淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張莉

鶴崗市住房保障局

淺談異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張莉

鶴崗市住房保障局

在人們生活水平不斷提高的情況下，人們對(duì)于住宅本身所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)體系也有了越發(fā)嚴(yán)苛的要求。在建筑工程中，異形柱結(jié)構(gòu)本身是一種建筑工程施工中較為常見的結(jié)構(gòu)形式，但也正是由于該結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出的廣泛性，使得該結(jié)構(gòu)體系被建筑業(yè)所重視。本篇文章主要針對(duì)異形柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討，以期為我國建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

民用建筑；框架結(jié)構(gòu)；異形柱

在人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)形式要求越來越嚴(yán)苛的情況下，以往傳統(tǒng)形式的住宅結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能夠讓民眾滿意，人們更多的是對(duì)于住房提出了極為嚴(yán)格的要求，要求住房要有更加舒適、新穎、個(gè)性的居住模式。這也就使得是異性柱框架結(jié)構(gòu)形式，開始被廣泛的應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)形式中。下文主要針對(duì)異性柱框架結(jié)構(gòu)在民用建筑設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

一、異形柱結(jié)構(gòu)概述

異形柱框架結(jié)構(gòu)是目前民用建筑工程項(xiàng)目中最為常見的一種，也是當(dāng)前最為常見的一種建筑結(jié)構(gòu)。異性框架建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在一定程度上滿足了建筑室內(nèi)空間有效利用、合理布置的要求，也在很大程度上刺激了建筑施工的順利可靠進(jìn)行。在目前的異性框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于其平面布置靈活、圍護(hù)墻和非承重墻都是一種輕質(zhì)隔墻，因此極容易受到建筑條件的限制影響來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，同時(shí)也可以在工作中做到有效滿足業(yè)主對(duì)大開間建筑的需要與需求。就結(jié)構(gòu)受力的角度去分析，異形柱建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中對(duì)于空間利用極為重要，同時(shí)是集剪力墻和框架結(jié)構(gòu)雙重優(yōu)勢(shì)為一體的綜合性建筑結(jié)構(gòu)，這也就給目前我們的工作與施工設(shè)計(jì)提供了良好的發(fā)展動(dòng)力與發(fā)展前景。

二、異型柱受力特點(diǎn)

異形柱與傳統(tǒng)的剪力墻和框架結(jié)構(gòu)相比較而言，存在著以下幾方面優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

1、在實(shí)際應(yīng)用異性柱框架結(jié)構(gòu)的過程中，其橫截面所呈現(xiàn)出的實(shí)際上是一種異形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系處在雙向壓彎作用影響下，其中的荷載力會(huì)逐漸隨著荷載角度、彎度等方面的變化而變化，而受壓區(qū)域的具體形狀也會(huì)發(fā)生明顯變動(dòng)。也就是說，在某些情況下，荷載角度本身需要在一定的情況下，極易由于柱截面的壓力影響，而產(chǎn)生相關(guān)變動(dòng)，其中表現(xiàn)出的脆性變化模式極為明顯。那么在當(dāng)前執(zhí)行異形柱體施工期間，其中所呈現(xiàn)出的延性也是比一般情況下的柱體結(jié)構(gòu)更差。所以，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，應(yīng)當(dāng)要對(duì)于異形柱結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出的軸壓比采取更加嚴(yán)格的控制措施，同時(shí)要防止設(shè)計(jì)工作中出現(xiàn)短柱現(xiàn)象。

2、異形柱結(jié)構(gòu)本身在對(duì)于立面剛度進(jìn)行控制的過程中，所呈現(xiàn)出的分布形式是較為均勻的，并且其中的異形柱本身和輕質(zhì)砌體填充墻相比較而言，其中的工作模式和工作性能符合相關(guān)要求。但是在單調(diào)的負(fù)荷影響之下，任何與作用相符合的情況，都會(huì)導(dǎo)致異型柱框結(jié)構(gòu)所具備的整體性粘接受到影響，這一影響之下所遭受到的破壞，遠(yuǎn)比普通形式的矩形柱更加的嚴(yán)重。那么在這樣的情況下，執(zhí)行設(shè)計(jì)工作期間，要對(duì)于相關(guān)的抗震性能、短柱現(xiàn)象等加以預(yù)防，而實(shí)現(xiàn)這方面的目的，需要進(jìn)行深入的、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，如此一來才能夠讓設(shè)計(jì)工作本身更加的合理、全面，真正的滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求，最大限度的發(fā)揮出結(jié)構(gòu)的相關(guān)性能。

3、一般來說，在目前的異形柱設(shè)計(jì)的過程中，影響框架結(jié)構(gòu)與短肢剪力墻破壞形態(tài)較多，對(duì)于這些因素進(jìn)行控制與完善在目前的建筑工程項(xiàng)目中已成為人們關(guān)注的重點(diǎn)和核心話題。在目前的異形柱設(shè)計(jì)工作中，造成異形柱出現(xiàn)變動(dòng)與破壞的現(xiàn)象主要是由于：彎曲壓力破壞、粘接破壞以及高壓剪切破壞等等。這些破壞形態(tài)和破壞結(jié)構(gòu)存在的主要因素是通過軸壓比、設(shè)計(jì)剪力破壞模式以及柱體結(jié)構(gòu)凈高還存在著一定的問題。

三、異型柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題

1．結(jié)構(gòu)平面布置

異形柱框架結(jié)構(gòu)在執(zhí)行平面布局、設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)要嚴(yán)格的按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求、規(guī)定來進(jìn)行，最大限度的滿足我國建筑工程結(jié)構(gòu)體系的相關(guān)需求。那么在這期間，就需要與工程自身的特性加以結(jié)合，進(jìn)而對(duì)以下幾點(diǎn)引起足夠的重視。

（1）執(zhí)行平面設(shè)計(jì)工作的過程中，盡可能的對(duì)于平面對(duì)稱因素加以控制，這方面的控制至少要利用結(jié)構(gòu)體系中兩個(gè)軸方向所呈現(xiàn)出的協(xié)調(diào)統(tǒng)一因素，加以分析、設(shè)計(jì)、規(guī)劃，讓結(jié)構(gòu)中所存在的合力中心能夠最大限度的和剛度中心之間進(jìn)行重合，使得結(jié)構(gòu)中避免出現(xiàn)偏心距的現(xiàn)象。如此一來，便能夠使得建筑工程體系中的扭轉(zhuǎn)裂縫、不利因素等得到有效的控制。

（2）盡可能的使用雙向承重體系作為結(jié)構(gòu)的主體形式，并且要對(duì)于其中的橫向采取完善的連接措施。

（3）各個(gè)柱體位置所呈現(xiàn)出的肢體都要盡可能的對(duì)稱，進(jìn)而使得柱體能夠和梁之間保持良好的力學(xué)性，形成極為規(guī)則、多跨度的抗側(cè)力體系。就現(xiàn)階段來看，異形柱框架設(shè)計(jì)的根本目的就是要使得小面積房屋所呈現(xiàn)出的相關(guān)使用問題得以解決，那么就應(yīng)當(dāng)要對(duì)于結(jié)構(gòu)中的墻角位置引起足夠的重視，其他的位置就可以直接從施工便利、受力科學(xué)來加以考慮，進(jìn)而使用適合的矩形截面柱。

2．設(shè)計(jì)方法

異型柱和矩形柱的截面形式差異很大，不能簡單把矩形柱的計(jì)算方法應(yīng)用到異型柱中。這些程序均用數(shù)值積分法進(jìn)行正截面配筋設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確性較高，經(jīng)過大量工程校算，能有效地滿足結(jié)構(gòu)安全性要求。

（1）按肢長與肢寬之比定義異形柱或短肢墻很大程度是為了學(xué)術(shù)上的便利。但用TAT程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)，按異形柱模式可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度下降，應(yīng)適當(dāng)增加抗地震力；當(dāng)按短肢剪力墻模式計(jì)算可使梁配筋偏小，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配筋；

（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)超過規(guī)范允許值。

3．構(gòu)造設(shè)計(jì)

（1）柱壁厚度和砼標(biāo)號(hào)的選擇

參照規(guī)范及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，柱肢的厚度最小不少于160mm，一般常采用200mm比較合理。對(duì)于8層及以上框架其下面兩層梁柱節(jié)點(diǎn)處的鋼筋有時(shí)顯得比較密集，因此不宜減薄。在梁跨度較大時(shí)，柱子往往顯得截面不足，軸壓比太大，鋼筋過分密集。因此最好把一二層柱砼標(biāo)號(hào)提高到C30左右，避免采用加大壁厚的方案。

（2）縱向鋼筋和箍筋

縱向受力鋼筋選用時(shí)，數(shù)量宜少，直徑宜大，一般只要不大于Ф25均應(yīng)選較大的直徑減少根數(shù)，而每邊鋼筋的數(shù)量宜用2根，多則做兩排配置。底層每邊鋼筋的數(shù)量也可以用3根，但穿出樓面的柱筋每邊單排配筋還是不要多于2根為宜，否則節(jié)點(diǎn)施工困難。

四、結(jié)束語

綜上所述，異型柱框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行平面布置的過程中，要遠(yuǎn)比傳統(tǒng)形式的矩形柱框架更加的靈活，那么在這樣的情況下，便能夠?qū)τ谖覈?dāng)前建筑物的相關(guān)功能要求加以滿足，并且還可以結(jié)合目前設(shè)計(jì)發(fā)展工作中的各方面長處，來構(gòu)建出更好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。此外，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員還應(yīng)當(dāng)要對(duì)于異形柱所呈現(xiàn)出的受力特點(diǎn)加以了解，進(jìn)而充分的把握到設(shè)計(jì)工作中的要點(diǎn)，使得工程結(jié)構(gòu)更加的安全、可靠。

[1]牛亮.建筑給排水節(jié)能節(jié)水技術(shù)探討[J].黑龍江科技信息，2013(32)

[2]牛亮.對(duì)建筑給排水施工技術(shù)及質(zhì)量控制探討[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013(22)

[3]李穎.灌注樁后注漿施工技術(shù)研究[J].黑龍江科技信息，2013(35)