淺析異形柱與短肢剪力墻結構設計

孫 會 ，徐 兵

（1.大連城建設計研究院有限公司，遼寧 大連 116011；2.大連萬衡檢測有限公司，遼寧 大連 116023）

引言

隨著社會的發(fā)展，人們的生活生產水平得到了有效改善，因此人們對建筑業(yè)提出的結構和性能以及質量也提出了更高的要求。而隨著我國的城市建設的加快，建筑作為城市的主要元素，因此建筑行業(yè)也得到了長足的發(fā)展，在現(xiàn)代的建筑領域中，各種先進的施工技術和施工材料以及施工設備層出不窮，并且原有的施工技術和施工材料以及施工設備都得到了相應的改進創(chuàng)新，從而為現(xiàn)代的建筑工程建設創(chuàng)造了有利的條件，并且為我國的城市建設起到了不可估量的作用。在現(xiàn)代的建筑工程中，傳統(tǒng)的建筑結構已經不能滿足現(xiàn)代人們對房屋建筑的要求，因此對建筑的結構進行改進創(chuàng)新勢在必行。本文從異形柱結構形式及其計算出發(fā)，對異形柱與短肢剪力墻結構設計進行分析研究，并對具體的設計方式方法進行了詳細闡述，希望能夠起到拋磚引玉的效果，使同行相互探討共同提高，進而為我國今后的異形柱與斷肢剪力墻結構設計起到一定的參考作用。

1 異形柱結構型式及其計算

在當前的建筑工程中，異形柱結構分為了異形柱框架結構和異形柱框架剪力墻結構以及異形柱框架核心筒結構。而這些結構形式和性能都各有不同，因此在實際工程中，還必須要結合工程的實際情況，進行合理的篩選。然而在異形柱結構的施工過程中，為了提高異形柱結構施工的質量和效率，還必須要對異形柱結構進行科學合理并且精密的計算。在異形柱結構的計算過程中，通常應該采用異形柱單元的計算程序來進行異形柱結構的內力和位移的分析計算。并且由于異形結構的差異，所以在實際的計算過程中，還應該結合工程的實際

在進行異形柱與短肢剪力墻結構設計計算時，如果剛度相等，異形柱橫截面的面積要比傳統(tǒng)矩形柱截面面積稍小。因此為了確保異形柱結構工程的施工質量，用矩形柱計算的結果就不能夠直接用于異形柱，二是應該將計算出來的值，適當放大過后才能夠進行使用。[1]

在某些建筑工程中，通常會由于異形結構柱所承擔的建立較小，所以為了簡化計算，通常可以將其產生的應力忽略不計，并且還可以將面積等效以及剛度等效折算成為傳統(tǒng)的框架剪力墻結構來對內力和位移進行分析計算。

2 短肢剪力墻結構及其計算

短肢剪力墻結構是適應建筑要求而形成的特殊的剪力墻結構。其計算模型、配筋方式和構造要求均同于普通剪力墻結構。在TAT、TBSA中，只需按剪力墻輸入即可，而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結構。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型，其中梁、柱為普通空間桿件，每端有6個自由度，墻視為薄壁桿件，每端有7個自由度，考慮了墻單元非平面變形的影響，按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣，引入樓板平面內剛度無限大假定減少部分未知量之后求解，它適用于各種平面布置，未知量少，精度較高[1]。

3 異形柱的受力性能及其軸壓比控制

異形柱由于多肢的在受力狀態(tài)下，各肢產生翹曲正應力和剪應力。由于剪應力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫，即產生腹剪裂縫，導致異形柱脆性明顯，使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。

短柱在壓剪作用下往往發(fā)生脆性的剪切破壞，設計中應盡量避免出現(xiàn)短柱。根據高長比不宜小于4，在梁高為600mm的前提下，當標準層層高為3.0m時，異形柱的最大肢長可為600mm；底層層高為4.2m時，肢長可為900mm[2]。

4 短肢剪力墻結構中轉換層的設置高度及框支柱

隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展和城市化建設進程的加快，為了更好的利用城市空間，從而緩解城市的空間壓力，在現(xiàn)代的高層建筑中通常會修建地下室用來做地下停車場或者商業(yè)用房。然而地下停車廠和商業(yè)用房所需要的空間較大，所以就必須通過轉換層來滿足停車場和商業(yè)用房對空間的要求。在現(xiàn)代的高層建筑中應用短肢剪力墻結構設計，通常只將一部分的剪力墻落地，其他的剪力墻框支。根據相關資料顯示，科學合理地控制轉換層下部框支，能夠有效的減少轉換層的附近層間位移角以及內力突變。

5 結語

隨著異形柱與短肢剪力墻結構在現(xiàn)代建筑工程中的應用，使得建筑工程的性能和質量都得到了大幅度提升，從而進一步促進了建筑行業(yè)的發(fā)展。而在進行異形柱與斷肢建立墻結構施工之前，必須要對其進行科學合理的設計，只有科學合理的異形柱與斷肢剪力墻結構設計才能夠確保其施工能夠按部就班的進行，從而才能夠提高其施工的質量和效率。然而如何才能夠提高異形柱與斷肢剪力墻的設計水平就成了當前建筑設計人員所亟待解決的問題。通過本文對異形柱與斷肢剪力墻結構設計的深入分析，相信讀者對其也有了更深刻的認識。總之，在異形柱與短肢剪力墻結構設計中，必須要對嚴格的按照相關要求并結合建筑的實際情況進行科學合理的設計，從而才能夠確保異形柱與短肢剪力墻結構的質量和性能，進而才能夠確保整個建筑工程的質量和性能。

[1]薛平山，徐佑平.異形柱和短肢剪力墻在高層框架結構中的受力分析[J].甘肅科技，2003，(10).

[2]肖常安，羅林.當前建筑領域中的異形柱與短肢剪力墻結構設計[J].工業(yè)建筑，2002，(04).