框架柱范文1
随着人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高，从而对建筑设计布局有了新的要求。普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔己越来越不能被房屋使用者所接受，因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求结构工程师配合解决这个问题，因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。
在此，笔者拟与广大设计人员共同探讨一下混凝土异形柱框架结构的设计与应用。
2异形柱结构的设计与应用
2．1异形柱及异形柱结构的定义
2．1．1《混凝土异形柱结构技术规程》(GJ149-2006)对异形柱的定义是：截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比(柱肢截面高度与厚度的比值)不大于4的柱。L形截面柱多用于墙的转角部位，T形和十字形截面柱多用于纵横墙交接处。
2．1．2所谓异形柱框轻结构即是由异形(T型、L型、十字型)柱组成框架，由轻质填充墙所形成的结构。根据建筑布置及结构受力的需要，异形柱结构中的框架柱，可全部采用异形柱，也可部分采用一般框架柱。建设部在1996年11月的<住宅产业现代化试点技术发展要点>文件中，对其特点做了如下阐述：1)由T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成的框架：2)填充墙与柱壁同厚，室内不出现柱楞：3)因墙体减薄与砖混结构相比，可增加使用面积8％～10％；4)填充墙的墙体材料可根据当地保温隔热要求，因地制宜，就地取材。
2．2异形柱框架结构与矩形柱框架结构在设计中的差异
2．2．1对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构适用的房屋最大高度有较大幅度的降低。
2．2．2对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱结构弹性层间位移角限值、弹塑性层闻位移角限值更加严格一些。
2．2．3钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构抗震等级的确定方法更加严格一些，其在房屋高度的取值上降低了数值。
2．2．4抗震设计时，扭转不规则的异形柱结构，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45；而矩形柱框架结构的该比值为1.50。
2．2．5抗震设计时，对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱的轴压比限值均有不同幅度的降低，意味着其要求更加严格。
2．2．6异形柱结构的地震作用计算，一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担，7度(0.15g)及8度，(0.20g)时尚应对与主轴成方向进行补充验算。
2．3异形柱框架结构在SATWE中的设计与应用
能够有效地分析带有混凝土异形柱的结构并进行截面配筋设计，这是SATWE软件的特点之一。在梁的刚度、荷载、及截面配筋计算时，充分考虑了异形柱框架结构的特殊性。由于混凝土异形柱的柱肢较长，梁、柱在节点处的重叠部分较大，合理的力学模型简化应将重叠部分作为刚域，自重计算时不应重复计算重叠部分的混凝土重量，SATWE软件中对梁考虑了这样的力学模型简化：
(1)梁的计算按扣除刚域后的梁长计算：
(2)梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；
(3)截面设计按扣除刚域后的梁长计算；
(4)梁端刚域的计算原则如下：
记梁两端与柱的重叠部分长分别为Di和Dj，梁长为L(即两端节点问的距离)，梁高为H，则梁两端的刚域的长度分别为
Dbi＝Ma×(0,DiH/4)
Dbj＝Ma×(0,Dj—H/4)
扣除刚域后的梁长为：LO＝L－(Dbi＋Dbj)
2．4异形柱结构构造的设计心得
2．4．1《异规》第6．1．3条规定，异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm。当节点的非弹性变形较大时，贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧，甚至出现沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏、现象发生。为保证其粘结应力不致过大，避免上述现象出现，规定梁的高度、即节点高度不能太小。异形柱结构框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件，故务必遵守此条规定。
2．4．2《异规》第6．1．3条规定，异形柱截面的肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm。这是因为肢厚较小时，会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度不足，故限制肢厚不应小于200mm，以保证结构的安全及施工的方便。而限制肢高一方面为了满足伸入柱内的梁纵向钢筋锚固长度，另一方面是考虑柱双向正截面承载力要求和双向受剪性能的要求。
2．4．3《异规》第6．3．5．1条规定，抗震设计时，对
二、三级抗震等级，贯穿中柱的梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱肢截面高度hc的1/30，当混凝土的强度等级为C40及以上时可取1/25，且纵向钢筋直径不应大干25mm。
矩形柱框架的框架梁纵向钢筋伸入节点后，其相对保护层一般能满足，而异形柱的c/d大部分仅为2.0左右，根据变形钢筋粘结锚固强度公式分析对比可知，后者的粘结能力约为前者的0.7。为此，规定抗震设计时，梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱截面高度的1/30。由于粘结锚固强度随混凝土强度的提高而提高，当采用混凝土强度等级在C40以上时，可放宽到1/25。
2．4．4《异规》第6．3．5．4条及表6．3．5给出了异形柱结构框架梁梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率。这比《抗规》第6．3．3条规定的梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5％要严格。这是因为，在地震作用组合内力作用下，梁支座处纵向钢筋有可能在节点一侧受拉，另一侧受压，对于异形柱框架梁柱节点更易引起纵向钢筋在节点核心区的锚固破坏。为保证梁支座截面有足够的延性，设计时不考虑纵向钢筋的受压作用。为此，对
二、三级抗震等级的框架梁可根据单筋梁满足的条件来确定梁纵向受拉钢筋最大配筋率。以C30混凝土，HRB335钢应的混凝土强度等级和钢筋级别得出的。
2．4．5异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率，抗震设计时不应大于3％。这是因为异形柱肢厚有限，柱中纵向受力钢筋的粘结强度较差，故将纵向受力钢筋的总配筋率由对矩形柱不大于5％降为不应大于3％，以减少粘结破坏和节点处钢筋设置的困难。
3工程算例
3．1工程概况
某多层异形柱框架结构，共6层。地震烈度为7度(设计基本地震加速度为0.15g)，框架抗震等级为三级。该结构的标准层结构平面图(如图中仅表示出梁柱结构)所示。填充外墙为250厚MU10轻骨料砼空心砌块(容重＜13KN/m)，填充内墙为200厚MU10蒸压砂加气砼砌块溶重＜8KN/m)。
3．2设计心得
3．2．1在设计该结构时，最初将混凝土强度等级定为C30，但是计算得到的异形柱轴压比超过规范规定限制，同时梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率超过《异规》表6．3．5的要求。虽然对楼板而言，采用C30混凝土是可以的，但考虑到梁板柱的施工问题，同时为满足异形柱轴压比以及梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率的要求，最终将梁板柱的混凝土强度等级全部改为C40。不过考虑到混凝土强度等级较高时楼板易开裂的问题，在楼板设计中采取必要的抗裂措施。
3．2．2从中可以看出，有Z形、W形柱，这里介绍一下这两种柱的处理方法。(1)Z形柱，是由两个L形柱组成的。在PMCAD输入时按两个L形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为Z形柱受力较大时易在中间肢劈开，劈开后(极限状态)其受力接近于两个L形柱，按两个L形柱处理较为合理。此时两个L形柱间的梁会困刚度太大而超筋，因为实际上无此梁，只是有限元计算时两柱问有联系必须有此梁，故不必管。(2)W形柱，计算及配筋时是按T形柱考虑的。只是由于建筑布置的要求，此处垂直搭接至T形翼缘上的梁的梁端钢筋锚固长度，由于翼缘厚度只有200mm，不能满足要求。故在此处增加一部分混凝土，该部分按构造配筋，就是为了解决梁端钢筋锚固长度的问题。
框架柱范文2
关键词:异形柱框架;地震作用;有限元法;抗侧刚度
中图分类号:TU311.3
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2009)03-0135-02
1引言
异形柱框架结构是以T形、L形、十字形的异形截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构,异形柱结构中的柱肢、梁宽和墙厚一般均设计为等值。因此,室内柱、梁、墙的外暴露面均为一个竖向平面,以避免框架柱在室内凸出,少占建筑空间,室内面积能够充分利用,观感好,是多、低层住宅比较理想的一种结构柱形[1]。
2结构计算的结构力学方法
由于异形柱结构具有广阔的应用前景,随着建筑工业的迅速发展,新规范[2]对异形柱结构的结构布置,轴压比限值及抗震等级都作了相应的要求。对于异形柱框架结构的内力计算通常有结构力学方法和有限单元法,结构力学方法就是指D值法[3],此方法首先计算出异形柱的抗侧刚度D,计算异形柱的抗侧刚度D时,从异形柱平面假定及受力性能出发,导出其抗侧刚度公式D。然后,异形柱框架结构的内力计算就像普通框架那样求解,可以计算出异形柱框架结构的内力和位移。最后,还可以进一步验算异形柱框架结构节点的承载力[4]。
3结构分析的有限元法
有限单元法是近年来发展起来的一种非常有效的结构分析方法,并且从理论和应用上都发展的较为完善。并且开发了多种通用有限元计算软件,比较有代表性的有限元计算软件有ADINA、ANSYS、MSC、MARC、ABAQUS等。下面将采用ANSYS计算软件对某异形柱框架结构进行受力分析,并把分析结果与结构力学方法进行对比。
3.1研究对象
某8层住宅楼,层高2.8 m,采用异形柱框架结构,框架梁的截面尺寸为200mm×300mm,标准层平面如图1所示。
3.2计算模型
根据该异形柱框架结构的结构尺寸,建立结构有限元计算模型,采用8结点的等参块单元来模拟框架梁、柱结构。结构的有限元计算模型如图2所示。
3.3材料参数与作用荷载
该异形柱框架结构的梁、柱混凝土强度等级采用C30,混凝土弹性模量EC=30GPa,泊松比μ=0.167。地震对结构的作用方向如图1所示,设计基本地震加速度为0.1g。
4分析结果对比
4.1内力计算
通过采用有限元法和D值法计算异形柱的内力值,两种方法的计算结果对比参见表1,表1中给出了异形柱框架结构的上边柱、下边柱、中柱、上角柱、下角柱和端中柱等每根单柱的剪力值。
从表1可以看出,无论是有限元法还是D值法,其计算结果都表明异形柱从底层向上层剪力值逐渐减小,这是符合框架结构框架柱剪力分布规律的。中柱的剪力值大于其他框架柱的剪力值,端中柱剪力值略大于上角柱和下角柱的剪力值,这是由于这些框架柱的抗侧移刚度D大于其他框架柱。两种方法计算结果表明,有限元法计算的剪力值略大于D值法计算的剪力值,这是由于有限元法是把结构离散成有限个单元体,用有限个自由度代替实际结构的无限自由度,使结构的计算刚度偏大,计算剪力值偏大,但从设计的角度讲,有限元法计算结果是偏于安全的。
4.2位移计算
分别用有限元法和D值法计算异形柱框架结构的位移,两种方法的计算结果对比参见表2,表2中表示各层间位移,表示各层相对于地面的位移。
从表2可以看出,两种方法计算得到的异形柱框架结构位移非常接近,并且,有限元法计算的位移值略小于D值法计算的位移值,这个结果也是由于有限元法计算模型的刚度偏大导致的。
5结语
通过本文的计算分析,可以得出下列结论:
5.1异形柱框架结构由于具有不出现柱楞,不露梁,观感好,并能够增加使用面积等优点,应用前景将日益广泛,研究该种类型结构的计算方法具有重要的应用价值。
5.2有限元法具有应用范围广泛,通用性强,计算结果可靠等优点,可作为异形柱框架结构分析的重要方法。
参考文献:
[1] 刘文彤.异形柱结构体系的发展与应用[J].江苏建筑,2008(1):36-37.
[2] JGJ149-2006.混凝土异形柱结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.
框架柱范文3
关键词：钢结构，异型框架柱，高层住宅
结构设计的基本任务是在结构的可靠度和经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使建造的结构在规定的条件和使用期内，能够满足预定的安全性，适用性和耐久性等功能要求，这就要求设计人员在安全和经济综合考虑，合理的结构体系之关重要，目前的主要的是混凝土结构和钢结构，由于混凝土结构很多缺点，和科技的进步和环保意识的提高，钢结构得到了很大的发展。
钢结构作为建筑体系的优势在于，钢结构有利于工业化和产业化的生产，钢结构是绿色建筑，节能建筑，钢结构提高了空间的利用率，钢结构建筑的重量轻，体量小，而且本身有良好的延性，因此钢结构的抗震性能非常好，钢结构的施工周期短，提高了资金投资的效益和施工现场文明。
所谓异型柱框架体系是指全部或部分采用L字型，+字型，Z字型及一字型等非矩形截面柱与矩形或T型截面组成的梁柱结构体系。
1异型框架的结构应用
1．1异型柱的框架主要优点
1）柱的平面布置很灵活，异型柱结构的围护墙都是非承重的轻质隔墙，受建筑的限制较少，可以满足业主对大开间建筑的需求。
2）异型柱框架与矩形框架相比，抗震性能有明显的提高，质量减轻是其抗震提高的主要原因，此外，抗侧刚度对抗震性能的提高也有一定的影响。
3）钢结构异型柱框架避免了混凝土的阴角和阳角部位存在应力集中现象和地震时的破坏严重。
1．2异型柱的框架的结构布置
随着生活水平的提高，人们对住房的要求越来越高，由于异型柱框架具有室内无柱楞，不妨碍家具的摆设，可增加使用面积4%—8%，可选择填充墙的墙体材料等优点。
1．3异型柱的构造措施
异型柱框架的构造应满足现行国家结构设计，施工规范的基本要求。考虑到异型柱的特点，应采取下面的构造措施，在结构体系上，应从严把握概念设计的原则要求，力求结构平面规整，结构刚度均匀，构件传力直接,明确，最好不做错层结构，柱的轴压比应满足一定的要求，并应当适当修改。
异型柱框架的构造，T型柱的可以采用一个工字钢和T型钢焊接成，根据具体的墙体的厚度，采用适当的填充材料，使柱体和墙体形成有机的整体，在美观的同时不会出现应力的集中的现象。，
2异形柱的计算方法
2．1刚度等效原则
对于多高曾框架来说，对结构内力分析影响最大的是柱子的形心主轴惯性矩，而截面面积和抗扭矩影响很小，因此只要保证异形柱形心主轴惯性矩正确进入电算程序中局部坐标系下的单元刚度矩阵，就能较准确的计算出异形柱框架的内力和变形，为了使现有的高层钢结构分析软件在计算异形柱框架能够反应这一要求，应该按照等效刚度的原则。
2．2采用中国建科院刚结构软件STS和SATWE-8程序直接对异形柱进行计算。
3各种异形柱的比较
由于应用的结构具体的位置不同，各种异形柱的所受外力有很大的区别，各异形柱的承受的极限形式又不相同，对于比较各异形柱的经济性相对比较困难，在实际应用中只有根据工程的特点来具体选择，本文只简单比较各异形柱的力学性能，应离集中部位对不同作用方向的不同柱有很大的不同，L形的柱截面的绝对最大剪应力的位置稍微偏离截面突变处，对于T形柱截面，当外力作用在对称方向时，最大剪应力的位置稍微偏离截面突变处，而外力作用在非对称方向时，最大的剪应力仍在截面突变处，+字柱面的最大剪应力总在截面突变处。
4异形柱设计的存在问题
异形钢柱是在一般是在工字形截面上增加一个T形截面，相应增加了弱轴方向的截面特性，特别是将钢梁与钢柱弱轴的刚性连接节点转化为与柱翼缘连接，优于常见设计中工字钢柱在弱轴方向设外伸连接板的刚性连接，加强了工字钢柱的弱轴稳定，对结构安全有有利影响，但是在异形柱在结构分析中还存在问题，要解决的问题有：1）弱轴上增加T型构件后，截面特性的确定，2）异型钢柱局部稳定性计算，3）梁柱节点与钢柱形心轴偏离时整体受力分析（普通杆系计算软件你能解决），理想的计算模型应该采用有限元整体建模进行内力分析，可以解决上述的问题，但是建模的工作量太大。论文参考网。
异形柱的设计中面临的另一问题，就是异形柱框架在地震作用下破坏严重，异形柱框架在设计中存在很多的问题：1）异形柱框架结构不对称时，扭转对其受力的影响2）异形柱框架结构在地震作用下的弹塑性分析3）异形柱框架结构在截面设计方面的软件的开发。异形柱在地震的破坏的主要原因可归纳为：1）异形柱框架结构的设计方法不完善，2）异形截面柱的强度有别别于普通的规则柱，3）异形截面柱的破坏形态不同于规则的钢结构柱。论文参考网。
5．异形柱框架的发展
我国自1949年后，钢结构就在大跨重型工业厂房，大型公共建筑和高耸结构中就得到了应用，尤其在近20年来，钢结构更加应用于土木工程中，随着我国科研和设计人员的不断探索和研究，出现了新的结构类型，异形框架柱就是其中的一种。在科技的进步和人民生活水平的提高，钢结构被应用于高层住宅中，得到了较好的效果。由于钢结构本身的一些特点，将会越来越多的运用到高层住宅中去，由于住宅的特殊要求和审美观念的要求，我们相信异形框架柱将在高层钢结构住宅中担当重要的结构体系，异形柱也将的到更高的认识和研究。为了更好的应用该结构体系，我们认为应该做到以下几点：1）通过回访，及时总结已建成的运用该结构体系的住宅经验2）加快相关技术标准，规范，规程的制定和修改，使与钢结构异形柱有关的所有部门和人员工作起来有据可依，3）重视有关钢结构住宅的技术人员的教育和培训，提高专业队伍的素质。论文参考网。
6．结束语
钢结构住宅是今后发展的一个方向，随着科技的进步，审美观念改变必然使的钢结构住宅建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们提倡的是抛弃风格，从结构的理性主义出发，从现代和传统的建筑结构中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构住宅的精品建筑。我们要分清楚，钢结构异形柱框架是建筑中承重体系和服务部分，它不是建筑使用中的主要部分，钢结构住宅的设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势。
【参考文献】
[1]陈志勇.异型柱框架结构在高层建筑中的应用和计算.广东水利水电 .2004.10
[2]夏志斌.钢结构设计原理.北京：中国建筑工业出版社.1994
[3]陈云霞，刘超等T型，L型截面承载力试验及设计方法研究。建筑结构学报22（5），2001：37
[4]曹万林，刘玉彬等.异型柱框架模型抗震性能试验研究.工程力学.1997:308-312
框架柱范文4
【关键词】梁柱节点；混凝土；框架
引言
随着超高层建筑在现代建筑中越来越多的出现，建筑内部平面布置和竖向形体也越来越复杂，因而给设计和施工提出了更高的要求，由于钢筋混凝土框架结构可形成较大的内部空间及灵活的内部平面布置，且会很大程度上减轻建筑自重，因此其被广泛应用，在框架结构中钢筋混凝土框架柱对建筑质量起着举足轻重的作用，因而在施工中严格控制其施工质量方可更大程度上实现建筑的经济效益和社会效益。
1.超高钢筋混凝土框架柱施工工艺
框架柱定位。待地下室顶板混凝土施工完毕后应结合轴线控制线对每根框架柱的边线和距离柱子200mm的模板控制线进行定位，并检查主体主筋位置偏差情况，对超出允许误差的应进行调整；
柱脚定位筋。在每根柱脚定位墨线内侧用钻头钻孔，其深度在50mm左右，柱子每侧钻孔两个，之后在其内插入100mm长的定位圆钢筋；
柱模安装固定。安装前应先对其进行组片，并按照设计要求留设清扫口，检查模板的对角线、平整度及外形尺寸，检验合格后方可吊装第一片模板，吊装完成后对其临时支撑并同柱主筋临时绑扎固定；之后依次吊装后面模板，模板吊装完毕后应安装上下两个柱箍并对其临时固定，之后逐步安装剩余柱箍，并在柱模角部位安装通长角钢，并将其固定在模板上；并校正柱模板的轴线位移、垂直偏差、截面以及对角线等，最后应清理柱模内侧，封闭清理口，并用木塞将柱角角钢塞紧钉牢；柱模加固校正后应沿柱脚模外侧设置条形层板并与楼地面钉牢以对模板定位并防止漏浆；
混凝土浇筑。浇筑前应先将模板内杂物及钢筋上油污清除干净，并检查钢筋的保护层垫块是否齐备并符合要求；若采用木模板则应对其浇水湿润，并最后将扫除口封闭；超高层柱体钢筋一般采用商品混凝土以利于浇筑和振捣施工，浇筑时多采用塔吊配合吊斗浇筑，浇筑前应先在底部填5-10cm厚与混凝土配合比相同的减石子砂浆，框架柱浇筑应采用分层浇筑，分层厚度应经计算确定，并通过计算每层混凝土用量采用专制料斗称量以确保其分层准确，浇筑期间用标尺杆计量混凝土的浇筑高度；浇筑时混凝土下落高度不应超过2m，超过该高度则应采用串筒或溜管；浇筑后的混凝土振捣应采用插入式振捣棒，并遵循快插慢拔的原则进行，并应保持插点均匀排列、逐点移动、顺序进行，严控遗漏现象，并应做到振捣均匀，振捣上层时应插入下层不少于5-10cm以保证两层混凝土结合牢固；混凝土浇筑应连续进行，若必须间歇则应结合水泥类别、气温及混凝土的凝结条件尽量缩短间隔时间，并应保证在前层混凝土初凝前浇筑次层混凝土；浇筑完毕后应及时将伸出的搭接钢筋整理到位[1]。
柱头处理。柱体混凝土浇筑完毕后应设专人将撒落在梁板模板上的混凝土清理干净，并用木抹子将柱头搓平，之后用竹片将混凝土表面画为鱼鳞状纹路以利于新旧混凝土良好结合；浇筑后的混凝土在12h内应进行浇水养护，其养护时间不应少于7d。
2.质量控制要点
2.1 柱模加固 应对柱模支撑及加固体系进行专项检查以防止施工中出现胀模、错位、结构断面尺寸超差以及位置偏离等现象；
2.2 柱脚处理 为防止混凝土浇筑时柱脚漏浆，在浇筑柱体混凝土时应设专人对柱脚进行收平，并可通过在框架柱脚模外侧钉条形层板以防止因柱脚缝隙过大而漏浆；
2.3 柱接头处理 为保证上下层柱体混凝土结合良好可在浇筑后的柱子上口外侧贴泡沫双面胶，并将上层柱外侧柱模与下层柱混凝土搭接长度在150-200mm范围内，并通过该措施可有效防止柱脚漏浆并可控制上下层柱接头无错槎；
2.4 柱混凝土浇筑 应控制混凝土塌落度，避免混凝土坍落度过大而导致离析，并使混凝土表面出现干缩裂缝和漏浆现象，坍落度过小出现堵泵而影响混凝土连续浇筑，并增大其振捣难度，因此应设专人每小时进行一次坍落度测试，一般控制在120mm±30mm范围内；混凝土浇筑时应严格按照柱混凝土同梁板混凝土分开浇筑的原则进行[2]。
3.存在问题及解决措施
3.1 梁柱节点箍筋施工 高层框架结构梁柱节点部位具有构造复杂、钢筋分布密集等特点，导致钢筋施工难度较大，尤其是中间柱子钢筋纵横交错钢筋绑扎不便，而采用整体沉梁则节点下部钢筋无法绑扎，导致在节点部位不放或少放箍筋，因此大多人员采用两个开口箍筋拼合，该种做法不符合箍筋封闭和箍筋末端弯钩的构造要求，而要保证其符合规范则应将模板拆除，对于该类现象可将梁板模板整体安装完毕后方安装梁板钢筋并整体沉梁，该种工艺可减少施工中的交叉作业，但为了避免箍筋少放或不放现象可在下料时在每个节点增加若干纵向钢筋，并将柱节点区箍筋现场焊接于纵向短筋上以形成整体骨架，后将其套入柱纵筋并搁置于楼板模板上，穿梁钢筋并绑扎，同时为防止纵向短筋位置与柱纵筋冲突可使附加纵向短筋偏离箍筋角部一定距离，即可保证箍筋数量与间距[3]。
3.2 保护层厚度 钢筋保护层是为了满足构件的耐久性并对钢筋起到有效锚固的作用，厚度过小则不能满足要求，过大则易导致表面开裂，但施工中往往由于箍筋直径较大、间距较小导致内外箍筋很难完全重叠，只能部分外突部分内凹，最终外突箍筋导致模板无法安装，为避免该现象在梁体箍筋下料时因框架梁面筋需从另一向框架梁面筋底部通过，若该向梁端箍筋按照原尺寸下料则面筋无法直接绑扎到箍筋上，则会影响梁骨架受力，因此应在下料时可将高度减小20-30mm以减少该类现象发生。
3.3 烂根和夹渣 框架柱一旦出现烂根和夹渣现象则或导致漏浆甚至漏筋及孔洞现象，导致该现象的原因是在安装柱模时没有预先在楼板上做找平层或加标准框浇出底面，或未留设清扫口，或浇筑混凝土落差超过3m导致离析现象等，为避免该现象应在框架柱接头部位在上次浇筑后加相同规格的方框，并浇平框面，在浇筑上部混凝土时应从支横模板面开始，并在浇筑时在顶部洒一层水泥砂浆以保证框架柱自然密实。
3.4 混凝土强度等级不同 高层框架结构内未满足柱轴压比要求而将柱采用较高强度等级混凝土，并且随着建筑高度逐步增加柱同板间强度等级差距会越来越大，而在施工中多采用商品混凝土泵送工艺，且施工时一般将竖向构件同水平构件分批集中浇筑，如对梁柱节点进行单独浇筑则会导致混凝土供应量同浇筑时间不易控制而影响施工质量，且节点部位同梁板间的分隔存在一定难度。
4.结语
超高层框架结构钢筋混凝土框架柱的施工质量决定着整个建筑的施工质量，施工中应保证其轴线位置准确，混凝土浇筑密实、平整，方可保证框架柱施工质量，最终实现建筑的经济价值和社会价值。
参考文献
[1]李继业.宋学东主编.建筑工程质量问题与防治[M].北京:化学工业出版社,2005.
框架柱范文5
关键词：住宅 框架柱 结构设计
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
1 前言
近年来，随着我国住宅产业的迅速发展以及人们对住宅建筑使用要求的不断提高，普通的矩形框架柱会给室内装饰和家具布置带来极大的不便。如何合理地利用建筑物的有效面积，这对住宅结构设计提出了一项新的要求。异型柱框架结体系具有以下主要优点：(1)柱肢厚通常采用l80mm-200mm，肢厚基本与填充墙等厚，框架梁宽也同墙厚，室内不凸出梁柱，便于使用又美观，同时还增加了房间的使用面积，比相同形式的砖混结构可增加约8％～10％的使用面积；(2)围护墙通常是非承重的轻质隔墙，原则上允许任意穿墙打洞，甚至拆除重砌，这使得房间布置更加灵活，能更好地实现建筑功能的要求；(3)虽然增加了施工难度，但因扩大了使用面积，加之自重较轻，减少了基础费用，综合考虑总体经济效益较好。
2 异形柱结构设计的一般规定
2．1 结构布置
与一般钢筋混凝土框架结构相比，异形柱框架结构在结构布置时应注意以下原则：(1)结构平面宜尽量对称，使平面和刚度均匀，2个主轴方向应协调布置，避免扭转带来的不利影响；如果有明显的不对称，应考虑扭转对结构受力的不利影响。(2)异形框架宜双向设置，框架柱应对齐，框架梁应拉通，避免纵横框架梁相互支撑，使结构形成空间受力并具有足够的承载能力、刚度和稳定性，同时具有良好的整体性和较好的抗震性能。(3)竖向布置应力求体型规则、均匀，避免过大的外挑和内收，防止楼层刚度沿竖向的突变，尽量避免错层。
2．2 适用高度、高宽比及长细比限制
异形柱框架在7度抗震设防烈度区，要求房屋高度^≤35 In，层数
2．3 抗震等级
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。
3 异形柱的结构计算方法
目前，异形柱的结构设计还没有统一的国家规范，仅有两部地方性法规，即广东省和天津市的标准叫可供参考。异形柱不宜套用普通柱的配筋公式，也不宜直接用剪力墙的配筋公式，一般来说，有以下几种计算方法。
3．1直接计算法
根据国内外的部分试验结果，进行统计分析，拟合成经验公式。即按T型截面分别计算出纵向力作用x轴及y轴，考虑相应的初始偏心距增大系数后，按仅考虑曲肘边纵向受力钢筋计算的偏心受压构件所能承载的纵向力Nx和Ny，然后以初始偏心距与截面边长的比值为参数进行修正。
3．2等代矩形柱计算法
1)将异形柱截面折算成惯性矩相等的矩形截面且将等代矩形柱的形心置于异形柱两肢杆轴线的交点上。
2)将其输入空间分析程序(如TBSA)进行位移和内力计算，可简化工作量。
3)以上电算输出的是作用在等代矩形杆形心处的组合内力，需将其回归到各个单肢截面的形心处。这样每个单肢就可按其各自的组合内力进行正、斜截面的配筋计算。
3. 3先配筋再复核法
对于有经验的设计人员，在参考一些相关算例的前提下，可以先对异形柱配筋再复核截面就显得更为简便，截面复核时可分x轴和y轴均按T型截面分别复核。
不论是哪种计算方法，都可以参与GB 50010 2002混凝上结构设计规范有关偏心受压构件的内容来进行计算。
4异形柱框架结构的计算和配筋要点
普通框架柱一般采用方形或矩形，为了使2个主轴方向的受力性能相差不大，一般要求h／n≤1．5，剪力墙肢一般要求>4，而异形柱作为一种新型的承受竖向力构件，2～4介于框架柱与剪力墙之间，从而使其受力特点亦介于普通框架柱与剪力墙之间。异形柱内力计算时，既不能完全按普通框架柱，亦不能照搬剪力墙肢进行。
由于程序是以矩形截面柱为研究对象的，而对异形柱的结构几何数据输入无明确规定，输入时把异形柱用具有相同抗弯刚度的矩形柱等替换，然而由于框架柱属于压剪构件，除了要求有相当的刚度外还应有较好的抗剪能力，为保证柱子具有一定的延性，设计时通过对剪跨比、轴压比、主筋配筋率、配箍率进行限定，使异形柱有较好的抗震性能。
4．1 剪跨比
剪跨比是反映柱截面所受弯矩与剪力相对大小的一个参数，是影响框架柱破坏形态的最重要的因素。控制剪跨比即控制柱净高与柱截面肢长之比。由于异形柱的抗剪性能差，选择异形柱截面时，为避免出现短柱，控制> 4，亦即>2。
4．2 轴压此的限定
轴压比是指柱组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土抗压强度设计值乘积之比。即。它是影响柱破坏形态和变形能力的另一个重要因素。有关研究结果表明：轴压比对异形柱的影响远远超过对普通矩形柱的影响，为保证异形柱的延性，必须严格控制轴压比，柱应具有足够大的截面尺寸，以防止出现小偏压破坏，并应满足抗震要求，同时避免长细比小于4的短柱。由于异形柱的截面积比具有相同抗弯刚度的矩形柱小，因此用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱。而异形柱的轴压比的限值在规范中又无详细规定，考虑到异形框架柱的抗扭、抗震性能较差，一般认为，设计中应按《混凝土结构设计规范》规定的轴
压比限值减少0．05选用。
4．3 抗震调整系数的选取
考虑地震作用组合的异形柱，其截面承载力应除以承载力抗震调整系数。对于正截面承载能力，取0．8；对于斜截面承载力取0．85。
4．4梁、柱配筋时应注意的问题
理论上，随着配筋率p的增大，承载能力随之增大，但一般我们在设计时，柱的配筋率宜控制在0．8％ ～1 O％ 。如果保持其它条件不变，增大箍筋直径d或减小箍筋间距都能提高柱截面的延性和强度。因为箍筋不仅能防止脆性的剪切破坏，而且能约束棱芯混凝土，提高混凝土的极限变形能力，减小纵筋的无支撑长度，延缓纵筋失稳，所以地震区异形柱框架粱柱箍筋的配置，还必须满足抗震构造要求。
异形柱截面双向偏心受压时，由于没有对称的中和轴，故力学分析和配筋计算较为复杂，必须借助于有关规程和计算机软件才能进行设计，对计算机输出的结果，必须严格认真的核对，在安全上确认可靠后再用到工程中去。
框架柱范文6
关键词：异形柱框架结构；矩形柱框架结构；SATWE；节点域
1、前言
随着人们对房屋平面与空间布置的要求越来越高，从而对建筑设计布局有了新的要求。普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间的分隔己越来越不能被房屋使用者所接受，因为它直接影响到室内家具的布置及空间的使用。建筑师要求结构工程师配合解决这个问题，因而在框架结构中以异形截面柱代替矩形柱。
在此，笔者拟与广大设计人员共同探讨一下混凝土异形柱框架结构的设计与应用。
2、异形柱结构的设计
2.1异形柱及异形柱结构的定义
2.1.1《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149-2006）对异形柱的定义是：截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚比（柱肢截面高度与厚度的比值）不大于4的柱。L形截面柱多用于墙的转角部位，T形和十字形截面柱多用于纵横墙交接处。
2.1.2所谓异形柱框架结构即是由异形（T型、L型、十字型）柱组成框架，由轻质填充墙所形成的结构。根据建筑布置及结构受力的需要，异形柱结构中的框架柱，可全部采用异形柱，也可部分采用一般框架柱。建设部在1996年的文件中，对其特点做了如下阐述：
1）由T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成的框架：
2）填充墙与柱壁同厚，室内不出现柱楞：
3）因墙体减薄与砖混结构相比，可增加使用面积8％～10％；
4）填充墙的墙体材料可根据当地保温隔热要求，因地制宜，就地取材。
2.2异形柱框架结构与矩形柱框架结构在设计中的差异
1)对于相同烈度和结构类型的两种体系而言，异形柱结构适用的房屋最大高度有较大幅度的降低。
2)对于相同结构类型的两种体系而言，异形柱结构弹性层间位移角限值、弹塑性层间位移角限值更加严格一些，异形柱的轴压比限值也有不同幅度的降低；抗震设计时，扭转不规则的异形柱结构，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45；而矩形柱框架结构的该比值为1.50；
2.3异形柱框架结构在SATWE中的设计与应用
能够有效地分析带有混凝土异形柱的结构并进行截面配筋设计，这是SATWE软件的特点之一。在梁的刚度、荷载、及截面配筋计算时，充分考虑了异形柱框架结构的特殊性。由于混凝土异形柱的柱肢较长，梁、柱在节点处的重叠部分较大，合理的力学模型简化应将重叠部分作为刚域，自重计算时不应重复计算重叠部分的混凝土重量，SATWE软件中对梁考虑了这样的力学模型简化：
（1）梁的计算按扣除刚域后的梁长计算：
（2）梁上的外荷载按梁两端节点间长度计算；
（3）截面设计按扣除刚域后的梁长计算；
（4）梁端刚域的计算原则如下：
记梁两端与柱的重叠部分长分别为Di和Dj，梁长为L（即两端节点问的距离），梁高为H，则梁两端的刚域的长度分别为Dbi＝Ma×（0，Di H/4）
Dbj＝Ma×（0，Dj―H/4）
扣除刚域后的梁长为：LO＝L－（Dbi＋Dbj）
2.4异形柱结构构造的设计心得
1） 《异规》第6.1.3条规定，异形柱结构框架梁截面高度抗震设计时不应小于400mm.当节点的非弹性变形较大时，贯穿节点的柱纵向钢筋粘结退化与滑移加剧，甚至出现沿节点区柱纵向钢筋全长粘结破坏现象发生。为保证其粘结应力不致过大，避免上述现象出现，规定梁的高度、即节点高度不能太小。异形柱结构框架节点钢筋粘结条件可能不如普通框架节点钢筋粘结条件，故务必遵守此条规定。
2）《异规》第6.1.3条规定，异形柱截面的肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm.这是因为肢厚较小时，会造成梁柱节点核心区的钢筋设置困难及钢筋与混凝土的粘结锚固强度不足，故限制肢厚不应小于200mm，以保证结构的安全及施工的方便。而限制肢高一方面为了满足伸入柱内的梁纵向钢筋锚固长度，另一方面是考虑柱双向正截面承载力要求和双向受剪性能的要求。
3）《异规》第6.3.5.1条规定，抗震设计时，对二、三级抗震等级，贯穿中柱的梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱肢截面高度hc的1/30，当混凝土的强度等级为C40及以上时可取1/25，且纵向钢筋直径不应大干25mm.矩形柱框架的框架梁纵向钢筋伸入节点后，其相对保护层一般能满足，而异形柱的c/d大部分仅为2.0左右，根据变形钢筋粘结锚固强度公式分析对比可知，后者的粘结能力约为前者的0.7.为此，规定抗震设计时，梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱截面高度的1/30.由于粘结锚固强度随混凝土强度的提高而提高，当采用混凝土强度等级在C40以上时，可放宽到1/25。
4）《异规》第6.3.5.4条及表6.3.5给出了异形柱结构框架梁梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率。这比《抗规》第6.3.3条规定的梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5％要严格。这是因为，在地震作用组合内力作用下，梁支座处纵向钢筋有可能在节点一侧受拉，另一侧受压，对于异形柱框架梁柱节点更易引起纵向钢筋在节点核心区的锚固破坏。为保证梁支座截面有足够的延性，设计时不考虑纵向钢筋的受压作用。为此，对二、三级抗震等级的框架梁可根据单筋梁满足的条件来确定梁纵向受拉钢筋最大配筋率。以C30混凝土，HRB335钢应的混凝土强度等级和钢筋级别得出的。
5）异形柱全部纵向受力钢筋的配筋率，抗震设计时不应大于3％。这是因为异形柱肢厚有限，柱中纵向受力钢筋的粘结强度较差，故将纵向受力钢筋的总配筋率由对矩形柱不大于5％降为不应大于3％，以减少粘结破坏和节点处钢筋设置的困难。
3、工程算例
3.1工程概况某多层异形柱框架结构，共6层。地震烈度为7度（设计基本地震加速度为0.15g），框架抗震等级为三级。
3.2设计心得
3.2.1在设计该结构时，最初将混凝土强度等级定为C30，但是计算得到的异形柱轴压比超过规范规定限制，同时梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率超过《异规》表6.3.5的要求。虽然对楼板而言，采用C30混凝土是可以的，但考虑到梁板柱的施工问题，同时为满足异形柱轴压比以及梁端纵向受拉钢筋最大配筋百分率的要求，最终将梁板柱的混凝土强度等级全部改为C35。不过考虑到混凝土强度等级较高时楼板易开裂的问题，在楼板设计中采取必要的抗裂措施。
3.2.2此工程中用到了Z形、W形柱，这里介绍一下这两种柱的处理方法。
（1）Z形柱，是由两个L形柱组成的。在PMCAD输入时按两个L形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为Z形柱受力较大时易在中间肢劈开，劈开后（极限状态）其受力接近于两个L形柱，按两个L形柱处理较为合理。此时两个L形柱间的梁会困刚度太大而超筋，因为实际上无此梁，只是有限元计算时两柱问有联系必须有此梁，故不必管。
（2）W形柱，计算及配筋时是按T形柱考虑的。只是由于建筑布置的要求，此处垂直搭接至T形翼缘上的梁的梁端钢筋锚固长度，由于翼缘厚度只有200mm，不能满足要求。故在此处增加一部分混凝土，该部分按构造配筋，就是为了解决梁端钢筋锚固长度的问题。
