混凝土异形柱结构设计

摘 要：混凝土异形柱结构由于其能够大大减少在建筑中的突出的棱角,节约建筑空间等优点在多层建筑尤其是多层住宅中得到了越来越广泛的应用.与矩形柱和圆形柱相比,异形柱截面特性的不同导致其在内力及变形特性、抗震性能等方面也有着显著的差异.本文将对异形柱结构的设计予以探讨

关 键 词 ：异形柱；破坏形态；轴压比；配筋

1.异形柱结构体系特点

异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系.柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值不大于4[1],常用的有“L”型、“T”型、“十”字型.

1.1、由于异形柱截面是多肢,其剪切中心在平面范围之外,受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力,这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力,而该剪应力的存在,使得各肢的核心砼处于三向剪力状态,它使得异形柱较普通截面柱变形能力低,脆性破坏明显.

1.2、异形柱存在着单纯翼缘柱肢受压的情况,其延性更差.由国内外大量的试验资料和理论分析,异形柱的破坏形态为：弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等,影响其破坏形态的因素有：荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比（剪跨比）,配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等.

2.异形柱结构设计时应注意的问题：

2.1、轴压比控制

对框架结构,轴压比是影响砼柱延性的一个关键指标.异形柱结构剪力中心与截面形心不重合,剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝,产生腹剪破坏,导致异形柱脆性明显,使异形柱的延性普遍低于矩形柱[2],因而对异形柱轴压比要严格控制.

2.2、配筋构造

在正确的结构选型及计算后,截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素.由于异形柱截面的特点,柱肢端部会出现较大应力,对柱肢形成偏心压力,进一步加大肢端压应力.因而在异形柱配筋时,应在肢端设暗柱,暗柱的外排钢筋由计算而定.离端部厚度范围内设构造纵筋,箍筋同柱,这样可限制柱肢的砼裂缝的开展,提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力.

3.结论

以上对异形柱结构体系受力特点、破坏形态以及设计中应注意的事项进行说明,以便对异形柱的受力有明确的认识,以便我们准确的进行结构设计.