广东省建工设计顾问有限公司 510623
摘要：由于异形柱采用T形、L形、多肢、十字形等截面形式，能够广泛应用于土木工程当中。基于此，本文从异形柱结构特点出发，分析了异形柱框架结构的设计构造，并提出异型柱框架结构设计中应注意的问题。
关键词：土木工程；异形柱；框架结构；设计
引言：异形柱框架结构是一种全新的结构体系，它与传统的框架结构体系相比，由于肢厚与填充墙基本等厚，解决了普通矩形柱框架结构在房间内露柱造成的使用上不便的问题，使用面积相应增加了许多，因此该结构受到了建筑师及广大用户的欢迎。
1、异形柱结构
异形柱是指在满足结构刚度和承载力等要求的前提下，根据建筑使用功能、建筑设计布置的要求而采取不同几何形状截面的柱。异形柱框架结构是指全部或部分柱截面为 L 形、T 形、十字形（以 L 形柱作角柱，T 形柱作边柱，十字形柱作中柱），截面高与肢厚之比小于或等于4的框架结构（见图 1）。
图一异形柱框架结构图解
2、异型框架柱的优点
当梁和柱的连接为铰接时称为铰接框架（排架），梁和柱的连接为刚接时称为刚接框架。现浇的钢筋砼框架一般都是刚接结构，习惯上称为框架结构。梁和柱是框架结构的主要受力构件，竖向力由楼板传给梁再传给柱，水平力是由楼板直接传给柱。梁对柱起着约束作用，使柱在竖向力作用下不致失稳，在水平力作用下不致产生较大的侧移。因此在布置框架结构方案时，有两个基本要求：其一，约束性。在框架结构柱的接点处正交方向应有约束，也就是在相互垂直的方向上应有梁与之相连，以保证柱在竖向的稳定性。其二，连续性要求。保证框架柱在竖向的连续性，以及楼板在水平力方向的连续性。
柱本身的平面布置极为灵活，在异形柱结构中的围护墙体，都是使用的非承重轻质个墙体，从某种程序上来说，是允许进行随意穿洞操作的，在有需要的情况下甚至可以拆除重砌。其结构本身所呈现出的限制性较少，能够最大限度的满足业主对于大空间建筑的需求。
异性框架结构所的质量要远比矩形框架结构质量药效，因此其自身所具有的抗震性能也式极强的。相同面积之下的异形柱抗弯性、刚性，要远远大于矩形柱，同时异形结构梁本身的净跨度也较小，在梁本身的线条刚度得到提升之后，结构的整体性也就得到了较大的强化，如此以来，也就促使结构本身的抗震性能随着抗侧刚度的提升而得到强化。
在异形框架柱之中的配筋，可以依据要求的不同来进行湿度的降低，这主要是由于大量的试验数据证明了，箍筋本身的抗剪强度在框架结构之中实际上并没有切实有效的起到作用，板箍筋自身的最大应力作用在结构的核心区域仅仅只是为箍筋的屈服强度提到了提升35%作用的作用。异形柱结构则可以完全依据需求的不同，来选择不同的建筑材料填充到其中，如此以来，便能够促使的资中最大限度的降低，减少各个方面所产生的造价费用。如果说业主还有所需要，那么还能够针对墙体的厚度进行削减，从而提升建筑物所能够的免检，促使经济效益得到极大的提升。
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3、异形柱框架结构的设计构造
3.1框架柱
柱纵筋与箍筋设置形式有“L”、“T”、“十”及双排布置等形式。在同一截面内，纵向受力钢筋宜采用相同直径，其直径不应大于25mm，且不小于14mm。纵筋间距大于250mm时，应设置纵向构造筋，其直径可采用12mm，并设拉筋，拉筋间距为箍筋间距的两倍。
柱截面厚度小于200mm时，纵向受力钢筋每排不应多于2根；肢厚在200―250mm时，每排钢筋不应多于3根，必要时可分二排设置，二排钢筋之间的净距不应小于50mm。
框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋率：抗震等级为二级时，中柱、边柱不应小于0.7％，角柱不应小于0.9％；抗震等级为三级时，中柱、边柱不应小于0.6％，角柱不应小于0.8％。框架柱中全部纵向钢筋的配筋率，抗震设计时，对Ⅱ、Ⅲ级钢筋不宜大于3％。
框架柱应采用复合箍，严禁采用具有内折角的箍筋，箍筋必须做成封闭式。箍筋未端做成不小于135°的弯钩，弯钩端头直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。
箍筋加密区长度取柱截面的长边尺寸、层间柱净高的1/6和500mm者中的最大值，在加密区内，箍筋的直径不变，间距100mm。
3.2框架节点
框架梁的截面宽度与异形柱的肢宽相等或梁截面宽度每侧凸出柱边小于50mm时，在梁四角上的纵向受力钢筋应在离柱边大于800mm处，且满足小于l/25坡度的条件下向柱筋内侧弯折伸入框架节点内。
当框架梁的截面宽度的任一侧凸出柱边大于等于50mm时，则该侧梁角上的纵向受力钢筋可在本肢柱筋外侧伸入梁柱节点内。
3.3柱与填充墙的连接
异形柱框架结构的填充墙应采用轻质墙体材料，并必须与框架可靠地连接。当采用砌体填充墙时，在框架与填充墙的交接处，沿高度每隔500mm或砌体皮数的适当倍数，用钢筋与柱拉接，钢筋由柱的每边伸出，进入墙内的长度：二级抗震时沿填充墙全长设置；三级时不小于填充墙长的1/5及700mm。填充墙的砌筑砂浆强度等级不应低于M5。填充墙长度大于5m时，墙顶部与梁宜有拉结措施；填充墙高度超过4m时，宜在墙高中部设置与柱连接的通长钢筋砼水平圈梁。
4、异型柱框架结构设计中应注意的问题
暗埋管线穿梁柱，使梁柱截面削弱。此类问题比较广泛，而且容易被设计忽视，往往造成较严重的结构缺陷问题。对此，除了对电气布线设计不能过于集中以外，应设管线井加以解决。管线井可设在楼梯平台的角部，其断面可设计为三角形，不会对交通产生影响。
梁柱核心区配筋如过于密集，各向钢筋相互碰撞严重，会造成钢筋偏位和施工困难。这种情况一般发生在内梁，特别是横向框架梁中，对此可以采用“宽梁窄柱”的办法加以解决。
悬臂梁根部钢筋较多时，势必形成多排配筋，使梁的有效截面高度下降，引起梁根部变形增大，裂缝宽度超规范允许值。可以将悬臂梁的顶面比相应楼面标高抬高25～30mm使悬臂梁上部纵筋从最上层伸入锚固，可以保证梁的变形及裂缝宽度在设计的控制值以内。
结束语
异型柱框架结构的平面布置比普通矩形柱框架灵活，可以较好地满足建筑功能的要求，具有良好的发展前景。在设计中应根据其受力的特点，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。只有这样，其结构才能有可靠的安全保证。
参考文献
[1]刘志明.异形柱框架结构设计浅析[J].建材与装饰，2018
[2]周勇.基于异形柱结构设计的分析[J].建筑工程技术与设计，2017
[3]孙乾平.住宅结构设计异形柱问题的浅析[J].建筑工程技术与设计，2017
论文作者:邓爵彪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/7
标签：异形论文; 框架论文; 截面论文; 钢筋论文; 框架结构论文; 结构论文; 不应论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;