异形柱框架结构在民用住宅设计中的应用研究张亢

异形柱框架结构在民用住宅设计中的应用研究张亢

张亢

苏州热工研究院有限公司江苏苏州215004

摘要：近些年来，异形柱框架结构逐渐发展成为现代民用住宅的一种风格，异形框架结构也深受广大设计师的喜爱，因为它有很多别的框架结构所不具有的特点，目前得到了广泛的应用。随着人们生活水平的提高，大家就更向往更加健康的住宅环境，这就要求所设计的住宅更加健康环保，外表更加美丽。这也对设计师的要求更高，具备更高的水平。异形框架结构可以让住宅更加的稳固美丽，人们也非常喜欢这种建筑风格。

关键词：异形柱；框架结构；民用住宅；设计；应用

1异形柱框架结构的概述

异形柱框架结构作为民用住宅中应用最广泛的一种形式，它的应用有一定的复杂性，所以在对异形柱框架结构进行应用的时候，要充分了解异形柱框架结构，并且了解它具体的使用方式。只有这样才能够提高异形柱在民用住宅中的使用效果。异形柱框架结构主要是利用建筑外墙的构造，对有限的空间进行利用，从而在视觉上对整个空间进行扩宽，确保建筑物的合理性以及质量。在民用住宅中使用异形柱框架结构的话，为施工人员提供了一个很好的施工方案，施工人员可以根据外墙以及异形柱框架结构对整个建筑物进行稳定性和可靠性的加强，有效的保证了建筑物的施工质量。使用异形柱框架结构进行民用住宅的设计可以有效的利用空间，使民用住宅更加的有空间感以及视觉上的美感，并且建筑的空间以及结构能够符合人们的需求，确保人们的生活质量得以满足。

2异形柱框架结构的受力特点

2.1承重能力强

对于异形柱框架结构来说，它的承重能力是非常好的，而且抗震性也比较好，这是异形柱框架结构的特殊性所决定的，异形柱框架结构有异性的横截面，当受到双向作用力的时候，异形柱框架结构会随着荷载力的变化而变化，并且受压的变化是以前并未出现过的。因此对于异形柱来说，它的延续性是非常复杂的，所以设计人员在设计的时候要考虑周全，对结构的轴压比要进行严格的控制，以免出现短柱。

2.2立面刚度分布均匀

对于异形柱框架结构来说，它的立面刚度分布的比较均匀，并且与轻质砌体填充墙相比较而言，异形柱框架结构更加的重要，它是整个建筑施工中比较关键的部分。所以，在对异形柱框架结构进行设计的时候，要注意不能出现极短柱以及抗震性不好的问题，这就要求我们在充分了解实际情况之后对民用住宅进行系统的设计，确保设计的方案能够符合实际的情况，并且能够满足相应的设计标准和要求，从而使民用住宅的质量得到保障。

2.3多种力共同作用

在对异形柱进行设计的时候，引起框架结构以及短肢剪力墙损坏的形态非常的多，所以在当今的建筑工程设计中，已经引起了人们的特别关注。造成异形柱出现变动以及破坏的主要原因在于以下几个方面：第一弯曲压力的破坏，第二粘接的破坏，第三高压剪的破坏等。这些破坏的出现主要是由压轴比、设计剪力等原因造成的。

3异形柱在民用住宅中的应用

通常情况下，异形柱框架结构的填充墙都是一些非承重的填充墙，主要的组成部分是梁、板以及现浇钢筋的混凝柱。这种结构具有一定的优越性，它的整体性比较好、抗震效果也好、承受力也好、所以使用的频率是越来越高了，发展的速度也是越来越快了，有希望能够替代常规的砌体结构。在应用异形柱结构进行施工的时候，要从实际出发，并根据框架结构的设计要求以及自身的特点，进行优化配置，在施工的过程中要注意以下几点：

3.1平面的布置

在进行民用住宅设计的时候，不仅要考虑住宅的框架填充墙的结构、砌体结构以及钢筋混凝土的抗震结构等等，还要对平面布置进行考虑，并对平面布置进行科学合理的处置，主要从以下几个方面进行：第一，要使用双向的设置结构，并且框架梁之间要进行拉通，框架柱之间要对其，对纵横梁之间的支撑进行控制，确保结构受力稳定，能够对结构的刚度、稳定性以及承载力有促进的作用，保证异形柱框架结构有很好的抗震能力。第二，在布置的时候要使两边对称，使两个主轴方向上的协调性能够加强，防止出现偏心距，确保合力中心以及刚度中心能够重合，避免因为扭转而出现问题。第三，在进行竖向布置的时候尽量做到均匀和规则，保证整体的美观。避免在设计的时候出现内收与外挑过大，避免楼层的刚度出现竖向的突变，还要避免出现错层。

3.2基础拉梁的设计

在进行民用住建建设的时候，占用耕地的面积应该尽可能的少，从而保护环境。所以在进行民用住宅设计的时候，要对底层柱的长度和位移进行准确的计算，并且根据框架梁来进行设计，对箍筋的加密区进行规范，为了使抗震效果良好，在进行设计时，要使用短柱基础方案。如果基础埋深比较浅的话，那就要根据抗震的要求，对两个主轴方向进行基础拉梁的设置，并且要保证拉梁的截面宽度要是柱中心距的二十分之一到三十分之一之间，高度应该是柱中心距的十二分之一到十八分之一之间。如果基础底层的层不高的话，在对基础拉梁进行设计的时候，要尽量设计的强大一些，从而使拉梁能够保持平衡。

3.3异形柱轴压比设计

在现行的一些规范中，轴压比限值的实质作用在于利用限制轴压比的方法使框架柱延性较好，以免出现大偏心受压破坏的情况，从而保障整个框架柱有一定的变形能力。柱的轴压比往往会对柱的破坏形态和变形能力有直接的影响，是进行混凝土柱施工时需要进行主要控制的因素。依照前文上面所述的异形柱的受力特点，异形柱的脆性比矩形柱往往更加的明显，这样就造成异形柱的变形能力往往比矩形柱差，而且异形柱往往都是短柱，这样就使异形柱的延性比矩形柱低，所以必须注意严格进行柱的轴压比的控制，同时防止短柱的产生。

3.4异形柱钢筋设计

从目前的角度看，异形柱纵筋配置形式往往有L形、T形、十字形还有双排布置等很多形式。在一个截面上，纵向受力的钢筋往往比较时候采用相同直径，直径范围处于14到25mm之间的形式。因为梁和柱肢宽度往往比较小，所以，为了确保整个砼的施工质量，便于进行混凝土的浇筑、振捣工作，在施工图中，往往会根据计算结果配筋，而且在配筋的时候需要注意整个钢筋的直径、根数，而且在钢筋的间距和净距上面也要注意满足规范的要求。当钢筋的根数非常多的时候，需要注意分两排进行纵向受力钢筋的设计。除此之外，因为一些异形柱截面具有非常复杂的特点，在一些内折角处需要注意设置一些纵向的构造钢筋。除此之外，在符合柱最小配筋率的条件下，要注意配筋率不可以过大，普遍控制在中柱和边柱的0.8%～1.0%。箍筋能够避免柱出现剪切破坏，还可以减小整个纵筋的无支撑长度，延缓出现纵筋失稳的情况，同时起到约束核心混凝土，增强混凝土的变形能力的作用。

结束语：

综上所述，异形柱结构设计的方案具有简单灵活多变的特点，它比传统的住宅设计更有优势，也得到了居住者的一致好评，所以异形柱框架结构设计近几年在民用住宅方面发展迅速。由此可见，随着社会经济的发展，异形柱框架结构的设计也是越来越完善，更能够推动其在民用住宅方面的发展。

参考文献：

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