论述建筑框架结构异形柱设计

摘要：异形柱对于建筑框架结构有着非常重要的意义，它在建筑的整体支撑结构中起着不可替代的作用。一个和建筑融合完美的异形柱，可以使建筑拥有最高的性价比，增加建筑的美感，拓展建筑的室内空间。本文就简要地分析了建筑框架结构中异形柱的结构特点，并重点针对异形柱设计中的要点进行了介绍，希望能够对相关人员有所帮助。

关键词：建筑框架；结构；异形柱

一、框架结构中的异形柱概述

异形柱的全称，是异形截面柱，“异形”指的是柱体截面的几何形状而非常见的矩形，大多是较为复杂的几何图形。异形柱框架结构是介于短肢剪力墙与矩形框架之间的一种结构体系。其肢高与肢厚之比愈小愈接近框架结构的受力特征。普通钢筋混凝土框架柱的截面通常是方形、矩形或者圆形，而异形柱截面通常是L形、T形、+形。异形柱的设计需要满足建筑整体结构刚度和承载力的要求，然后根据建筑的功能和设计方案，决定采取何种几何形状的异形截面柱。

二、异形柱框架体系的特点

（一）布置灵活

由于异形柱建筑的墙壁往往只起到一个围护的作用，不承受重量，可以采用轻质的墙壁，受到的建筑整体的限制非常少，这样产生的结果就是让房间的布置非常灵活，可以在很大程度上满足业主对于大空间的房屋建筑的要求。

（二）质量轻刚度高

异形柱框架体系和矩形框架进行对比，可以发现异形柱框架体系的抗震性明显高，因为异形柱框架体系的质量相对较轻，而刚度很高，这是其抗震性高的主要原因，受到人们的亲睐。目前人们对于房屋安全性的要求越来越高，异形柱框架体系结构的建筑由于其较高的安全性，成了吸引人们目光一个关键因素。

（三）性价比高

异形柱虽然增加了一定程度的施工难度，但是也有其自身的优势，扩大了使用面积、减少了基础费用、性价比是比较高的，总体经济效益也很可观。

异形柱框架结构体系通过长久的应用和改进，现在已经非常成熟，可以满足人们的众多需求，包括安全性、美感等，室内可以不凸出梁柱，使用起来方便而且美观，而且可以增加房间的使用面积。有相关数据显示，异形柱结构体系的建筑结构比砖混结构可以增加约8%到10%的使用面积，且兼有砖混结构的优点，有效解决了砖混房屋超高的技术问题。 与消耗耕地的黏土砖混结构体系相比， 异形柱框架结构体系优势明显。这也是人们选择异形柱框架体系的一个重要原因。所以异形柱框架结构建筑在实际的建筑中使用是非常普遍的，我国的异形柱框架结构建筑更是遍地都是，这方面的建筑理论知识也已经非常成熟，相关的设计人才和施工人员也非常充足，能够满足大面积和大规模建筑的需要。

三、异形柱框架结构的设计要点

（一）适用高度及高宽比、长细比、肢长等限制

1.异形柱框架在7度抗震设防烈度区，要求房屋高度≤35 m，高宽比不宜超过5；8度区房屋高度≤25 m，高宽比不宜超过4。

2.柱净高与截面长边之比即长细比应≤8，但不宜

3.根据长细比不宜4，且异形柱截面肢厚对多层建筑不应

（二）异形柱框架结构设计构造

（1）柱纵筋与箍筋设置形式有“L”、“T”、“十”及双排布置等形式。在同一截面内，纵向受力钢筋宜采用相同直径，其直径应≥14mm ，且小于25mm：纵筋间距>250mm时，应设置纵向构造筋，其直径可采用12mm，并设拉筋，拉筋间距为箍筋问距的两倍。

（2）柱截面厚度

（3）框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋率：抗震等级为2级时，中柱、边柱不应

（4）框架柱应采用复合箍.严禁采用具有内折角的箍筋，箍筋必须做成封闭式，箍筋末端做成≥135°的弯钩，弯钩端头直段长度不应

（三）抗震等级对异性柱框架设计的影响

异形柱框架结构应根据结构类型、房屋高度及抗震设防烈度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。根据规定：抗震设计防烈度为7度，房屋高度22 m时，为二级抗震；抗震设防烈度为8度，房屋高度≤25 m时，为二级抗震。有些地区的《规程》还规定了异形柱框架结构只适用于抗震设防烈度为7度及7度以下的地区且房屋高度不超过35m。

异形柱框架结构不同于砖混结构，框架应当双向设置，增加平衡性，框架柱应该对齐，同时拉通框架梁，避免横向和纵向的框架梁相互支撑产生不利影响，使得异形柱框架结构形成空间受力，并且具有足够的承载能力、刚度以及稳定能力。这样做的另一个好处，就是可以让建筑具有良好的整体性，从而增加异形柱框架结构建筑的整体抗震性能。在地震作用下，异形柱框架结构最大弹塑性层间位移通常发生在结构底部。常见的加强薄弱层的措施应在底层设置支撑、 芯柱， 利用已有构件，如适当加强底层楼梯的设计，使其与框架有可靠的连接以产生支撑作用，同时考虑到受力的复杂性， 可在设计时将基础与底层异形柱的连接部位改设为矩形柱，或将整个底层柱改设为矩形柱，有利于抗震。

（四）如何减轻扭转力对建筑的影响

异形柱框架结构的设计要尽量使结构平面对称，使建筑平面和刚度达到更高的均匀度，在设计过程中，异形柱框架结构的两个主轴方向应协调布置，并宜纵向交联，这样是为了避免扭转对整体异形柱框架结构带来的不利影响，如果已经发生了明显的不对称，一定要及时评估扭转对于结构受力的不利影响，及时修正。

（五）如何减轻竖向作用力对建筑的影响

异形柱框架结构在设计和施工过程中，还要注意防止楼层刚度在竖直方向上的突变，力求使异形柱框架结构建筑在竖直方向上体现整体的体型规则均匀，一定要避免错层。这样可以让异形柱框架结构建筑避免过大的外挑，同时也避免过大的内收，两者兼顾，在平衡和均匀的基础上，力求达到更高的规则性和安全性。且更能体现出异形柱框架结构自身的特点，把异形柱框架结构自身的特点充分应用到建筑的设计和建设中，让建筑结构更加具有性价比和安全性。

四、结语

建筑框架结构异形柱设计，需要综合多方面的因素，整合多方面的资源来整体考虑和进行。异形柱框架结构具有抗震性高、室内空间布局灵活等等优点，在实际的建筑框架异形柱设计中应该尽可能体现，扬长避短，让异形柱框架结构的优势体现出来。

参考文献：

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