框架柱

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框架柱范文第1篇

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

2．1．1《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。

框架柱范文第2篇

关键词：异形柱；框架结构；抗震规范

Abstract: On the basis of introducing the steel reinforced concrete special shaped column frame structure characteristics and design calculation method ,combined with “the concrete special-shaped column technical regulations " ( JGJ149 - 2006 ) and " the buildings seismic design code " ( GB 50011 - 2010 ), this paper discusses on the special-shaped column frame structure design special regulations and requirements.

Key words: special-shaped column; frame structure; seismic design code

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1 概 述

近年来，随着人们物质文化生活水平的提高，人们对住宅建筑使用要求也在日益提高。当今人们对住宅建筑，除了满足最基本的功能要求外，对室内的美观及使用的舒适度要求也越来越高。普通的矩形框架柱一般都比填充墙体要厚，凸出的柱角很大一部分露在房间内部，使室内布置和家具摆设受到一定的限制，特别是小面积住宅更显影响。此外，外露的柱角也会影响、减少建筑的有效使用面积。普通剪力墙结构虽然不会出现“柱楞”，但其对建筑空间的严格限定与分隔，使建筑空间不能灵活改变。人们普遍希望住宅既能像剪力墙结构一样房间内部四角平整光滑、整齐美观，又能像框架结构一样，可拆除填充墙体，灵活布置房间内空间，于是异形柱框架结构便应运而生。

2异形柱框架结构的特点

2.1异形柱截面形式不同于普通框架柱的方形、矩形、圆形，而通常为“L、T、+”等异形柱截面，其截面各肢的肢高肢厚比不大于4。异形柱各肢肢长可能相等，也可能不相等，但提倡采用等肢异形柱。当不得不采用不等肢异形柱时，柱两肢的肢高比不宜超过1.6。异形柱在满足受力的前提下，肢厚宜与相连填充墙等厚，若比相连填充墙体厚，出现柱楞，则将失去美观、使用方便的基本意义。

2.2 与普通框架相比，异形柱框架结构总体侧向刚度较小，竖向整体显得较柔。异形柱截面有一根对称轴或无对称轴，对荷载方向较敏感，抗扭刚度较差，因此异形柱抗扭能力较普通框架差。异形柱框架中的梁柱截面较薄，施工时不易捣实，再加上梁柱交接处应力集中，削减了节点核心区的体积，使节点抗剪承载力降低。

2.3 异形柱框架结构的平面布置，除应遵守一般框架结构的构造措施、相关规定、设计要求外，还应综合考虑自身的特点，注意以下几方面的问题：

2.3.1 平面布置宜尽量对称，两个主轴方向要协调，使合力中心尽可能和刚度中心重合，减少偏心距，尽量减少因扭转产生的不利影响；

2.3.2 考虑采用双向承重体系，并纵横向相连接；

2.3.3 各柱肢应尽量对齐，使柱肢与梁一起构成较规则、多跨的抗侧力体系，

2.3.4 异形柱应重点布置在房屋中影响使用的墙角部位，其它部位从受力合理和施工方便两个方面考虑宜采用矩形截面柱。这样兼顾了使用和安全两个方面，充分发挥了异形柱使用和受力的特点。

3异形柱框架结构设计方法

异形柱框架结构设计已有了一段时间，通过了多年的实践之后，现已经颁布了统一的国家规范。异形柱不宜套用普通柱的配筋公式，也不宜直接用剪力墙的配筋公式，一般来说，异形柱的计算方法遵循以下规则：

3.1 确定结构布置形式

异形柱框架结构一般采用规则的结构方案，这个是为了满足抗震概念的设计要求。规则结构有利于减少偏心，刚度和承载力均匀分布的优点。当根据建筑功能需要设置底部大空间时，可通过框架底部抽柱并设置转换梁，形成底部抽柱转换层的异形柱结构。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，或一方为框架梁，另一方为托柱次梁。

3.2 确定结构抗震等级

对于有抗震设计要求的异形柱框架结构，应该根据抗震设防烈度和房屋高度确定结构的抗震等级，并据此对其进行相应的结构验算、设置构造措施。

3.3 极限状态设计

对于居住建筑，其异形柱框架结构的安全等级应采用二级，设计使用年限不应少于50年。结构计算应该进行承载能力极限状态和正常使用极限状态计算和验算。应根据结构的地震作用，竖向荷载，风荷载的最不利效应组合对异形柱进行正截面、斜截面、梁柱节点承载力进行验算。

3.4 结构分析模型和计算

利用弹性方法计算异形柱框架结构在竖向荷载、风荷载和多遇地震作用下的内力和位移。框架梁及连梁等构件可考虑在竖向荷载下梁端局部塑性变形引起的内力重分布。异形柱框架结构应采用空间杆系模型或其他组合有限元等分析模型。计算其结构内力及位移时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性，并应在设计中采取措施保证楼板平面内的整体刚度。

3.5 截面计算

异形柱框架结构的异形柱应进行双向偏心受压正截面承载力计算、双向偏心受拉正截面承载力计算、斜截面受剪承载力计算以及梁柱节点核心区受剪承载力计算。当处于抗震地区时，应考虑地震作用组合的影响。

4结合《异形柱规程》及《抗震规范》探讨异形柱框架结构设计的特殊规定、要求。

4.1 异形柱框架结构的最大适用高度

由于异形柱框架结构是一种较新型的结构形式，只经过十余年的实践。综合考虑现有的理论研究、实验研究成果及设计施工经验，其房屋适用的最大高度较一般的混凝土框架结构有所降低。现就将《混凝土异形柱技术规程》与《建筑抗震设计规范》对比如下:

4.2异形柱框架结构的抗震等级

由于异形柱框架结构的抗震性能相对于普通混凝土框架结构房屋较弱，异形柱框架结构的抗震等级相对也交严格，相应《混凝土异形柱技术规程》的抗震等级分类也较《建筑抗震设计规范》更为详细，现就将《异形柱规程》与《抗震规范》有关于抗震等级分类的对比如下表2、表3:

当为7度(0．15g)时，建于Ⅲ、Ⅳ类场地的异形柱框架结构，应按提高一个级别采取抗震构造措施，按“表3”中括号内所示的抗震等级形式来具体表达。

4.3 异形柱框架结构的水平位移限值

由于异型柱框架结构的特殊性，《异型柱规程》对异型柱框架结构的弹性层间位移角限值也较《抗震规范》严格，现比较如下：

（表中括号内的数字用于底部抽柱带转换层的结构）

5 结束语

异形柱框架结构有着较大的市场需求，广大建筑结构设计人员应积极地去理解及应用《混凝土异形柱技术规程》。只有理解异形柱框架结构的受力破坏机理，选用合理的结构平面布置，正确掌握规范进行计算分析、截面配筋设计和处理好一系列的结构构造，才能保证设计出来的异形柱框架结构安全、可靠。

参考文献

【1】JGJ149—2006, 《混凝土异形柱技术规程》。

【2】GB 50011—2010, 《建筑抗震设计规范》。

框架柱范文第3篇

与普通矩形柱对比，异形柱框架结构的柱截面里，形心和剪心间位置有偏差，在外荷载的情况下，各肢的截面会存在较大的正应力和剪应力，由于剪应力会使得各肢混凝土发生开裂，出现腹剪斜裂缝．从而降低柱延性。因此异形柱框架结构的抗震性能比普通框架结构差，异形柱框架结构的各抗震措施及构造措施应该比矩形柱框架结构要求严格。根据《规程》1.0.2，异形柱框架结构主要适用于非抗震设计和抗震等级为6度～8度(0.20g)抗震设计的一般居住建筑，可见异形柱框架结构不适用于高烈度区建筑或公共建筑，其适用范围不如矩形柱框架结构广。根据《规程》表3.1.2，无剪力墙的异形柱框架结构禁止应用在高层建筑中，其结构所适用的最大高度为普通框架结构的约0.3～0.42倍左右，要求相当严。根据《规程》3.2.5条，异形柱结构楼层承载力突变时，薄弱层的地震剪力增大系数为1.2，大于普通框架结构的增大系数。此外，异形柱框架结构的不规则扭转位移比限值和楼层位移角限值都比普通框架结构要严。根据《规程》表6.2.2，异形柱的轴压比限值按截面形式和抗震等级不同，但均小于相同抗震等级的矩形柱限值，要求更严。表中无Z形、一字形柱的轴压比限值，笔者建议:Z形柱的轴压比限值按L形柱，一字形柱的轴压比限值按相同抗震等级的L形柱的限值减0.05。一字形柱因弱轴方向抗弯能力较弱，因尽量避免布置，当实际工程中必需采用时，应采用更严的轴压比限值。根据《规程》4.2.4条，7度(0.15g)和8度(0.20g)的时候，应该补充验算与主轴成45°的方向抗震情况，如果建筑有较多的异形柱(不等肢)结构，则应该适当补充计算不同角度的地震作用，同时，还应该注意异形柱框架结构的底部、荷载较大处、结构变化部和角部的地震作用以及不同方向的内力变化，然后在里面选择出不利数据以作为异形柱框架结构的设计依据。

2设计方案

异形柱框架结构在设计方法及构造措施上与矩形柱框架有一定不同，笔者结合以往实际工程经验，总结了以下几点异形柱框架结构设计注意事项。由于异形柱本身柱肢比较长，梁和柱在节点上的重合部分大，因此设计人员应该简化力学模型，将梁和柱的重合部分设置成刚域，在进行自重的计算时应该将重合部分混凝土的重量除去，梁截面设计时按扣除刚域的梁长计算。因实际工程中异形柱的柱肢厚度一般为200mm，当框架梁与异形柱柱肢垂直相交时，很难保证梁柱节点固接。在实际工程中，应尽量避免框架梁与异形柱柱肢的面外弱连接，如必须使用时，计算模型中应梁端人为设置成铰接，梁底的局部柱肢应加强配筋，形成暗柱。梁钢筋弯折前水平段锚固长度抗震设计时不应小于0.4laE，当框架梁与异形柱柱肢垂直相交时，框架梁的纵向钢筋一般只能采用12mm的规格。异形柱钢筋同一截面内宜采用相同直径，直径不应小于14mm，且不大于25mm。抗震设计时柱截面的最大配筋率不应大于3%，其纵筋最小配筋率及箍筋最小配箍特征值、箍筋最大间距的构造要求均比矩形框架柱的要求更严。此外，为保证异形柱框架结构的梁柱节点延性，《规程》表6.3.5严格规定了框架梁的最大配筋率，较矩形柱框架结构严格许多。此外，2010版的抗规和砼规在总结2008年汶川地震震害经验的基础上，对框架结构的强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件措施做相应加强。《规程》于2006年编制，参照了2002版砼规，其中的柱弯矩调整系数、核心区剪力增大系数均小于2010版的抗规和砼规，计算时应按2010版的抗规和砼规取值。

3注意问题

在进行异形柱框架结构的设计时，设计人员应该注意以下问题:(1)在矩形柱多层框架中，其侧移通常不会起到控制作用，但是在异形柱框架结构设计时，一般侧向刚度比较小且楼层层间位移角限值为1/600，结构侧移常常会超出此限值。(2)由于异形柱的荷载方向通常存在任意性，因此在柱的各折角处，应该设置有同样直径、作为限制箍筋的受力筋。(3)在进行异形柱框架结构抗震设计时，设计人员应该尽可能地避免扭转不规则结构，竖向构件最大位移、层间位移和楼层两端的弹性位移、层间位移平均值的比应该小于1.45，矩形框架结构的比值应该是1.5。(4)无论是进行抗震设计还是非抗震的设计，设计人员皆应该计算异形柱框架结构梁柱节点的受剪承载力，而对于矩形的框架结构，只有要求其抗震等级是一、二、三级时才需要计算梁柱节点的受剪承载力。(5)由于异形柱框架结构比普通框架结构的延性差，而高长比和轴压比为影响异形柱延性、破坏形态的因素，因此设计人员在进行异形柱框架结构异形柱延性保护措施设计时，应该严格控制结构的轴压比，保证柱肢的高厚比小于4，这样才能避免小偏压破坏的出现，保证其延性，满足工程的抗震要求。当小部分柱肢因工程需要高厚比略大于4时，为了提高柱剪的防切脆性破坏能力，提高异形柱变形能力，应该使用箍筋沿着柱全高加密。

4结束语

框架柱范文第4篇

关键词：异形柱；结构设计；结构特点；施工参数

异形柱结构就是在房屋支撑结构中不是采用传统立方体或者圆柱体结构，而是采用一些其他的结构比如T型、十字形等为建筑的框架，这种结构的特点就是能使使用面积更大，室内的空间较好，菱角较少，所以在我国住宅楼或者仓库用途的建筑中使用广泛。

1 异形柱框架结构体系的特点

同时节点区较大而薄，在弹塑性阶段，应计入节点区变形对结构变形的影响。异形柱结构的剪力墙与常规支撑框架之间的一种特殊结构，因为其支撑有着重要的优点，所以在我国建筑上大面积采用。肢高与肢厚的比例更加科学。一般的异形柱结构的柱厚度一般在18cm～20cm之间，与填充墙保持一致，因此能与填充墙相连，同时看不出来承重墙的感觉，节省了空间。房屋空间比较美观，突出的墙体少，于一般的支撑结构的墙体相比能为室内增加10%左右的面积。异形柱的另一个特点就是质量较轻，因此在抗震效果更好，相比较质量较大的矩形支柱，异形柱是更良好的支持结构，适合学校等场所使用，抗震效果好另一方面是因为异形柱，尤其是十字形异形柱抗侧压力的能力很强。异形柱墙体同样具有一定的缺点特性，其特性就是在柱的角部位置应力集中，如果外力处理的不好就会产生裂缝，对结构造成巨大影响。因为异形柱有着延伸的特性，所以异形柱与梁的接触面积更大，所以理论上支撑能力更好，应力更充分。

2 异形柱结构的设计要点

异形柱的设计应该与建筑的主体造型相互呼应，是按照建筑造型的特点选择合理的支持结构。在异形柱的设计中需要计算保建筑的应力，建筑支撑结构的设计的主要方面就是要注意建筑的安全问题。我们采用从建筑的平面布置以及高度等因素阐述设计德尔要点。

2.1 结构平面和竖向的布置

建筑的平面布置需要满足总体的结构的要求，应该注意结构的对称性，建筑的结构设计讲究左右协调，虽然采用不同的机构可能有着同样的支撑效果，但是不同结构的沉降效果不同，受力方式也不同，所以容易造成相应的问题。保护建筑结构的稳定性。在建筑支撑结构的设计中应该注意相互对齐，形成组合的结构，提高异形柱的稳定性，保护异形柱结构建筑的安全。竖向布置应该注意结构的合理性，异形柱的结构容易在角部位出现断裂所以需要避免在角部位受到破坏，在异形柱的截面面心上应该可以与每层异形柱的中心相互重合。

2.2 异形柱的高度和宽度设计要点

异形柱的高度与宽度的设计应该结构建筑的抗震指数来设计，在抗震等级为6度的区域内，异形柱的结构一般异形柱高与宽的比一般小于4。在抗震等级为7的地区，高宽之比不高于5。另一方面异形柱的高度与横截面积通过中心最远的比应该小于8，同时大于4，否则异形柱容易发生结构问题，带来严重的机构安全隐患。

2.3 结构应力分析

在结构的应力的计算上，可以利用软件进行应力的分析，采用模拟的方式，计算确切的承重。其主要的内容包括应力的整体分析，通过整体的分析之后在进行分析局部的应力，尤其在角的应力计算上十分重要。

2.3.1 结构整体计算分析

（1）先求出各异形柱截面在主轴的惯性矩和方向角，并建立主轴的单元刚度，与梁刚度、墙刚度一起参与整体分析。

（2）整体分析后，把异形柱作用于形心的弯矩、轴力、剪力参照材料力学公式进一步分解到异形柱截面上每一关键点的应力，通过积分即得每一段柱肢在平面内的弯矩、轴力和剪力，柱肢平面外不考虑。

（3）然后以每段墙肢为一矩形截面，按照对称配筋计算它的配筋。

2.3.2 构造设计

（1）异形柱轴压比控制

在抗震设计中，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。轴压比反映构件的变形能力，是影响混凝土柱延性的一个关键指标，对异形柱的抗裂和抗剪能力影响较大，是影响柱破坏形态的重要因素。由试验结构分析，柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。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，因而轴压比大小会直接影响到柱的延性，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更要严格控制。

（2）柱壁厚度和砼标号的选择

按照相关规范标准，从以往的实践经验来看，柱肢的厚度最小不少于200mm，宜采用200-250mm比较合理。对于10层及以上框架，其下面两层梁柱节点处的钢筋有时显得比较密集，因此不宜减薄。在梁跨度较大时，柱子往往显得截面不足，轴压比太大，钢筋过分密集。因此最好把一、二层柱砼标号提高到C40左右，避免采用加大壁厚的方案。当楼层更高时，不得已才采用加大壁厚的方法，因为异形柱的优点在于少占或不占层间面积，有利于家具的布置，若盲目采用加大壁厚的方案，则这个优点就不明显了。如果确实不行时最后只能采用矩形柱代替了。

（3）柱与基础的连结

由于异形柱截面形心比矩形柱难以确定，如果直接将异形柱连结到基础，给设计和施工都带来不便。另一方面，由于地基情况千变万化，同一幢建筑物的基础埋深经常有所不同，这样在基础梁与基础之间可能会形成短柱，对抵抗水平力极为不利。设计中通常将这段短柱设为矩形柱，底层异形柱与矩形柱相连并与基础梁连成整体，可以有效地减少水平力产生的应力集中，同时也方便基础放线定位施工。

（4）框架节点设计

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1/25坡度的条件下，向柱筋内侧弯折伸入框架节点内，框架梁截面宽度的任一侧凸出柱边不小于50mm。

3 总结

在建筑设计中，异型柱的设计被运用的越来越广泛，其有着鲜明的优点，就是节约建筑的材料，同时增加了建筑的使用面积，增加了与梁的接触面积，使整体结构变得更加稳定。另外我国的建筑抗震性与其他国家相比较差，异形柱式一种能提高建筑抗震性的良好结构。但是异形柱也有一定的缺点，其缺点就是应力过于集中，容易形成裂缝，形成较大的安全隐患。所以在异形柱的设计中应该注意这些问题，做好水平以及竖直的分布工作。做好异形柱结构和节点以及其他结构的连接工作，提高设计的质量。

参考文献

[1]吴敏哲，郭棣，施永昌.钢筋混凝土L形截面柱受力性能分析[J].世界地震工程，2002（1）.

[2]田颖，钱稼茹，刘凤阁.在用RC框架结构基于位移的抗震性能评估[J].建筑结构，2001（7）.

框架柱范文第5篇

关键词：住宅 框架柱 结构设计

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

近年来，随着我国住宅产业的迅速发展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高，普通的矩形框架柱会给室内装饰和家具布置带来极大的不便。如何合理地利用建筑物的有效面积，这对住宅结构设计提出了一项新的要求。异型柱框架结体系具有以下主要优点：(1)柱肢厚通常采用l80mm-200mm，肢厚基本与填充墙等厚，框架梁宽也同墙厚，室内不凸出梁柱，便于使用又美观，同时还增加了房间的使用面积，比相同形式的砖混结构可增加约8％～10％的使用面积；(2)围护墙通常是非承重的轻质隔墙，原则上允许任意穿墙打洞，甚至拆除重砌，这使得房间布置更加灵活，能更好地实现建筑功能的要求；(3)虽然增加了施工难度，但因扩大了使用面积，加之自重较轻，减少了基础费用，综合考虑总体经济效益较好。

2 异形柱结构设计的一般规定

2．1 结构布置

与一般钢筋混凝土框架结构相比，异形柱框架结构在结构布置时应注意以下原则：(1)结构平面宜尽量对称，使平面和刚度均匀，2个主轴方向应协调布置，避免扭转带来的不利影响；如果有明显的不对称，应考虑扭转对结构受力的不利影响。(2)异形框架宜双向设置，框架柱应对齐，框架梁应拉通，避免纵横框架梁相互支撑，使结构形成空间受力并具有足够的承载能力、刚度和稳定性，同时具有良好的整体性和较好的抗震性能。(3)竖向布置应力求体型规则、均匀，避免过大的外挑和内收，防止楼层刚度沿竖向的突变，尽量避免错层。

2．2 适用高度、高宽比及长细比限制

异形柱框架在7度抗震设防烈度区，要求房屋高度^≤35 In，层数

2．3 抗震等级

异形柱框架结构应根据结构类型、房屋高度及抗震设防烈度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。

3 异形柱的结构计算方法

目前，异形柱的结构设计还没有统一的国家规范，仅有两部地方性法规，即广东省和天津市的标准叫可供参考。异形柱不宜套用普通柱的配筋公式，也不宜直接用剪力墙的配筋公式，一般来说，有以下几种计算方法。

3．1直接计算法

根据国内外的部分试验结果，进行统计分析，拟合成经验公式。即按T型截面分别计算出纵向力作用x轴及y轴，考虑相应的初始偏心距增大系数后，按仅考虑曲肘边纵向受力钢筋计算的偏心受压构件所能承载的纵向力Nx和Ny，然后以初始偏心距与截面边长的比值为参数进行修正。

3．2等代矩形柱计算法

1)将异形柱截面折算成惯性矩相等的矩形截面且将等代矩形柱的形心置于异形柱两肢杆轴线的交点上。

2)将其输入空间分析程序(如TBSA)进行位移和内力计算，可简化工作量。

3)以上电算输出的是作用在等代矩形杆形心处的组合内力，需将其回归到各个单肢截面的形心处。这样每个单肢就可按其各自的组合内力进行正、斜截面的配筋计算。

3. 3先配筋再复核法

对于有经验的设计人员，在参考一些相关算例的前提下，可以先对异形柱配筋再复核截面就显得更为简便，截面复核时可分x轴和y轴均按T型截面分别复核。

不论是哪种计算方法，都可以参与GB 50010 2002混凝上结构设计规范有关偏心受压构件的内容来进行计算。

4异形柱框架结构的计算和配筋要点

普通框架柱一般采用方形或矩形，为了使2个主轴方向的受力性能相差不大，一般要求h／n≤1．5，剪力墙肢一般要求>4，而异形柱作为一种新型的承受竖向力构件，2～4介于框架柱与剪力墙之间，从而使其受力特点亦介于普通框架柱与剪力墙之间。异形柱内力计算时，既不能完全按普通框架柱，亦不能照搬剪力墙肢进行。

由于程序是以矩形截面柱为研究对象的，而对异形柱的结构几何数据输入无明确规定，输入时把异形柱用具有相同抗弯刚度的矩形柱等替换，然而由于框架柱属于压剪构件，除了要求有相当的刚度外还应有较好的抗剪能力，为保证柱子具有一定的延性，设计时通过对剪跨比、轴压比、主筋配筋率、配箍率进行限定，使异形柱有较好的抗震性能。

4．1 剪跨比

剪跨比是反映柱截面所受弯矩与剪力相对大小的一个参数，是影响框架柱破坏形态的最重要的因素。控制剪跨比即控制柱净高与柱截面肢长之比。由于异形柱的抗剪性能差，选择异形柱截面时，为避免出现短柱，控制> 4，亦即>2。

4．2 轴压此的限定

轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比。即。它是影响柱破坏形态和变形能力的另一个重要因素。有关研究结果表明：轴压比对异形柱的影响远远超过对普通矩形柱的影响，为保证异形柱的延性，必须严格控制轴压比，柱应具有足够大的截面尺寸，以防止出现小偏压破坏，并应满足抗震要求，同时避免长细比小于4的短柱。由于异形柱的截面积比具有相同抗弯刚度的矩形柱小，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。而异形柱的轴压比的限值在规范中又无详细规定，考虑到异形框架柱的抗扭、抗震性能较差，一般认为，设计中应按《混凝土结构设计规范》规定的轴

压比限值减少0．05选用。

4．3 抗震调整系数的选取

考虑地震作用组合的异形柱，其截面承载力应除以承载力抗震调整系数。对于正截面承载能力，取0．8；对于斜截面承载力取0．85。

4．4梁、柱配筋时应注意的问题

理论上，随着配筋率p的增大，承载能力随之增大，但一般我们在设计时，柱的配筋率宜控制在0．8％ ～1 O％ 。如果保持其它条件不变，增大箍筋直径d或减小箍筋间距都能提高柱截面的延性和强度。因为箍筋不仅能防止脆性的剪切破坏，而且能约束棱芯混凝土，提高混凝土的极限变形能力，减小纵筋的无支撑长度，延缓纵筋失稳，所以地震区异形柱框架粱柱箍筋的配置，还必须满足抗震构造要求。

异形柱截面双向偏心受压时，由于没有对称的中和轴，故力学分析和配筋计算较为复杂，必须借助于有关规程和计算机软件才能进行设计，对计算机输出的结果，必须严格认真的核对，在安全上确认可靠后再用到工程中去。