混凝土異形柱結構抗震設計中常見問題

摘要：隨著我國社會水平的提升，經濟步伐的推進，我國的建筑事業也在這個過程中得到了較大程度的發展。而在建筑建設的過程中，我們往往會根據建筑的實際設計情況在建筑結構的不同部分使用一定形狀的異形柱，從而以此來避免建筑框架因為凸出而帶來的使用影響。在本文中，將就混凝土異形柱結構抗震設計中常見問題進行一定的分析與探討。

關鍵詞：混凝土異形柱;結構抗震設計;常見問題

1 引言

所謂混凝土異形柱結構，就是通過L形、T形以及十字形等方式的異形截面柱來對以往框架式矩形柱進行替代的一種豎向結構。通過異形柱結構的使用，不僅能夠較好的使人們建筑設計中的感官需求能夠得到滿足，而且同我國目前建筑的結構建設方向也具有密切的聯系。另外，異形柱柱肢厚度與梁寬、墻厚一致，導致異形柱與矩形柱在截面特性、內力、變形及抗震性能上均有較大的差異。對此，就需要我們能夠在密切聯系我國異形柱建設規程的基礎上對其所具有的抗震性進行更好的設計。

圖1 異形截面柱結構

2 基本結構設計

2.1 在我國的《混凝土異形柱結構技術規程》中（下述簡稱“規程”），明確的指出了建筑異形柱結構應當使用框架剪力墻的體系或者框架結構。根據建筑自身的結構受力需求以及布置需要，我們在對異形柱結構中框架柱的建設中可以都使用異形柱或者框架柱的形式，如果建筑功能需求一個較大的底部空間，我們則可以通過框架底部抽柱的方式對轉換梁進行設置，并能夠形成一種具有轉換層的結構。

2.2 同時，在規程中也對于使用異形柱結構的房屋所具有的最大高度進行了規定，其也是我們在實際設計中需要重要考慮的一部分。通過對建筑高寬比的確定，則能夠做好對建筑整體穩定性、結構剛度以及經濟最優化的控制，需要我們嚴格根據規程中的規定對其設計。

2.3 在建筑抗震設計中，在我們使用異形柱結構時則不應當再使用錯層、多塔以及連體等較為復雜的結構設計，并避免使用單跨框架結構，而在異形柱的梁、墻以及柱子等方面，也應當使用現澆結構進行設計，并保證異形柱的柱肢厚度應當能夠同墻體的厚度保持一致。

2.4 在我們使用異形柱結構進行建筑設計時，較易使用的是具有規則特點的設計方案，且在抗震設計方面也應當保證其結構能夠符合規程對于抗震設計的要求，并避免使用結構特別不規則的設計形式。而在我們對異形柱結構進行設計時，就需要能夠嚴格的根據建筑的設計方案對建筑的豎向以及平面布置方式進行良好的判斷，并在判斷完畢之后根據所獲得的結果對其內力以及地震作用力進行計算，而對于較為薄弱的區域則應當能夠及時的做好相關抗震措施。

3 梁柱節點核心區

在規程中，同時也規定了在對異形柱框架應用中，應當做好其梁柱節點核心區的承載力計算。之所以出現這樣的規定，是因為在條件相同的情況下，建筑異形截面柱節點所具有的承載力要遠遠的低于低層梁柱節點，可以說正是我們對于異形柱框架應用的一個較為薄弱的環節，需要我們能夠通過合理的計算對其穩定性進行保障。在規程中，其給出的截面控制公式如下：

在該公式中，其在系數的規定方面需要能夠滿足相同的承載力，且在異形柱結構節點所具有的受剪截面還將遠大于普通矩形柱的截面，這種情況的存在加上異形柱自身肢厚較大的特點，就使得我們在實際設計時經常會出現其核心區截面不能夠滿足需求的情況。而通過對于這種情況的研究，我們發現其出現較為集中的位置往往是建筑底部、軸壓較大的柱，且其T形柱以及L形柱更為容易出現這種情況。對此，就需要建筑的結構設計工作者在實際設計方案時能夠對該類問題引起充分的重視，進而通過精確的計算來避免此類問題的出現。

4 抗震構造要求

4.1 多層建筑車庫設計

對于目前的高層建筑來說，開發方為了能夠規避其容積率以及建筑面積的實際計算，通常都會將建筑底部車庫的層高設置在2.2m以下。對于這種情況，我們在根據一般矩形柱結構考慮、在排除梁自身高度的情況下，柱的高度則通常在1.8m左右，而框架截面高度則通常在400mm左右，通常來說都能夠滿足我們的設計需求。而在使用異形柱的情況下，其所具有的肢高則會控制在500mm內，這就會使以異形框架柱結構進行設計的建筑往往出現短柱的情況。對此，就需要我們在設計時特別注意對于車庫的異形柱箍筋應當能夠沿其沿高范圍進行加密。

4.2 縱向受力鋼筋的最小配筋率較矩形柱高

根據異形柱自身所具有的受力特點，規程中明確規定了對于縱向鋼筋來說，其所具有的最低配筋率應當大于0.8%。對于這項數值的規定來說，其同我們以往使用的矩形柱規定要高。以我們經常使用的三級框架來說，如果我們使用同等型號的鋼筋，那么其所具有的最低配筋率同使用異形柱的配筋率相比要低20%左右。對此，當我們對軸壓較小異形柱進行設計時，也需要能夠對其配筋率進行反復的復核，并判斷其是否滿足規程中的規定。

4.3 角柱箍筋的加密

在建筑設計過程中，對于抗震等級處在1、2級的建筑，我們應當在角柱箍筋時保證其以全高的方式加密。而對于我們現今高層建筑的異形柱框架來說，雖然其所具有的抗震等級為三級，但是通過對于異形柱框架特點的考慮，我們也應當在角柱箍筋處理時使用全高加密的方式進行。而在我們實際對建筑進行設計時，對于該規定卻往往沒有引起充分的重視，尤其是對于設置在L形的異形柱，更容易在實際設計時被忽略。而這也是我們在對設計方案進行復核時需要重點推敲的。

5 結束語

總的來說，混凝土異形柱結構是我國目前建筑中非常重要的一個環節，需要我們能夠對其引起充分的重視。在上文中，我們在聯系最新規程的前提下對混凝土異形柱結構抗震設計中常見問題進行了一定的研究分析，而在實際設計過程中，也需要我們在聯系實際的基礎上，能夠設計出更為合理、符合規程規定的方案。

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