建筑框架结构异形柱设计

张健

摘 要：能够决定一个建筑工程质量的因素有很多，但其中非常重要的一点就是在设计和施工过程中选用最为合适的技术手段和材料，其一方面可以保证整个建筑结构的合理性，还能更好地保证整个建筑工程的质量，给人们带来更好的使用体验。目前异形柱结构的应用正在不断变得更加广泛，如果能够更好地应用这种结构，就能起到更好的使用效果。但是经过实践我们发现，这种设计理念仍然还存在着一些问题有待于解决，这样才能不断提高设计设计水平。本文主要针对这种结构的应用范围和设计要点进行了简要探讨，希望可以给相关工资的开展提供一些参考。

关键词：异形柱框架结构；性能；结构设计；要点

现代建筑在我国的得到了充分发展，建筑无论是结构还是功能都变得越来越多样。框架结构在我国的应用范围越来越广泛，正是因为如此，框架结构的质量也可以给我国的建筑工程质量带来更大的影响，保证框架施工的质量尤其重要。如果在设计和施工过程中将短肢剪力墙和矩形框架结构这二者互相结合起来，就形成了一个异形柱，这种结构可以通过提高建筑工程承载力的方式来提高其稳定性，所以作为技术人员和设计人员来讲，应该不断提高对这项技术的研究力度，这样才能不断发现其中存在的问题和不足，最终给我国的建筑行业发展提供更大的推动力。

1 异形柱结构的特点

异形柱这种结构目前来看在我国发展基础仍然还比较薄弱，所以技术仍然不够完善，所以在结构设计方面还存在着一些不足。对于这個问题来说，我们应该首先考虑到异形柱结构本身的特点以及应用范围，这样才能确定异形柱结构的发展方向，进而让其更好地发挥作用。其实异形柱结构的特点就是能够保证整个结构的稳定性，不仅给施工提供了很大的便利，还能直接提高建筑结构的稳定性，对保证建筑工程的抗震能力有着相当重要的作用。

我国很多地区地质情况比较复杂，所以是一个地震多发的国家，从另一方面来看，我国城市化建设还在不断推进，城市用地越来越紧张，所以为了提高土地利用率，高层建筑的数量越来越多，为了提高其稳定性，就需要我们采用异形柱这种结构，避免其稳定性造成影响，进而让其保证使用年限。

在当前阶段，我们在使用异形柱框架这种结构之前，首先需要从整体的角度全面分析整个结构情况，避免出现短柱的问题。除此之外，拉近也是一项非常重要的工作，应该保证整个建筑整体全面处于衔接状态，这样一来，整个建筑工程也会拥有更为稳定的结构，并且保证不会由于地震等外界因素造成严重影响。针对这种结构进行深入剖析，不难发现这种结构本身延性较好，所以更应该针对各个方位的钢筋进行明确分析，这样才能不断提高异形柱的功能，扩展其范围，可以给相关工作的开展提供更有效的支持。

其实结合当前的建筑领域来看，异形柱本身具有较好的抗震性能，所以适合在地震频发地区使用，但如果震级过高也会导致结构的破坏，是所以可以使用在震级较小的地区。从另一方面来看，建筑高度也应该保证低于27米，这个高度范围内可以最好地发挥出异形柱结构的优势。除此之外，在具体的施工过程中也应该全面分析整个建筑工程的具体环境，这样才能保证其作用的发挥。

2 异形柱框架结构的设计要点

对于异形柱框架结构来说，要想保证其在建筑施工中发挥自身最大的作用，还应该在进行建筑施工的时候对异形柱矿机结构进行全面分析，减少其在建筑施工中出现的问题。在实践研究的时候发现对异形柱框架进行设计的时候需要考虑的因素非常多，为了保证异形柱框架自身质量，还需要对异形柱框架设计中应该考虑的因素有一个全面了解，这样对提升异形柱框架结构在建筑施工中的应用，提高建筑物整体质量都起到非常重要的作用。

2.1 异形柱框架结构布置

框架结构扭转肯定会带来不利影响，因此，设计时结构平面要对称，平面与刚度尽量做到一致，柱上两个主轴方向的布置要协调对称，否则要充分分析扭转对结构受力的影响。

异形柱框架结构应该进行双向设置，对齐框架柱，拉通框架梁，纵横框架梁不要相互支撑，确保结构空间受力，保证结构的承载力、刚度、抗震性及稳固度，形成良好的统一整体。

不要出现错层，这样能有效预防建筑楼层出现竖向的刚度突变，而且竖向的体型规则布置。

对于个别部位，其受力较为复杂的，应改为选用一般框架柱。

2.2 建筑最大适用的高度与高宽异形柱框架结构最大适用高度与宽度：（1）抗震设防烈度为6度（0.05g）时，最高为24m，高宽比应<4；（2）抗震设防烈度为7度（0.10g）时，高度要求<35m，层数<12层，高宽比应<5；（3）抗震设防烈度为8度（0.20g）时，高度<25m以，高宽比应<4。

2.3 明确抗震等级

异形柱框架结构对抗震性能有严格的要求，抗震等级高低的确定，影响着计算、结构延性及其变形能力，通过抗震等级制定相关必要措施。抗震等级的确定由当地的抗震设防烈度、结构类型及其高度来决定。异形柱框架结构的延性比矩形柱框架的要低，所以，异形柱框架结构的抗震等级相对较高。

2.4 异形柱结构的计算

异形柱结构的截面尺寸除了考虑主要的轴压比外，也要综合考虑其他相关影响因素。异形柱结构设计其计算内容主要有：计算截面承载力；计算结构的延性及其刚度；计算结构的抗震性能等。异形柱的两种计算方法：

（1）在异形柱框架结构规范中规定，当异形柱断面剪力墙的墙肢长与墙肢宽之比<4时，应配筋应按柱进行计算。例如墙宽为220cm，则4x20=80cm，也就是说，当墙肢长<80cm时，可以按框架柱计算钢筋混凝土墙（但面不按剪力墙对待）。目前，我国计算异形柱的电算程序主要有两种：中国建科院的空间分析程序TBSA和TAT；于广厦新开发的GSCAD结构计算。目前广厦的GSCAD软件被应用的不多，大多数设计单位把异形柱作为剪力墙输入，计算后再根据结果进行异形柱配筋。

（2）可以先假设异形柱的断面尺寸，再根据异形柱的面积和惯性矩等量的原则，计算为矩形断面BxH，然后再按照矩形柱计算整个结构的配筋，最后再把按矩形柱计算的结果转换成异形柱结构的配筋。

3 结束语

经过前文总结，我们不难发现，如果能够在建筑工程的设计工作中融入异形柱这种结构设计，其可以大大提高整个建筑结构的稳定性，但是目前来看，这种结构本身仍然还有很大的空间有带我们发掘。对于这个问题来说，就需要我们针对这种结构进行更加全面的探讨，将其不断完善才能提高整个建筑工程的设计水平。除此之外，在设计过程中我们对于异形柱的受力情况和造成结构损坏的机理进行全面探讨，这样才能选出一个最为合理的方案。在布置框架结构的时候也应该计算结构，这样保证其受力平衡，避免出现结构不稳的问题。

参考文献

[1]于帆.浅谈异形柱框架结构在民用住宅设计中的应用[J].中国科技博览，2015（16）：259-259.

[2]朱国军.住宅建筑异形柱框架结构设计相关问题讨论[J].建筑工程技术与设计，2015（25）.

[3]蒋琳琳.抗震功能的多层住宅异形柱框架结构设计及优化措施分析[J].建材与装饰，2017（42）.

[4]朱行行.住宅建筑异形柱框架结构设计意义与现状[J].房地产导刊，2015（2）.