浅析异形柱与短肢剪力墙结构设计

孙 会 ，徐 兵

（1.大连城建设计研究院有限公司，辽宁 大连 116011；2.大连万衡检测有限公司，辽宁 大连 116023）

引言

随着社会的发展，人们的生活生产水平得到了有效改善，因此人们对建筑业提出的结构和性能以及质量也提出了更高的要求。而随着我国的城市建设的加快，建筑作为城市的主要元素，因此建筑行业也得到了长足的发展，在现代的建筑领域中，各种先进的施工技术和施工材料以及施工设备层出不穷，并且原有的施工技术和施工材料以及施工设备都得到了相应的改进创新，从而为现代的建筑工程建设创造了有利的条件，并且为我国的城市建设起到了不可估量的作用。在现代的建筑工程中，传统的建筑结构已经不能满足现代人们对房屋建筑的要求，因此对建筑的结构进行改进创新势在必行。本文从异形柱结构形式及其计算出发，对异形柱与短肢剪力墙结构设计进行分析研究，并对具体的设计方式方法进行了详细阐述，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的异形柱与断肢剪力墙结构设计起到一定的参考作用。

1 异形柱结构型式及其计算

在当前的建筑工程中，异形柱结构分为了异形柱框架结构和异形柱框架剪力墙结构以及异形柱框架核心筒结构。而这些结构形式和性能都各有不同，因此在实际工程中，还必须要结合工程的实际情况，进行合理的筛选。然而在异形柱结构的施工过程中，为了提高异形柱结构施工的质量和效率，还必须要对异形柱结构进行科学合理并且精密的计算。在异形柱结构的计算过程中，通常应该采用异形柱单元的计算程序来进行异形柱结构的内力和位移的分析计算。并且由于异形结构的差异，所以在实际的计算过程中，还应该结合工程的实际

在进行异形柱与短肢剪力墙结构设计计算时，如果刚度相等，异形柱横截面的面积要比传统矩形柱截面面积稍小。因此为了确保异形柱结构工程的施工质量，用矩形柱计算的结果就不能够直接用于异形柱，二是应该将计算出来的值，适当放大过后才能够进行使用。[1]

在某些建筑工程中，通常会由于异形结构柱所承担的建立较小，所以为了简化计算，通常可以将其产生的应力忽略不计，并且还可以将面积等效以及刚度等效折算成为传统的框架剪力墙结构来对内力和位移进行分析计算。

2 短肢剪力墙结构及其计算

短肢剪力墙结构是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构。其计算模型、配筋方式和构造要求均同于普通剪力墙结构。在TAT、TBSA中，只需按剪力墙输入即可，而且TAT、TBSA更适合用来计算短肢剪力墙结构。TAT、TBSA所用的计算模型都是杆件、薄壁杆件模型，其中梁、柱为普通空间杆件，每端有6个自由度，墙视为薄壁杆件，每端有7个自由度，考虑了墙单元非平面变形的影响，按矩阵位移法由单元刚度矩阵形成总刚度矩阵，引入楼板平面内刚度无限大假定减少部分未知量之后求解，它适用于各种平面布置，未知量少，精度较高[1]。

3 异形柱的受力性能及其轴压比控制

异形柱由于多肢的在受力状态下，各肢产生翘曲正应力和剪应力。由于剪应力，使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。

短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏，设计中应尽量避免出现短柱。根据高长比不宜小于4，在梁高为600mm的前提下，当标准层层高为3.0m时，异形柱的最大肢长可为600mm；底层层高为4.2m时，肢长可为900mm[2]。

4 短肢剪力墙结构中转换层的设置高度及框支柱

随着建筑行业的蓬勃发展和城市化建设进程的加快，为了更好的利用城市空间，从而缓解城市的空间压力，在现代的高层建筑中通常会修建地下室用来做地下停车场或者商业用房。然而地下停车厂和商业用房所需要的空间较大，所以就必须通过转换层来满足停车场和商业用房对空间的要求。在现代的高层建筑中应用短肢剪力墙结构设计，通常只将一部分的剪力墙落地，其他的剪力墙框支。根据相关资料显示，科学合理地控制转换层下部框支，能够有效的减少转换层的附近层间位移角以及内力突变。

5 结语

随着异形柱与短肢剪力墙结构在现代建筑工程中的应用，使得建筑工程的性能和质量都得到了大幅度提升，从而进一步促进了建筑行业的发展。而在进行异形柱与断肢建立墙结构施工之前，必须要对其进行科学合理的设计，只有科学合理的异形柱与断肢剪力墙结构设计才能够确保其施工能够按部就班的进行，从而才能够提高其施工的质量和效率。然而如何才能够提高异形柱与断肢剪力墙的设计水平就成了当前建筑设计人员所亟待解决的问题。通过本文对异形柱与断肢剪力墙结构设计的深入分析，相信读者对其也有了更深刻的认识。总之，在异形柱与短肢剪力墙结构设计中，必须要对严格的按照相关要求并结合建筑的实际情况进行科学合理的设计，从而才能够确保异形柱与短肢剪力墙结构的质量和性能，进而才能够确保整个建筑工程的质量和性能。

[1]薛平山，徐佑平.异形柱和短肢剪力墙在高层框架结构中的受力分析[J].甘肃科技，2003，(10).

[2]肖常安，罗林.当前建筑领域中的异形柱与短肢剪力墙结构设计[J].工业建筑，2002，(04).