结构的定义

2．2异形柱框架结构与矩形柱框架结构在设计中的差异

2．2．1对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构适用的房屋最大高度有较大幅度的降低。

2．2．2对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱结构弹性层间位移角限值、弹塑性层闻位移角限值更加严格一些。

2．2．5抗震设计时，对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱的轴压比限值均有不同幅度的降低，意味着其要求更加严格。

2．3异形柱框架结构在SATWE中的设计与应用

(1)梁的计算按扣除刚域后的梁长计算：

(2)梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；

(3)截面设计按扣除刚域后的梁长计算；

(4)梁端刚域的计算原则如下：

记梁两端与柱的重叠部分长分别为Di和Dj，梁长为L(即两端节点问的距离)，梁高为H，则梁两端的刚域的长度分别为

Dbi＝Ma×(0,DiH/4)

Dbj＝Ma×(0,Dj—H/4)

扣除刚域后的梁长为：LO＝L－(Dbi＋Dbj)2．4异形柱结构构造的设计心得

3工程算例

3．1工程概况

3．2设计心得

异形柱范文篇6

关键词：钢结构异型框架柱高层住宅

结构设计的基本任务是在结构的可靠度和经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使建造的结构在规定的条件和使用期内，能够满足预定的安全性，适用性和耐久性等功能要求，这就要求设计人员在安全和经济综合考虑，合理的结构体系之关重要，目前的主要的是混凝土结构和钢结构，由于混凝土结构很多缺点，和科技的进步和环保意识的提高，钢结构得到了很大的发展。

钢结构作为建筑体系的优势在于，钢结构有利于工业化和产业化的生产，钢结构是绿色建筑，节能建筑，钢结构提高了空间的利用率，钢结构建筑的重量轻，体量小，而且本身有良好的延性，因此钢结构的抗震性能非常好，钢结构的施工周期短，提高了资金投资的效益和施工现场文明。

所谓异型柱框架体系是指全部或部分采用L字型，+字型，Z字型及一字型等非矩形截面柱与矩形或T型截面组成的梁柱结构体系。

1异型框架的结构应用

1．1异型柱的框架主要优点

1）柱的平面布置很灵活，异型柱结构的围护墙都是非承重的轻质隔墙，受建筑的限制较少，可以满足业主对大开间建筑的需求。

2）异型柱框架与矩形框架相比，抗震性能有明显的提高，质量减轻是其抗震提高的主要原因，此外，抗侧刚度对抗震性能的提高也有一定的影响。

3）钢结构异型柱框架避免了混凝土的阴角和阳角部位存在应力集中现象和地震时的破坏严重。

1．2异型柱的框架的结构布置

随着生活水平的提高，人们对住房的要求越来越高，由于异型柱框架具有室内无柱楞，不妨碍家具的摆设，可增加使用面积4%—8%，可选择填充墙的墙体材料等优点。

1．3异型柱的构造措施

异型柱框架的构造应满足现行国家结构设计，施工规范的基本要求。考虑到异型柱的特点，应采取下面的构造措施，在结构体系上，应从严把握概念设计的原则要求，力求结构平面规整，结构刚度均匀，构件传力直接,明确，最好不做错层结构，柱的轴压比应满足一定的要求，并应当适当修改。

异型柱框架的构造，T型柱的可以采用一个工字钢和T型钢焊接成，根据具体的墙体的厚度，采用适当的填充材料，使柱体和墙体形成有机的整体，在美观的同时不会出现应力的集中的现象。，

2异形柱的计算方法

2．1刚度等效原则

对于多高曾框架来说，对结构内力分析影响最大的是柱子的形心主轴惯性矩，而截面面积和抗扭矩影响很小，因此只要保证异形柱形心主轴惯性矩正确进入电算程序中局部坐标系下的单元刚度矩阵，就能较准确的计算出异形柱框架的内力和变形，为了使现有的高层钢结构分析软件在计算异形柱框架能够反应这一要求，应该按照等效刚度的原则。

2．2采用中国建科院刚结构软件STS和SATWE-8程序直接对异形柱进行计算。

3各种异形柱的比较

由于应用的结构具体的位置不同，各种异形柱的所受外力有很大的区别，各异形柱的承受的极限形式又不相同，对于比较各异形柱的经济性相对比较困难，在实际应用中只有根据工程的特点来具体选择，本文只简单比较各异形柱的力学性能，应离集中部位对不同作用方向的不同柱有很大的不同，L形的柱截面的绝对最大剪应力的位置稍微偏离截面突变处，对于T形柱截面，当外力作用在对称方向时，最大剪应力的位置稍微偏离截面突变处，而外力作用在非对称方向时，最大的剪应力仍在截面突变处，+字柱面的最大剪应力总在截面突变处。

4异形柱设计的存在问题

异形钢柱是在一般是在工字形截面上增加一个T形截面，相应增加了弱轴方向的截面特性，特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接，优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接，加强了工字钢柱的弱轴稳定，对结构安全有有利影响，但是在异形柱在结构分析中还存在问题，要解决的问题有：1）弱轴上增加T型构件后，截面特性的确定，2）异型钢柱局部稳定性计算，3）梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析（普通杆系计算软件你能解决），理想的计算模型应该采用有限元整体建模进行内力分析，可以解决上述的问题，但是建模的工作量太大。

异形柱的设计中面临的另一问题，就是异形柱框架在地震作用下破坏严重，异形柱框架在设计中存在很多的问题：1）异形柱框架结构不对称时，扭转对其受力的影响2）异形柱框架结构在地震作用下的弹塑性分析3）异形柱框架结构在截面设计方面的软件的开发。异形柱在地震的破坏的主要原因可归纳为：1）异形柱框架结构的设计方法不完善，2）异形截面柱的强度有别别于普通的规则柱，3）异形截面柱的破坏形态不同于规则的钢结构柱。

5．异形柱框架的发展

我国自1949年后，钢结构就在大跨重型工业厂房，大型公共建筑和高耸结构中就得到了应用，尤其在近20年来，钢结构更加应用于土木工程中，随着我国科研和设计人员的不断探索和研究，出现了新的结构类型，异形框架柱就是其中的一种。在科技的进步和人民生活水平的提高，钢结构被应用于高层住宅中，得到了较好的效果。由于钢结构本身的一些特点，将会越来越多的运用到高层住宅中去，由于住宅的特殊要求和审美观念的要求，我们相信异形框架柱将在高层钢结构住宅中担当重要的结构体系，异形柱也将的到更高的认识和研究。为了更好的应用该结构体系，我们认为应该做到以下几点：1）通过回访，及时总结已建成的运用该结构体系的住宅经验2）加快相关技术标准，规范，规程的制定和修改，使与钢结构异形柱有关的所有部门和人员工作起来有据可依，3）重视有关钢结构住宅的技术人员的教育和培训，提高专业队伍的素质。

6．结束语

钢结构住宅是今后发展的一个方向，随着科技的进步，审美观念改变必然使的钢结构住宅建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们提倡的是抛弃风格，从结构的理性主义出发，从现代和传统的建筑结构中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构住宅的精品建筑。我们要分清楚，钢结构异形柱框架是建筑中承重体系和服务部分，它不是建筑使用中的主要部分，钢结构住宅的设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势。

参考文献

1．陈志勇.异型柱框架结构在高层建筑中的应用和计算.广东水利水电.2004.10

异形柱范文篇7

关键词：异形柱短肢剪力墙结构设计

现代住宅建筑要求大开间，平面及房间布置灵活、方便，室内不出现柱楞、不露梁等。异形柱与短肢剪力墙结构能较好地满足现代住宅建筑的要求，因而逐渐得到了推广应用。目前，现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱与短肢剪力墙结构设计的条款，因此，结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题，需要设计人员积累经验，利用正确的概念进行设计。

本文旨在对异形柱与短肢剪力墙结构设计中的一些问题进行探讨，提出个人看法，供结构设计人员参考

1异形柱结构型式及其计算

异形柱结构型式有异形柱框架结构、异形柱框架—剪力墙结构和异形柱框架—核心筒结构。

异形柱结构自身的特点决定了其受力性能、抗震性能与矩形柱结构不同。由于异形柱截面不对称，在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。因此，对异形柱结构应按空间体系考虑，宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。因异形柱和剪力墙受力不同，所以计算时不应将异形柱按剪力墙建模计算。

当采用不具有异形柱单元的空间分析程序（如TBSA5.0）计算异形柱结构时，可按薄壁杆件模型进行内力分析。

对异形柱框架结构，一般宜按刚度等效折算成普通框架进行内力与位移分析。当刚度相等时，矩形柱比异形柱的截面面积大。一般，比值（A矩／A异）约在1.10-1.30之间［1］。因此，用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱，建议用比值（A矩／A异）对轴压比计算值加以放大后再用于异形柱。

对有剪力墙（或核心筒）的异形柱结构，由于异形柱分担的水平剪力很小，由此产生的翘曲应力基本可以忽略，为简化计算，可按面积等效或刚度等效折算成普通框架—剪力墙（或核心筒）结构进行内力与位移分析。按面积等效更能反映异形柱轴压比的情况，且面积等效计算更为简便。但应注意，按面积等效计算时，须同时满足下面两式：

(1)A矩=A异；(2)b/h=(Ix异／Iy异)1/2

式中，A矩、A异——分别为矩形柱和异形柱的截面面积；

b、h——分别为矩形截面的宽和高；

Ix异、Iy异——分别为异形柱截面x、y向的主形心惯性矩。

一般，按面积等效计算时，矩形柱的惯性矩比异形柱的小。但对有剪力墙（或核心筒）的异形柱结构，计算分析表明［2］，按面积等效与按刚度等效的计算结果是接近的。

异形柱的截面设计，可根据上述方法得出的内力，采用适合异形柱截面受力特性的截面计算方法进行配筋计算。

2短肢剪力墙结构及其计算

短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中，只需按剪力墙输入即可，而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型，其中梁、柱为普通空间杆件，每端有6个自由度，墙视为薄壁杆件，每端有7个自由度（多一个截面翘曲角，即扭转角沿纵轴的导数），考虑了墙单元非平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵，引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解，它适用于各种平面布置，未知量少，精度较高。但是，薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂（如有转换层）时，也存在一些不足，主要是薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响，当结构布置复杂时变形不协调。而短肢剪力墙结构由于肢长较短（一般为墙厚的5-8倍），本身较高细，更接近于杆件性能，所以，用TAT、TBSA计算短肢剪力墙结构能较好地反映结构的受力，精度较高。

对设有转换层的短肢剪力墙结构，一般都只是将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，其于剪力墙框支。框支剪力墙是受力面向受力点过渡，由于薄壁杆件的连接处是点连接，所以用薄壁杆件模型不能很好地处理位移的连续和力的正确传递。因此，带有转换层的短肢剪力墙结构宜优先采用墙元模型软件（如SATWE）进行计算。当然，从整体上的内力（特别是下部支承柱的内力）分布情况来看，如果将剪力墙加以适当的处理，还是可以用TAT、TBSA对结构进行整体计算的［3］。

3异形柱的受力性能及其轴压比控制

天津大学的试验研究结果表明［4］：异形柱的延性比普通矩形柱的差。轴压比、高长比（即柱净高与截面肢长之比）是影响异形柱破坏形态及延性的两个重要因素。

异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

作为异形柱延性的保证措施，必须严格控制轴压比，同时避免高长比小于4（短柱）。控制柱截面轴压比的目的，在于要求柱应具有足够大的截面尺寸，以防止出现小偏压破坏，提高柱的变形能力，满足抗震要求。广东《规程》按建筑抗震设计规范（GBJ11—89）中所规定的柱子轴压比降低0.05取用（按截面的实际面积计算）；天津《规程》则根据箍筋间距与主筋直径之比、箍筋直径及抗震等级共同确定，其要求比广东《规程》严格，例如，对s/d＝5、4（即箍筋间距s＝100mm，纵筋直径d分别为20mm、25mm的情况），箍筋直径dv＝8mm，抗震等级为三级的L形截面，其轴压比限值分别为0.60，0.65。异形柱是从短肢剪力墙向矩形柱过渡的一种构件，柱肢截面的肢厚比（即肢长／肢宽）不大于4。《高规》（JGJ3—91）第5.3.4条，“抗震设计时，小墙肢的截面高度不宜小于3bw”，“一、二级剪力墙的小墙肢，其轴压比不宜大于0.6”。根据上述分析，为便于应用，建议在6度设防区，对于异形柱框架结构，L形截面柱的轴压比不应超过0.6（按截面的实际面积计算，下同），T形截面柱的的轴压比不应超过0.65，十字形截面柱的轴压比不应超过0.8；对于异形柱框架—剪力墙（或核心筒）结构，由于框架是第二道抗震防线，所以框架柱的轴压比限值可放宽到0.65（L形）、0.70（T形）、0.90（＋字形），但对于转换层下的支承柱，其轴压比仍不应超过0.60。

短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏，设计中应尽量避免出现短柱。根据高长比不宜小于4，在梁高为600mm的前提下，当标准层层高为3.0m时，异形柱的最大肢长可为600mm；底层层高为4.2m时，肢长可为900mm。

4短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱

在现代高层住宅的地下室和下部几层，由于停车和商业用房需较大空间，就得通过转换层来实现。在短肢剪力墙结构中，一般都只将电梯间、楼梯间、核心筒和一少部分剪力墙落地，其于剪力墙框支。

据研究表明［5］，“框支剪力墙结构当转换层位置较高时，转换层附近层间位移角及内力分布急剧突变，内力的传递仅靠转换层一层楼板的间接传力途径很难实现；转换层下部的‘框支’结构易于开裂和屈服，转换层上部几层墙体易于破坏。这种结构体系不利于抗震。高烈度区（9度及9度以上）不应采用；8度区可以采用，但应限制转换层设置高度，可考虑不宜超过3层；7度区可适当放宽限制。”因此，建议在6度抗震设防区，短肢剪力墙结构中转换层设置高度不宜超过5层，避免高位转换。转换层上下的层刚度比γ宜接近1，不宜超过2。转换层位置较高时，宜同时控制转换层下部“框支”结构的等效刚度（即考虑弯曲剪切和轴向变形的综合刚度），使EgJg与EcJc接近。EgJg为剪力墙结构的等效刚度，剪力墙结构高度取框支层的总高度，其平面和层高与转换层上部的剪力墙结构相同；EcJc为转换层下部“框支”结构的等效刚度。研究表明［5］，“控制转换层下部‘框支’结构的等效刚度对于减少转换层附近的层间位移角和内力突变是十分必要的，效果也很显著。”

规范对框支柱的内力、轴压比、配筋等的要求都严于普通柱。框支剪力墙结构当转换层位置较高时，如何定义框支柱，涉及到安全与经济的问题。根据圣维南原理，局部处理的影响只限于局部范围，所以当转换层位置较高（如高位转换）时，除转换层附近楼层的内力较复杂外，下面的结构受到的影响很小，应与普通框架结构基本一样，不必按框支柱处理。文献［6］计算了两个28层的结构，一为内筒外框架结构，一为内筒外框支结构，转换层设在18层。计算结果表明，转换层下二层的内力影响很大，下三层的内力误差最大为15%，下五层的内力已比较接近（最大误差小于10%）,下八层的内力已基本一样（最大误差小于5%）。这说明框支柱只需在五层范围内加以考虑，其它层的柱子按普通框架柱处理即可。因此，建议当转换层位置不超过五层时，转换层下的各层柱均按框支柱处理；当转换层位置超过五层时，转换层下相邻的五层柱按框支柱处理，而其它层的柱按普通框架柱处理。由于高位转换对抗震不利，所以结构设计中应尽量避免高位转换。

5短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节及概念设计

振动台模拟地震试验结果表明［7］，建筑平面外边缘及角点处的墙肢、底部的小墙肢、连梁等是短肢剪力墙结构的抗震薄弱环节。当有扭转效应，建筑平面外边缘及角点处的墙肢会首先开裂；在地震作用下，高层短肢剪力墙结构将以整体弯曲变形为主，底部的小墙肢，截面面积小且承受较大的竖向荷载，破坏严重，尤其“一”字形小墙肢破坏最严重；在短肢剪力墙结构中，由于墙肢刚度相对减小，使连梁受剪破坏的可能性增加。因此，在短肢剪力墙结构设计中，对这些薄弱环节，更应加强概念设计和抗震构造措施。例如，短肢剪力墙在平面上分布要力求均匀，使其刚度中心和建筑物质心尽量接近，以减小扭转效应；适当增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度（宜取250mm，对底部的小墙肢根据需要可取用300mm），加强墙肢端部的暗柱配筋，严格控制墙肢截面的轴压比不超过0.6，以提高墙肢的承载力和延性；高层结构中连梁是一个耗能构件，连梁的剪切破坏会使结构的延性降低，对抗震不利，设计时应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算，保证连梁的受弯屈服先于剪切破坏；短肢剪力墙宜在两个方向均有梁与之拉结，连梁宜布置在各肢的平面内，避免采用“一”字形墙肢；短肢剪力墙底部加强部位的配筋应符合规范要求；等。

参考文献：

［1］戴教芳．多层框架异形柱设计探索［J］.工业建筑,1996,26(1):33-35.

［2］龙卫国．异形柱受力性能及结构设计有关问题探讨［J］．四川建筑，2000,20(2):50-52.

［3］赵玉祥．钢筋混凝土高层建筑设计中若干问题的探讨［J］．建筑结构学报.1998，19(2):12-22.

［4］赵艳静等．钢筋混凝土异形截面双向压弯柱延性性能的理论研究［J］．建筑结构.1999,29(1):16-21.

［5］徐培福等．转换层设置高度对框支剪力墙结构抗震性能的影响［J］．建筑结构.2000,30(1):38-42.

异形柱范文篇8

1短肢剪力墙的力学性能

1．1短肢剪力墙的定义

短肢剪力墙是联肢剪力墙的一种，《高层建筑混凝土结构技术规程》(JBJ3．2002)对短肢剪力墙的定义是：短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙；即短肢剪力墙应满足5≤／h^≤8(1)力墙结构相比，短肢剪力墙结构比较经济、且结构为墙肢截面高度，％为墙肢截面厚度。塑量垦适：奎全二三堡壅，讨论了短肢剪力以上仅从构件的几何尺寸来限定短肢剪力墙是不严格的，因为满足以上条件的各种结构形式，其力学性能差异较大，因而造成短肢剪力墙结构设计的混乱L2J。本文从经济和安全的角度出发，根据短肢剪力墙的力学特性，引入肢强系数‘和整体性系数c【对短肢剪力墙进行限定【4J。(1)短肢剪力墙应满足k[]≤《；，≤[](2)其中，k为系数，0<k<l，经对结构的分析，一般取k=-0．9，II为大多数楼层不出现反弯点时的肢强系数。肢强系数的表达式为=(3)。J，为所有墙肢截面对组合截面形心的二次面积矩之和；，-一组合截面的惯性矩；(2)、短肢剪力墙应满足<10，的表达式为㈩其中，为肢距系数；D为连梁的刚度系数，为各墙肢的总刚度。当剪力墙的墙肢截面形式确定后，值的大小反映了剪力墙矩形洞口宽度的大小，小，洞口的宽度小，大，洞口的宽度大；当墙肢的截面形状和大小确定的情况下，的大小反映了剪力墙矩形洞口的高度，a大，洞口高度小，小，洞151高度大。

1．2整体性系数a对短肢剪力墙的影响

1．2．1整体性系数对侧移曲线的影响

在水平荷载作用下，短肢剪力墙侧移曲线呈明显的弯剪型，即底部数层为弯曲型，受力性能较好；顶部数层为剪切型，受力性能较差。水平均布荷载作用下短肢剪力墙的侧移方程为：=警1吩1]+11I2(1(一去1一+_1]一而1面1+s]]一。0sh(～sinh(ko~H(卜jj，=11+A=+4声一z’’一’为考虑剪切变形的连梁截面等效惯性矩，、厶分别为两墙肢截面惯性矩，4、分别为两墙肢截面面积，H为墙体总高度，h为层高，1为两墙肢形心之间的距离，为连梁的净跨，g为尸t均布荷载的分布集度，=告，k=71。

1．2．2整体性系数对墙肢应力的影响

外荷载产生的倾覆力矩可分解为两部分：两墙肢整体弯曲所抵抗部分和两墙肢局部弯曲所抵抗部分。此时，由两墙肢整体弯曲所抵抗的外荷载倾覆力矩为M=kM(6)由两墙肢局部弯曲所抵抗的外荷载倾覆力矩为M，=(1一k)M(7)为外荷载产生的倾覆力矩，k为两墙肢整体弯曲所抵抗的外荷载倾覆力矩的比例，其表达式为去I竽-cha~+(sha-tz)l(8)为剪力墙相对高度，0为剪力墙的顶部，1为剪力墙的底部。综上所述，在水平均布荷载作用下，双肢对称短肢剪力墙，在肢强系数较大时，侧移曲线反弯点相对高度随整体性系数oc的增大而减小；在肢强系数较小时，侧移曲线反弯点相对高度随整体性系数的增大而增大。整体性系数仅不宜过小。

2高层住宅短肢剪力墙结构设计

2．1工程概况

该工程为鞍山市“都市阳光”住宅小区高层住宅建筑，本文讨论一个伸缩缝区段。建筑面积为3876m，标准层建筑面积为338m。纵向总长度为24．97m，横向总长度为14．3m。开问为3．3m～5．1m，进深为4．5m～6m。层数为十一层，局部跃十二层。其中一至十一层层高为2．9m，十二层层高为2．7m。建筑总高度为36．95m。外墙采用300mm空心砖，内夹70厚水泥聚苯板，内墙采用200厚空心砖。结构形式采用短肢剪力墙。楼盖采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，墙、柱、梁均为现浇，抗震设防烈度为七度。

2．2短肢剪力墙结构设计应注意的问题

(1)严格控制短肢墙的轴压比，尤其是无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙。目前，根据国内外研究结果，在承受压弯作用的剪力墙中，当处于小偏压状态时，墙的延性较差。不仅如此，即使在大偏压状态下，若轴压比较大，混凝土受压区的边缘应力很高，如果混凝土没有约束或约束不够，可能混凝：E先达到极限压应变，出现竖向裂缝，甚至压碎，使构件丧失变形能力和承载能力。因此，在设计时，应严格控制短肢墙的轴压比，以保证短肢墙的延性。

(2)应采取三维计算方法进行结构的动力特性分析和杆件内力计算。这时对于竖向构件又有薄壁杆模型与墙元模型，前者是一种简化模型，但精确度较低：后者是板元与膜元的组合，是一种高精度力学模型。

(3))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，设计时宣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。

(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；抗震设计中，简体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构底部地震倾覆力矩的50％，必要时也可以通过增加长肢墙的方法调整刚度中心位置。

(5)短肢剪力墙结构体系的抗震薄弱环节是建筑外边缘及角点处的墙肢，特别是“一字形”短肢剪力墙，可出现先于与其相连的梁破坏的情况。如当高层短肢剪力墙结构有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂。因此，设计时应采取必要的措施，如对位于建筑外边缘及角点处的短肢剪力墙应减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率，加强小墙肢的延性抗震性能，避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墙，以保证结构的安全性、实用性。

(6)要正确判定短肢剪力墙结构墙肢平面内梁的属性。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ5—2002)规定：剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁应按连梁进行设计；当跨高比大于5时宜按框架梁进行设计。连梁的刚度变化，直接影响了结构的总体抗侧移刚度，合理地选择梁的截面和配筋，有利于提高结构的抗震性能。因此’／J、高层住宅短肢剪力墙结构在实际设计时，墙肢刚度可相对减小；连接各墙肢间的梁刚度不应折减。只有这样，才能使梁截面设计易于满足规范的要求，偏于安全。

(7)小高层住宅在设计时，为避免连梁剪切破坏先于弯曲破坏，应满足强剪弱弯的要求；不宜采用窗下墙作为连梁，因为窗下墙高度很大，形成刚度很大的剪切块，不利于结构的抗震设计，所以，宜将连梁设计成为截面、刚度较小的弱连梁。

2．3主体结构设计

(1)结构选型根据开发商的要求，房间内不允许露出柱或梁等结构构件。本工程可供选择的结构方案有异形柱框架剪力墙结构和短肢剪力墙结构。由于异形柱框架结构要求肢高与肢厚之比不应大于4，且柱的净高与柱截面长边尺寸之比不宜小于4、不应小于3J，由此对截面尺寸产生了限制。经初步估算，采用异形柱框架时柱的轴压比超出限值，异形柱框架结构的高度限值为35m，本工程的建筑高度为36．95m[6】。且本市对异形柱框架结构的高度限值更为严格，故决定不采用异形柱框架结构。对于短肢剪力墙结构，经初步估算，其轴压比、侧移、扭转及总高度限值等方面均能满足要求，故最终决定采用短肢剪力墙结构。

(2)结构布置

结合本工程的特点，在结构布置时，以满足结构承载力、控制结构变形、减少扭转、控制轴压比等多方面指标综合确定剪力墙的布置。结构布置主要采取以下措施[9-10]：①根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002。高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构，本工程沿楼梯间布置长剪力墙，并结合电梯间形成短肢剪力墙．筒体结构。在其余部位，采用小开间布置剪力墙的方式，沿内外墙交接处布置短肢剪力墙。为增加短肢剪力墙的侧向刚度，尽量将短肢剪力墙布置成T形、L形或H形。②合理布置水平抗侧力结构，各个轴线的水平抗侧构件尽量分布均匀、对称，以减少结构的扭转。在布置剪力墙时，随时应用SATWE程序对结构进行分析，并根据分析结果，调整各轴线上的墙肢长度，尽量减少结构的质量中心与刚度中心的偏差。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1．2倍，不应大于该楼层平均值的1．5倍。本工程控制在1．06倍。一层楼面的刚度中心和质量中心坐标见表1。③控制剪力墙的轴压比不超过规定的限值。本工程为二级抗震等级，按14kN／m估算，将短肢剪力墙的轴压比限制在0．6以下，对于一字型短肢剪力墙，轴压比控制在0．5以下。墙肢长为肢厚的5～8倍，同时要兼顾建筑门窗洞口的要求。剪力墙外墙厚为250nli／1，内墙厚为200mm。±0．000以下墙肢加厚100mm。④保持竖向刚度连续，四层以下采用C40级砼，五～八层采用C35级砼，九层以上采用C30级砼，梁、楼板采用C25砼。剪力墙截面沿竖向不变化。⑤为加强结构整体性，楼屋盖均采用现浇。⑥内墙梁截面宽度为200mm，外墙梁截面宽度为250mm。梁高初步按净跨1／10确定。剪力墙数量布置的的多少，是结构设计中至关重要的一个问题。剪力墙布置的太少，结构侧向刚度小，结构侧移大；剪力墙过多，地震力大，又不经济。在框架．剪力墙结构的设计中我们常采用一些指标来指导我们的剪力墙布置[11-14，如壁率、平均压力、参照实际工程中的剪力墙数量等等。壁率的计算有“单位建筑面积墙长”和“单位建筑面积墙面积”两种计算方法，前者比较粗略，后者反映了墙厚的因素；平均压力是楼层以上重量除以墙、柱截面积，它反映了层数、重量及结构截面积等因素。参照实际工程中的剪力墙数量时我们用“单位建筑面积墙面积”的壁率值加以比较。但是地震力的大小不仅与建筑的质量多少有关，还与建筑的高度有关。所以我认为应该在壁率的计算中引入建筑总高度或建筑层数的因素，既考虑总高度因素的壁率=覆考虑层数因素的壁率=覆但是，考虑高度、层数因素的剪力墙壁率值多少合适，本人还没有统计过，还需要在这一方面做许多理论、实践以及震害调查工作。现将本工程设计中的剪力墙布置情况列于表2。

(3)主要分析结果

SATWE是专门为多高层建筑结构分析而研发的空间组合结构有限元分析软件，适用于各种复杂体型的高层钢筋混凝土结构体系计算。SATWE是以壳元理论为基础构造一通用的超单元墙元为模拟剪力墙，它不仅具有平面内刚度，也具有平面外刚度，可以较好地模拟剪力墙的受力状态。而且墙元的每个节点都具有空间6个自由度，可方便地与任意空间梁柱单元连接，无需任何附加约束。SATWE给楼板4种简化假定，即假定楼板整体平面内无限刚、分块无限刚、分块无限刚带弹性连接板带和弹性楼板。采用SATWE程序进行分析，短肢剪力墙按墙元模型输入，短肢剪力墙间的梁作为连梁计算。结构在风荷载和地震作用下的位移图见图1。从图中可以看到，在地震力和风荷载的作用下，结构的变形接近框一剪结构的弯剪变形。从位移计算结果来看，在前面所确定的“壁率”等指标下，短肢剪力墙结构能够较好的控制结构的位移。部分结果见表3。

3与异形柱框架结构的比较

将本工程与同一小区条件类似并采用异形柱框架结构的工程相比，短肢剪力墙结构具有侧移小、刚度大的优点。短肢剪力墙比异形柱框架钢筋及混凝土用量的数据见表4在墙柱钢筋用量方面，短肢剪力墙比异形柱多4．8kg／m，而梁的钢筋短肢剪力墙比异形柱：少14．87kg／m，这是由于短肢剪力墙结构梁的跨度比异形柱框架梁的跨度小；在墙柱混凝土用量方面，短肢剪力墙比异形柱混凝土用量多0．1／m，梁的混凝土用量短肢剪力墙比异形柱框架结构少0．022m／m。模板总用量短肢剪力墙结构比异形柱框架结构多0．49m2／m。

异形柱范文篇9

禁止使用粘土砖之后应该发展哪些建筑体系，值得有关部门和业内人士认真研究。从河北省近年各种建筑体系的发展情况分析，以下几种体系各有发展优势。

一、混凝土小型空心砌块砌体建筑体系

混凝土小型空心砌块（以下简称混凝土小砌块）属于非烧结型块材，它是由胶凝材料、骨料按一定比例经机械成型、养护而成的块材。它取材广泛、施工方便、造价低廉、强度高、延性好，是代替实心和多孔粘土砖墙材的主导产品。

混凝土小砌块砌体结构在国内外都有广泛的应用。据了解，美国用混凝土小砌块作承重墙体的建筑可建至13层，配筋混凝土小砌块建筑最高达23层。我国的混凝土小砌块建筑始于20世纪30年代，改革开放后，我国引进了意大利砌块生产线，并把混凝土小砌块作为推广新型墙材的主导产品，为推广混凝土小砌块，建设部1983年颁布了《混凝土小型空心砌块建筑设计与施工规程》，国家建材局也先后颁布了《混凝土小型空心砌块》产品标准和《混凝土小型空心砌块检验方法》。上述规程和标准颁布实施，大大推进了混凝土小砌块建筑的迅速发展。据有关资料，到2000年，全国砌块的实际生产能力已达到4800万m3。经过这些年的发展，混凝土小砌块应用技术日臻完善，已在北京、天津、上海等地建设了约5000万㎡的配筋砌体结构的砌块住宅。

河北省混凝土小砌块也经历了20来年的发展，目前，全省具一定规模的砌块生产厂家就有100多家，其中在石家庄、唐山、保定等地已建设了多栋砌块建筑，积累了一定的设计施工经验。国家新颁布的《砌体结构设计规范》、《建筑抗震设计规范》，都对混凝土小砌块砌体结构列有专门章节，规定了设计和构造要求。由于小型砌块是空心薄壁构件，灰缝的砂浆结合面小，为加强其整体性和抗震能力，利用其空心加筋填实混凝土形成芯柱，楼（屋）面采用现浇钢筋混凝土结构，芯柱沿房屋全高贯通等措施，加强对墙体的约束和房屋的整体性，使墙体之间、墙体和楼盖之间连接具备必要的强度和变形能力，提高了结构的抗震能力。但混凝土小砌块墙体本身保温性能较差，须做复合墙解决保温问题。

二、钢筋混凝土异形柱框轻体系

钢筋混凝土异形柱框结构是采用轻质填充墙体的现浇钢筋混凝土异形柱框架和异形柱框架——剪力墙结构体系。普通钢筋混凝土框架结构柱是矩形的，由于其断面尺寸大，一般柱子都突出墙外，影响室内的家具布置，影响使用功能的发挥。异形柱就是按照框架柱所处位置的墙体形状、厚度的不同将柱设计成L形、T形、十字形的断面，使室内不出现柱楞角，又因轻型填充墙减薄，可增加室内使用面积，填充墙材料可因地制宜，就地取材，利用轻质高效的保温建筑材料，达到节能的目的。

异形柱框轻结构是我国独创的一种新型住宅结构，该结构采用肢厚与填充墙厚度一致的非矩形柱，同等截面面积的L形、T形和十字形截面柱抵御横向地震作用受剪切破坏的能力较矩形柱强，又因其用轻质填充墙作内、外墙，质轻、保温，有利于抗震，是符合我国国情的住宅节能体系之一。河北工业大学对异形柱的抗震性能和异形柱框轻结构体系的抗震设计及应用进行了系统的试验和理论分析，证明该体系具有可靠的承载力和较好的延性。为了使该体系住宅设计、施工规范化，河北省建设厅颁布了《钢筋混凝土异形柱框轻结构住宅技术规程》。目前，该体系的住宅已在全国许多城市兴建。由于该体系的外墙部分的柱肢较宽，其热桥影响较大，设计时应对异形柱、框架梁等处重点作保温处理。

三、CL建筑体系

CL建筑体系（简称CL体系）是由石家庄某建筑体系发展公司发起，联合有关院校开发研究的具有节能效果明显、抗震性能好、经济合理的新型建筑体系。CL体系是由CL复合墙板、装配整体式楼盖或现浇楼盖、后浇边缘构件连接而成的装配整体式或现浇整体式结构体系，局部设置少量L型、T型、矩形小墙肢。它与传统剪力墙结构的区别在于：传统剪力墙为实体墙，而CL复合墙板是由两层钢丝网通过斜插丝连接，中间加聚苯乙烯形成空间网架，内外两侧分别浇筑混凝土形成的整体受力墙板。CL体系是一个工业化生产，产品配套的新型建筑体系。它的CL网架板、CL模板、CL石膏空心砌块和粉刷石膏都是配套生产的。

1、CL网架板

CL网架板是一面用φ4另一面用φ3作成冷拔低碳钢丝网，中间夹聚苯乙烯泡沫板，由向4个方位立体交叉的桁条将两面钢丝网连接起来构成的一种板，由于中间桁条向4个方向交叉，形成很好的桁架，浇注混凝土后形成复合剪力墙。

2、CL模板

作为CL复合墙，浇注混凝土时替代钢模板和抹面层的永久性模板，是由改性石膏和植物纤维高压脱水制成的高强石膏板，也叫纤维石膏板或无纸面石膏板。一些发达国家早在70年代初就开始应用纤维石膏板作现浇混凝土的永久性模板，至今仍大量使用，与国外同类产品相比，CL模板由于采用改性石膏为主要原材料干法生产，因而使产品有很好的抗水性能和很好的后期强度增长性能，实验证明，制品经高温循环，其强度不减，不会和混凝土表面脱离、空鼓、裂缝，在气温23℃，相对温度50％～90％的环境中，收缩量仅为0.07％。该板可用于浴室、洗手间和厨房等部位，特别是板与板的接缝不做任何特殊处理也不裂缝，可锯、可刨、可钻，给二次装修带来了方便。

3、CL石膏空心砌块

石膏空心砌块是一种优良的内隔墙体材料，具有材质轻、保温、隔热及隔声性能好，可调节室内温度，施工方便等优点。因石膏是一种微膨胀材料，解决了其他材料的墙板存在的裂缝问题，所以一直被全世界建筑师所采用。河北某公司吸收先进技术，研制煅烧成功高强石膏作为CL石膏空心砌块的主料。该砌块确定为CL结构体系的配套产品，适应了住宅向提高舒适性发展需要。为了推广CL体系河北省建委组织编制了《CL结构体系技术规程》。两年来，在邯郸宏达名都花园建了4万多㎡的小高层和一幢4700m2办公楼，取得了较好的效果。2002年12月6日建设部组织专家对“CL建筑体系”科研成果进行鉴定，专家们一致认为：该体系可取代粘土砖混合结构，达到了建筑节能标准的要求，该体系抗震性能良好，该体系复合墙板初步实现了工厂化生产，产业化程度较高。综合上述：“CL建筑体系”可推广使用，其综合技术达到国际先进水平。

四、轻钢结构住宅体系

近年来，随着我国综合国力的增强，轻钢结构体系得到了应用。由于它具有空间分隔灵活、施工安装快捷、可避免钢筋混凝土作业造成的环境污染和噪声污染等优势被国人所认识和采用。同时作为绿色建筑体系被我国建设部大力推崇。轻钢结构住宅中常用的结构形式为框架结构。梁柱大都为轧制或焊接工形截面和箱形截面。结构平面布置灵活，各部分刚度比较均匀，构造简单，易于施工。其自振周期长，自重较轻，对地震作用不敏感。但其侧向刚度小，侧向位移难以控制。

异形柱范文篇10

【关键词】斜拉桥;异形索塔;密集系梁;施工工艺

近年来，随着我国城市的飞速发展，高速公路、高速铁路的建设速度的加快，桥梁结构在工程建设中使用的比例也越来越大。在桥梁建设中斜拉桥作为城市建设的标志性建筑物，其新颖的造型主要体现在索塔上，异型索塔成为了目前的流行趋势。考虑到异形索塔系梁施工的高度大、空间受限的特点，在施工过程中越来越多地使用到支架进行施工。

1工程概况

义阳大桥工程属于恩阳城区外环线建设工程的一部分，桥梁位于恩阳区芦溪河与恩阳河交汇处西侧，桥梁跨越恩阳河。桥梁总长655m，孔跨布置为3×30m+4×40m+(105+140)m+4×40m，其中主桥为245m独塔单索面斜拉桥［1］，跨径布置为(105+140)m;在索塔中塔柱(高32．1m)和上塔柱(高50m)共设置23道与两塔柱连接的混凝土系梁，系梁从塔柱倒角处相连接，为“一”字型。其中，中塔柱共设置7道，系梁高均为1．2m，系梁净空间距为2．6m;上塔柱设置16道，系梁高均为0．9m，系梁净空为2．6～0．9m。

2系梁施工

根据总体方案和现场施工情况，斜拉桥索塔划分为30个施工节段，其中索塔正立面11～30节段划分如图1所示，由于索塔横桥向断面随高度的变化而变化，墩柱索塔系梁［2］每道尺寸均不一样，所以模板采取木模散拼。系梁的支撑体系拟采取3种方式:(1)在塔柱内侧预埋牛腿作空中支架。(2)利用已浇筑的系梁作承力点进行支架搭设。(3)钢锚箱节段混凝土方量不大，利用已浇筑的钢锚箱系梁作为支架支撑点进行支架搭设。

2．1在塔柱内侧预埋牛腿做空中支架

根据索塔节段划分图，系梁1位于第14#节段内，离第13#节段混凝土顶面2．1m，支架设置为:在第13#节段混凝土顶面下50cm高程处预埋I22b工字钢4根(大小里程塔柱上，内侧各预埋2根)，在预埋的工字钢上横向搭设2×I20b工钢作为下部分配梁，在下部分配梁上搭设@600mm2×［16槽钢作为上部分配梁，再在上部分配梁上搭设钢管支架体系，纵横间距600mm×600mm，横桥向施工平台宽度按1m设置。钢管支架上利用顶托搭设100mm×100mm和100mm×50mm的主龙骨和次龙骨，再在次龙骨上铺设20mm厚竹胶板，立面模板采取散拼木模进行施工，系梁1支架布置正立面见图2、系梁1支架布置平面如图3所示。

2．2利用已浇筑的系梁作承力点进行支架搭设

中塔柱系梁(系梁2～系梁8)，根据设计图纸，其净空间距都为2．6m，系梁高度均为1．2m，针对这部分系梁拟采取在已浇筑系梁上搭设50mm，t=3．5mm架管(混凝土浇筑节段第1道系梁支架)和利用已浇筑系梁作为受力支撑，采用I32a工字钢横担于已浇筑系梁上，采用273×9mm钢管作为立柱，搭设支架受力体系(混凝土浇筑节段第2道系梁支架)，以满足每个浇筑节段2道系梁的同时浇筑混凝土。2．2．1架管支架系梁在已浇筑系梁顶面利用50mm，t=3．5mm架管搭设纵横间距为60cm的钢管架，在钢管顶设置顶托，在顶托上设10cm×10cm木方作为横向主龙骨架，再在主龙骨架上搭设的次龙骨架，最后在次龙骨架上铺设厚竹胶板钢管支架布置正立面图见图42．2．2273mm，t=9mm钢管立柱支架在已浇筑的系梁上用3根2×I32a工字钢横担于上面，利用6根273mm，t=9mm的钢管作立柱，安装在横担工字钢上，再在立柱上安装沙箱、纵横分配梁、主次龙骨，最后安装2cm厚的竹胶板作为底模，横担于已浇筑混凝土系梁的工字钢，在系梁上离边缘10cm预埋［10槽钢作为固定，钢管立柱支架具体做法见图5、图6。

2．3上塔柱系梁支架

上塔柱共有系梁16道(系梁8#～系梁23#)，高度均为90cm，系梁间净间距2．2～0．9m不等距，系梁混凝土最大量为14．81m3，最小量为4．98m3，索塔混凝土节段划分，有2个系梁的节段有4个节段，有3个系梁的节段2个，有1个系梁的节段1个。根据系梁结构尺寸和布置间距，钢锚箱［3］节段系梁拟采取搭设满堂支架法和采取少支架法施工。满堂支架利用已浇筑好的系梁作为支撑点，采用50mm，t=3mm钢管作为立柱，按纵横间距60cm进行布置，在立柱上搭设纵横分配梁，再进行底模安装。少支架法主要是利用安装好后的钢锚箱作为受力点。采用2×I32a工字钢横担于钢锚箱上，用50mm，t=3mm钢管作为立柱，安装在横担的工字钢上，立柱与工字钢处增设2cm厚钢板作垫块，采用螺栓连接，立柱采用［10槽钢作水平连接，桩顶分配梁采用I32a工字钢，在桩顶分配梁上采用2×［16槽钢作横向分配梁，间距60cm，再在上面铺设@30cm10cm×10cm的方木［4］。混凝土节段有3道系梁的，第3道系梁的施工方法同第2道系梁一样，采取少支架法施工。钢锚箱节段系梁支架施工见图7。

3结束语

本桥共23道系梁，施工时只需加工2套支架，而且可以循环使用，解决了系梁施工影响墩身施工进度、施工时间过长等问题，并且质量、进度、安全、成本均取得了有效的保障。本支架具有结构构造简单、结构安全、施工方便、经济适用等特点，施工中取得良好的效果。