异形柱结构

异形柱结构体系避免了普通框架柱在室内凸出、占用建筑空间的问题，改善了建筑观瞻，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性。由于室内不见棱角，围护墙及隔墙较薄，与黏土砖结构相比，增加使用面积8%一10%；与矩形柱框架结构相比，增加使用面积0.6%一1.2%以上。同时，结合墙体改革，采用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料作为框架填充墙及内隔墙，推荐使用轻质填充墙，可以使结构平均自重不超过12—14kN/m²，以此来代替传统的烧结黏土砖墙，以贯彻国家关于节约能源、节约土地、利用废料、保护环境的政策。

采用异形柱框架结构，是墙体改革、节约能源消耗、减轻建筑物自重、增加使用面积、适应功能变化需求的主要途径之一。最初，异形柱结构体系主要用于住宅建筑，近年来逐步扩展到用于较规则的宿舍建筑等 。

混凝土异形柱框架一剪力墙结构体系是在异形柱框架结构体系中设置一定数量的剪力墙所构成的结构体系。 混凝土异形柱框架体系中，在适当位置布置一定数量的剪力墙，有效地减少了异形柱承担的内力，增加了结构的刚度，还能使建筑布置有一定的灵活性。

混凝土异形柱框架一剪力墙结构体系属多道抗震防线的结构体系，剪力墙作为第一道防线，异形柱框架作为第二道防线，增强了结构的抗震能力，是实际工程中常用的一种结构体系

当根据建筑功能需要设置底部大空间时，可通过框架底部抽柱并设置转换梁(转换构件宜采用梁)，形成底部抽柱带转换层的异形柱结构。底部大空间异形柱结构可用于非抗震设计和6度、7度(0．109)抗震设计的房屋建筑，设计时应满足如下基本要求：

①在地面以上大空间的层数：非抗震设计不超过3层，抗震设计不超过2层；

②适用的房屋最大高度应按表1-3规定的限值降低不少于10%，且异形柱框架结构不应超过6层，异形柱框架一剪力墙结构非抗震设计时不应超过12层，抗震设计时不应超过10层；

③异形柱框架结构的底部托柱框架不应采用单跨框架；

④落地的框架柱应连续贯通房屋全高，转换层下部结构的框架柱不应采用异形柱；不落地的框架柱应连续贯通转换层以上的所有楼层 。

由于人们生活水平的提高，住房条件也得到了较大的改善，人们在追求舒适性的同时开始越来越注重美观及结构布置的多样性。矩形截面柱在布置时经常出现室内的棱角，影响了美观，也减小了使用面积。在商品房时代，为了弥补矩形柱的不足，满足人们对住宅建筑的需求，落实国家墙体改革政策，天津市20世纪70年代开始在住宅结构中采用异形柱框架结构体系，从1988年起经历了三年三大步的持续发展，逐步在天津市及全国各地住宅结构中推广了异形柱框架结构体系。1999年，国务院办公厅72号文件《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》的“加强新型结构技术的开发研究”专题中'，将异形柱框轻体系列为住宅建设的五种结构体系之一 。

结合实际设计施工图纸，异形柱结构的形状也不再拘泥于L、T、十字型这些基本图形，还出现了各种其他图形，在计算时需要灵活应对。

异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。

异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

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前言

1 绪论1

1.1 异形柱1

1.2 异形柱结构1

1.3 异形柱结构的优点与缺点2

1.3.1 异形柱结构的优点2

1.3.2 异形柱结构的缺点2

1.4 异形柱结构的发展与应用概况3

1.4.1 基本情况3

1.4.2 研究工作概况4

1.4.3 工程应用概况8

2 异形柱结构设计的基本规定10

2.1 一般规定10

2.2 结构体系10

2.2.1 异形柱结构的选型10

2.2.2 适用的房屋最大高度10

2.2.3 适用的最大高宽比12

2.2.4 对结构体系的要求12

2.2.5 对填充墙与隔墙的要求13

2.2.6 对底部抽柱带转换层异形柱结构的要求13

2.3 结构布置15

2.3.1 结构平面布置15

2.3.2 结构竖向布置18

2.3.3 对不规则异形柱结构抗震设计的要求19

2.4 结构抗震等级20

3 异形柱结构内力与变形分析方法21

3.1 极限状态设计21

3.1.1 结构安全等级与设计使用年限21

3.1.2 极限状态计算与验算21

3.2 荷载和地震作用22

3.3 结构分析模型与计算参数24

3.3.1 结构分析模型24

3.3.2 计算参数25

3.3.3 结构分析软件25

3.4 水平位移限值35

3.4.1 弹性层间位移角限值36

3.4.2 弹塑性层间位移角限值36

3.5 算例37

4 异形柱截面及梁柱节点设计51

4.1 异形柱正截面承载力计算51

4.1.1 基本假定51

4.1.2 异形柱正截面承载力计算方法52

4.1.3 异形柱正截面承载力的简化计算方法57

4.1.4 异形柱正截面配筋计算69

4.2 异形柱斜截面受剪承载力计算85

4.2.1 截面应符合的条件86

4.2.2 斜截面受剪承载力计算86

4.2.3 有地震作用组合时的截面剪力设计值87

4.3 异形柱框架梁柱节点受剪承载力计算88

4.3.1 框架梁柱节点受剪承载力计算的重要性88

4.3.2 截面应符合的条件88

4.3.3 受剪承载力计算89

4.3.4 节点核心区组合的剪力设计值91

4.3.5 算例92

5 异形柱结构构造与施工96

5.1 一般规定96

5.1.1 结构用材料96

5.1.2 梁柱截面尺寸96

5.1.3 混凝土保护层厚度97

5.1.4 纵向受力钢筋的连接与锚固97

5.2 异形柱98

5.2.1 剪跨比98

5.2.2 轴压比98

5.2.3 纵向受力钢筋99

5.2.4 箍筋101

5.3 异形柱框架梁柱节点103

5.3.1 柱的纵向受力钢筋103

5.3.2 梁的纵向受力钢筋104

5.3.3 水平箍筋107

5.4 下层矩形柱与上层异形柱的连接108

5.5 底层异形柱与基础的连接110

5.6 异形柱结构的施工110

5.6.1 模板及其支架111

5.6.2 钢筋检验111

5.6.3 混凝土浇筑112

5.6.4 结构尺寸允许偏差112

5.6.5 墙体材料替换112

5.6.6 管线敷设113

6 异形柱结构设计与施工工程实例114

6.1 湖南省某干休所1号住宅楼结构方案比较114

6.2 长沙市白沙广场高层住宅楼异形柱框架"para" label-module="para">

6.3 南昌市玉河明珠22号楼上部结构优化设计128

6.4 南京市虎啸小区09栋住宅异形柱框架结构设计132

6.5 某带转换层异形柱综合楼设计137

6.6 南京市某15层大开间住宅结构设计方案比较140

6.7 南京市水泥工业设计研究院9层住宅楼异形柱框架结构设计144

6.8 薄壁剪力墙、异形柱模板支撑实例148

6.9 采用C70高强混凝土浇灌劲性钢筋混凝土异形柱实例150

7 对异形柱结构几个问题的讨论153

7.1 关于异形柱的截面形式153

7.1.1 一字形截面异形柱153

7.1.2 Z形截面异形柱154

7.2 关于异形柱的结构形式171

7.2.1 异形柱框架"para" label-module="para">

7.2.2 带斜撑异形柱框架结构176

7.3 关于异形柱结构的简化计算方法192

7.4 关于异形柱的配筋形式211

7.4.1 型钢混凝土异形柱结构211

7.4.2 桁架式型钢混凝土异形柱220

7.5 关于填充墙对结构破坏形态的影响225

7.5.1 带填充墙框架结构的三种破坏形态225

7.5.2 带混凝土小砌块填充墙异形柱框架的试验227

7.5.3 异形柱框架结构中填充墙与支撑作用的对比研究234

7.6 关于暗柱的设置240

7.7 小结245

参考文献247

……

《异形柱结构设计与施工》共分7章。内容包括：异形柱结构有关的基础知识，异形柱结构设计的基本规定，异形柱结构内力与变形分析方法，异形柱截面及梁柱节点设计，异形柱构造与施工，异形柱结构设计与施工实例以及对几个问题的讨论。《异形柱结构设计与施工》可供建筑工程设计、施工、科研人员，相关专业院校师生参考与使用。