淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

姜春寶

黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 150090

摘要：改革開(kāi)放以來(lái)，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，對(duì)住宅的要求也越來(lái)越高，住宅不僅僅是傳統(tǒng)意義上的居住場(chǎng)所，更要具備現(xiàn)代意義上的美感，還要融入高科技元素。在這種需求下，異形柱框架結(jié)構(gòu)的理念產(chǎn)生了，并且廣泛地應(yīng)用在了民用住宅設(shè)計(jì)中。本文主要通過(guò)對(duì)異形柱概念的分析以及對(duì)異形柱框架結(jié)構(gòu)和矩形結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的差異等問(wèn)題的闡釋，進(jìn)而探討了對(duì)異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造，并且總結(jié)出了異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題，希望為有關(guān)人士提供借鑒。

關(guān)鍵詞：異形柱框架結(jié)構(gòu)；民用住宅；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

時(shí)代的發(fā)展使得人們對(duì)住宅有了更高的要求，尤其是在框架結(jié)構(gòu)方面，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的住宅框架結(jié)構(gòu)嚴(yán)重阻礙了居民對(duì)室內(nèi)空間的隨意規(guī)劃，傳統(tǒng)的住宅框架結(jié)構(gòu)一旦形成，要想再進(jìn)行規(guī)劃，幾乎就要對(duì)整個(gè)住宅進(jìn)行重新的建筑設(shè)計(jì)，這樣就要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，在這種情況下，異形框架結(jié)構(gòu)的理念就出現(xiàn)了。接下來(lái)，筆者就對(duì)異形柱框架在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用的相關(guān)問(wèn)題做具體的分析。

1、異形柱的概念

異形柱和普通的矩形柱最大的不同在于柱截面，異形柱的柱截面主要是利用很多個(gè)的小墻肢構(gòu)成的，它是從剪刀墻演化來(lái)的。但是要注意，柱肢截面中各個(gè)肢的高和厚之比要小于等于4，截面柱主要的形狀主要有L形、T形、十字形以及Z字形。這幾種形狀用于不同的部位，比如L形主要用在轉(zhuǎn)角的地方，T形和十字形主要用于縱橫墻交接的地方。對(duì)柱肢的寬度也有一定的要求，通常情況下是和填充墻體的厚度是一樣的，一般是200mm至250mm左右，通常情況下，都不超過(guò)300mm，但是柱肢長(zhǎng)就要長(zhǎng)一些，通常為600mm至800mm之間。

2、異形柱框架結(jié)構(gòu)和矩形框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的不同之處

上文中，我們對(duì)異形柱的概念和主要的特點(diǎn)都有所了解了，那么異形柱框架結(jié)構(gòu)和矩形框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中具體有哪些不同呢？接下來(lái)，筆者就進(jìn)行一一的介紹，主要有以下幾點(diǎn)不同：

2.1異形柱框架結(jié)構(gòu)，因?yàn)樾螤畹奶厥庑裕饕迷诟叨确纫泻艽蠼档偷淖≌ㄖ?，這也可以直接的說(shuō)明，為什么應(yīng)用異形柱框架結(jié)構(gòu)的住宅建筑能夠方便用戶對(duì)室內(nèi)空間進(jìn)行規(guī)劃。

2.2異形柱框架結(jié)構(gòu)因其對(duì)彈性有著高要求，所以它的位移角度的最大值要比矩形框架結(jié)構(gòu)的要求要嚴(yán)格，因?yàn)榫匦慰蚣芙Y(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)固性就強(qiáng)，因此它對(duì)位移角度的最大值要求不是很嚴(yán)格。

2.3異形柱框架結(jié)構(gòu)對(duì)住宅的烈度、高度、抗震等級(jí)的確定方法等都有嚴(yán)格的要求，尤其是對(duì)鋼筋混凝土住宅的要求更高。

3、異形柱受力性能特點(diǎn)及軸壓比控制

上文中，筆者主要介紹了異形柱框架結(jié)構(gòu)和矩形框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的不同之處，異形柱框架結(jié)構(gòu)與矩形框架結(jié)構(gòu)之所以會(huì)有這么大的不同，主要是由于異形柱受力性能的特點(diǎn)和軸壓比的控制導(dǎo)致的，接下來(lái)，筆者就對(duì)異形柱受力性能特點(diǎn)和軸壓比控制問(wèn)題進(jìn)行闡釋。

3.1在現(xiàn)代的民用住宅設(shè)計(jì)中，異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，因此，為了保證建筑工程的質(zhì)量，必須要科學(xué)合理的控制異形柱受力性能特點(diǎn)及軸壓比，在異形柱受力性能特點(diǎn)及軸壓比控制時(shí)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中的偏壓構(gòu)件，其受壓區(qū)域總是矩形區(qū)域。而建筑結(jié)構(gòu)中異形柱的受壓區(qū)域較為復(fù)雜，其受壓區(qū)域呈多樣性，因此，如果不對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制，就很容易對(duì)整個(gè)截面以及構(gòu)件產(chǎn)生影響。

3.2異形柱由于多肢的存在，其剪力中心與截面形心往往不重合，在受力狀態(tài)下各肢將產(chǎn)生翹曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力，剪應(yīng)力使柱肢砼先于普通矩形柱出現(xiàn)裂縫，即產(chǎn)生腹剪裂縫，導(dǎo)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。

4、異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造

上文中，筆者主要向我們具體的闡釋了異形柱的概念、異形柱框架結(jié)構(gòu)和矩形框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的不同之處以及異形柱受力性能特點(diǎn)及軸壓比控制，接下來(lái)筆者主要從框架柱、框架節(jié)點(diǎn)、柱與填充墻的連接等異形柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造的相關(guān)問(wèn)題做相應(yīng)的概述。

4.1框架柱

4.1.1柱縱筋與箍筋設(shè)置形式有“ L”、“T”、“十”及雙排布置等形式。在同一截面內(nèi)，縱向受力鋼筋宜采用相同直徑，其直徑不應(yīng)大于25mm，且不小于14mm?？v筋間距大于250mm時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向構(gòu)造筋，其直徑可采用12mm，并設(shè)拉筋，拉筋間距為箍筋間距的兩倍。

4.1.2柱截面厚度小于200mm時(shí)，縱向受力鋼筋每排不應(yīng)多于2根；肢厚在200—250mm時(shí)，每排鋼筋不應(yīng)多于3根，必要時(shí)可分二排設(shè)置，二排鋼筋之間的凈距不應(yīng)小于50mm。

4.1.3框架柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率：抗震等級(jí)為2級(jí)時(shí)，中柱、邊柱不應(yīng)小于0.7%，角柱不應(yīng)小于0.9%；抗震等級(jí)為3級(jí)時(shí)，中柱、邊柱不應(yīng)小于0.6%，角柱不應(yīng)小于0.8%?？蚣苤腥靠v向鋼筋的配筋率，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)2、3級(jí)鋼筋不宜大于3%。

4.1.4框架柱應(yīng)采用復(fù)合箍，嚴(yán)禁采用具有內(nèi)折角的箍筋，箍筋必須做成封閉式。箍筋末端做成不小于135°的彎鉤，彎鉤端頭直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d（d為箍筋直徑）。

4.2框架節(jié)點(diǎn)

4.2.1框架梁的截面寬度與異形柱的肢寬相等或梁截面寬度每側(cè)凸出柱邊小于50mm時(shí)，在梁四角上的縱向受力鋼筋應(yīng)在離柱邊大于800mm處，且滿足小于l/25坡度的條件下向柱筋內(nèi)側(cè)彎折伸入框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)。

4.2.2當(dāng)框架梁的截面寬度的任一側(cè)凸出柱邊大于等于50mm時(shí)，則該側(cè)梁角上的縱向受力鋼筋可在本肢柱筋外側(cè)伸入梁柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)。

4.3柱與填充墻的連接

4.3.1異形柱框架結(jié)構(gòu)的填充墻應(yīng)采用輕質(zhì)墻體材料，并必須與框架可靠地連接。當(dāng)采用砌體填充墻時(shí)，在框架與填充墻的交接處，沿高度每隔500mm或砌體皮數(shù)的適當(dāng)倍數(shù)，用鋼筋與柱拉接，鋼筋由柱的每邊伸出。

4.3.2填充墻長(zhǎng)度大于5m時(shí)，墻頂部與梁宜有拉結(jié)措施；填充墻高度超過(guò)4m時(shí)，宜在墻高中部設(shè)置與柱連接的通長(zhǎng)鋼筋砼水平墻梁。

5、異形柱框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題

上文中，筆者向我們介紹了很多關(guān)于異形柱框架結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，我們對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有了初步的了解，但是異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中，還需要注意很多的問(wèn)題，需要注意的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：

5.1由于異形柱的柱肢較長(zhǎng)，梁柱重疊部分較大，因此在電算時(shí)需點(diǎn)取“梁柱重疊部分作為剛域”選項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算；建議采用雙向偏心受壓、雙向偏心受拉、正截面承載力計(jì)算。

5.2在一般的矩形柱的多層框架結(jié)構(gòu)中側(cè)移多不起控制作用，而對(duì)于異形柱框架結(jié)構(gòu)，由于側(cè)向剛度較小，有時(shí)側(cè)移會(huì)超過(guò)規(guī)范允許值。

5.3因?yàn)楫愋沃奢d方向角具有任意性，所以在異形柱內(nèi)折角處應(yīng)設(shè)置同樣直徑的受力筋。

6、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們了解了異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中有很大的應(yīng)用，隨著時(shí)代的發(fā)展，異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)中會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。本文是筆者根據(jù)自己多年的異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)單位提供借鑒，為我國(guó)異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用住宅設(shè)計(jì)的發(fā)展提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖雅娟，明鐵. 淺談異形柱框架的設(shè)計(jì)與構(gòu)造[J].科技信息（科學(xué)教研）.2008（08）

[2]鄭嘉. 對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].科技信息（科學(xué)教研）.2008（19）

[3]張維福，劉敏. 淺析異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題[J].中國(guó)科技信息.2011（03）