异形柱设计小结

关键词：异形柱；结构设计；截面肢厚 

　　异形柱：指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱。现在建筑界所讲的“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差异，这些包括受力、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。 

　　二、 “Z”形柱未列入规程的原因 

　　1、“Z”形柱在实际工程中，应用还是很多的，“Z”形截面柱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！ 

　　2、“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做法设计，应该问题不大。 

　　三、异形柱应用的意义 

　　随着国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》颁布，砼异形柱结构将建筑美观、使用功能的灵活性与建筑结构合理的受力性能有机地结合起来，为用户提供了理想的居住环境，受到房地产开发商和广大用户的欢迎，由于其符合室内布置的要求，且与墙体（指填充墙）连接良好，在我国许多省市的住宅建筑已有广泛的实际应用。 

　　四、异形柱限制砼强度等级≥C25和≤C50原因 

　　由于异形柱截面尺寸薄，砼强度等级小于C25的话可能达不到其与钢筋之间保证粘结的要求；而C50以上的砼因脆性较大，不适合用于截面较小的构件，故规程未列入。 

　　五、底层减柱的限制 

　　1、落地的框架柱应连续贯通房屋全高；不落地的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（0.10g）抗震设计的房屋建筑； 

　　2、 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； 

　　3、 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； 

　　4、 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)。 

　　5、 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（就是柱全由梁宽包住）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。 

　　六、应用范围 

　　异形柱应用在7度设防以下。 

　　七、地震力系数放大 

　　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。 

　　八、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（该正正该负负）；L形用5截面槽钢形输入（定义某肢长为0）。其宽均为240，肢长为600。输入轴线节点处应注意偏心（以竖向肢中点来定位）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。 

　　九、配筋计算： 

　　配筋计算：采用双偏压、拉计算，（角柱程序在编制过程中就默认采用双偏压来计算，即使你在选择系数时选的单偏压计算模式，程序仍然按照双偏压计算）箍筋采用双剪箍。异形柱肢长与肢宽比≤4时（梁的刚度计算跨度以柱形心为准，这时在‘参数修正’菜单中选择不考虑梁柱重叠影响，即不考虑梁的刚域），否则应考虑梁的刚域（梁的刚度计算跨度以柱净跨为准，这样梁的刚度计算长度就短，刚度就大）。这时梁柱重叠部分，按刚域参数考虑。 

　　十、总结 

　　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的特点，充分了解其破坏的各种机理，选用合理的结构形式，正确掌握计算机分析方法和截面配筋，其结构才能有可靠的安全保证 。PKPM系统实现了异形柱的布置、计算、施工图设计。在异形柱布置时应注意偏心，转角的应用；在绘施工图时，要了解异形柱的构造要求，角点筋的配置，架立分布筋的设置等。 

　　参考文献 

　　[1]混凝土异形柱结构技术规程 《JGJ149-2006》 

　　[2]钢筋混凝土异形柱结构技术规程 《DB21/T1729-2009》 （辽宁省地方标准） 

　　[3]混凝土结构设计规范 《GB50010-2010》