異形柱框輕結構體系在住宅設計中的應用

左丹

摘 要：建筑行業在不斷的發展，人們的生活水平在不斷地提高，對生活的要求在逐漸的提高，尤其是在住宅設計上，既要美觀，還要實用，這樣的建筑才是人們所需要的，如果沒有將住宅建設做好，那么建筑行業是無法長期的發展的。現在的建筑物中，有很多的都是高層建筑，在住宅建筑中也是如此，如果沒有將住宅建筑設計工作做好，也會影響著建筑行業的整體發展，在住宅設計中，要重視異形柱框輕結構體系，這一體系在住宅設計中是十分重要的。本文就是對異形柱框輕結構體系在住宅設計中的應用進行具體的闡述，為相關的研究提供借鑒。

關鍵詞：異形柱框輕結構；住宅設計；實際應用

住宅型建筑在建筑行業中變得十分重要，如果沒有將住宅建筑工作做好，就會影響著建筑行業的整體發展。在住宅設計中，需要將異形柱框輕結構體系應用在建筑中，這一結構在建筑中非常重要，異形柱框輕結構體系就是一種肢寬和肢高都不對超過4.0m的一種異形柱構成的框架，這種框架體系在住宅設計中被廣泛的應用，在住宅的設計中主要是在高層建筑設計中應用的較為頻繁，這樣就會對建筑行業的發展有著一定的限制，在異形柱框架體系的建設中，需要使用的是材質較為輕便的材料，這種結構住宅設計中常見，需要重視。

1 異形柱框輕結構體系的結構闡述

異形柱框輕結構體系在建設的過程中，并沒有過多的要求，主要是在應用范圍上進行重視，不同的房屋、不同的建筑對異形柱框輕結構體系的要求也不同，這樣就會出現不一致的現象，在住宅設計的時候一定要注意，一旦出現問題，對整體的建筑體系就是致命的。這種建筑體系并不是適合于全部的建筑，僅僅適合于高層建筑，因為異形柱框輕結構體系，對高度有著較高的要求，本文就是對高層的異形柱框輕結構住宅體系進行闡述，對建設工程進行具體的分析：在工程的施工中，不同的地區有著不同的規定，需要將具體的工程與區域性規定相結合，不能與區域建筑規范沖突，這樣就是違背了相關的建筑法律，因此使用異形柱框輕結構體系對住宅是十分重要的，需要有足夠的重視。

如果是柱網，在最大尺寸上某地區的要求是在7.2m這一范圍內，有的地區是在標準上更加的嚴格，需要在4.5m這一范圍內，而且在進深上也有著要求，不能超過6.0m，這樣柱網在尺寸上就有著較高的要求，如果沒有加以處理，就會給之后的工作帶來極大的困難，對建筑工作是十分不利的。一旦柱網超過了規定的限度，那么異形柱框輕結構體系就會出現不穩定的現象，就需要通過相應的措施進行趕緊，可以利用增加異形柱的肢長的方法來建設結構剪力墻，在結構剪力墻體系的建設中可以根據具體的區域進行建設，將這一建設工作做好，就可以解決柱網超限這一問題。

異形柱框輕結構體系在施工的過程中需要按照具體的原則進行施工，異形柱框輕結構體系要遵循的原則主要是與鋼筋混凝土結構框架進行對標，這樣就可以知道這一體系的優缺點，一定要將原則性問題做好，主要是體現在以下幾個方面：

（1）在結構平面上要保持對稱性，在剛度上也要注意，在對稱性上要進行具體的研究，在這兩個主要的方向上進行具體的研究和控制，將對稱性調整好，就可以將扭轉中可能出現的問題進行及時的解決，對住宅設計結構有著極其重要的影響，尤其是在質量上，便面較多問題的出現。

（2）在框架柱的使用上，也要注意，需要雙向的設置，讓這一結構形成一種較為流通的一種結構體系，可以更好的保持建筑的剛性和穩定性，這樣對建筑體系來說是十分有利的，可以提高住宅建筑的抗震能力，在施工中可以解決眾多的問題。

（3）還要進行豎向的布置，這樣可以最大程度的保證體形的均勻性，從遠處觀看，可以讓高層建筑的美觀性得以體現，對建筑物有著十分重要的影響。

2 異形柱框輕結構住宅體系的計算

在異形柱框輕結構住宅體系的使用中，需要將計算問題解決好，因為計算在整體的建筑中有著十分重要的作用，對整體的建筑有著十分重要的影響，對建筑是十分有利的，這樣要想保證建筑的質量和穩定性，就要進行準確的計算。某大學試驗表明，異形柱框架結構的破壞特征與矩形柱框架結構類似，底層柱的上下端為柱的危險截面，破壞時異形柱及梁柱節點均無明顯裂縫。異形柱長細比較大，滯回曲線比較豐滿，具有較好的變形能力和層間變形能力，其力學性能與矩形柱接近，故在進行結構整體分析時，可利用基于柱模型的分析軟件。

由于異形柱結構體系構件截面形式較多，其結構分析應采用空間三維分析方法，適用的軟件可以為TBSA，TAT或SATWE等。一般情況下，其地震作用計算可在結構的兩個主軸方向分別考慮水平地震作用進行抗震設計，地震作用的計算方法一般可采用振型分解反應譜法。對于質量和剛度明顯不均勻、不對稱的結構應考慮水平地震作用的扭轉效應影響。

3 異形柱的延性及軸壓比限值

異形柱截面的延性主要與軸壓比、箍筋的直徑與間距、荷載角等4個因素有關，增大縱筋直徑或增大箍筋直徑，減小箍筋間距都能提高異形截面雙向壓彎柱的截面曲率延性。箍筋間距的影響遠大于箍筋直徑的影響，加密箍筋可以顯著地提高截面延性。軸壓比大小是決定異形截面雙向壓彎柱破壞特征的重要指標；隨著軸壓比增大，截面的曲率延性下降，截面由延性較好的受拉破壞發展為界限破壞受壓破壞。另外，異形截面柱的延性由于荷載角的不同而存在差異，不同截面形式差異較大，因為異形截面柱中翼緣的存在，當荷載角變化時有可能出現單純翼緣受壓，這時是延性最差的情況，在設計中應予以足夠的重視。

4 異形柱框輕結構住宅體系設計中需要注意的事項

異形柱框輕結構由于柱為扁柱，而框架梁寬度一般同柱肢寬度，從而形成梁柱節點區鋼筋過密，混凝土澆注質量難以保證，因此要求梁柱節點區的箍筋要在水平方向加密，這樣也可以增加節點延性，框架梁在兩個方向要拉通。

根據試驗研究表明，異形柱框輕結構接近破壞時樓板與梁的交接處出現大量貫通裂縫，樓板破壞嚴重，設計中一定要加強樓板的承載能力。異形柱框輕結構體系的樓蓋一般采用肋形樓蓋、大跨度板或密肋樓蓋。肋形樓蓋中應注意肋梁宜布置在隔墻位置，如果板跨較大可以設置適當的次梁。采用大跨度板有利于房間進行輕質隔斷，如果跨度較大，有條件時盡量采用預應力大板樓蓋。密肋樓蓋整體性能好，剛度大而且承載力較高，自重較輕，抗震性能也比較好，目前在多高層框輕結構住宅體系中應用也比較廣泛，其靜力分析可以采用交叉梁系模型。

5 結論

異形柱軸壓比及配箍率是影響結構延性的主要指標，由于異形柱梁節點區域鋼筋密集，為了保證結構的延性要求，要嚴格控制軸壓比，并且嚴格滿足柱梁端箍筋加密區的長度和間距要求。

參考文獻

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[2]黃新華.異形柱與短肢剪力墻結構設計研究[J].江西建材，2015（24）.