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框架柱范文1
【關鍵詞】異型柱；框架結構；設計方法
1、異形柱的結構特點
1.1由于異形柱采用T形、L形、十字形等截面形式，所以使得墻肢平面內外兩個方向剛度對比相差較大，導致各向剛度不一致，其各向承載能力也有較大差異。異形柱由于多肢的存在，其剪切中心與截面形心往往是不重合的，且在平面范圍之外，受力時要靠各柱肢交點處核心砼協調變形和內力，這種變形協調使各柱肢內存在相當大的翹曲應力和剪應力，而該剪應力的存在，使柱肢易先出現裂縫，即產生腹剪裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態，它使得異形柱較普通截面柱變形能力低，脆性破壞明顯。
1.2特別是異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。由國內外大量的試驗資料和理論分析表明，異形柱的破壞形態為：彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長比（剪跨比），配箍率以及箍筋間距S與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的復雜，設計中必須通過可靠的計算和必要的構造措施來保證其強度和延性。
2、異形柱框架結構設計的常見問題
2.1結構計算方面
（1）進行柱的配筋計算時，單偏壓、雙偏壓計算均適用于一般框架結構，但單偏壓計算不適用于異形柱結構，因此，只能選用雙偏壓計算。
（2）兩個主軸方向除了計算水平地震作用，還要驗算抗震驗算，此外，7度與8度還要驗算與主軸成45°方向。
（3）柱框架結構扭轉不規則時，根據《抗震》相關規定：建筑樓層豎向構件的最大水平位移與層間位移，對比該層兩端彈性水平位移與層間位移之間的平均比值要小于1.5，但對于異形柱結構此比值應小于1.45。
（4）按照規定，建筑樓層承載力出現變換時，薄弱層地震剪力按照1.15倍系數增加，但異形柱結構應按照1.2倍系數增加，設計者應該注意此系數并進行調整。
2.2截面方面
一般矩形結構，當其截面高寬之比值小于4且厚度小于300時，結構柱的受力性能就會下降，異形柱不適用，用于異形柱必須加強其結構設計。
2.3配筋方面
一般來說，框架梁配筋的布置遵循梁寬同柱寬的方式，但是在梁與柱的節點位置，需要把梁的鋼筋彎入柱的縱筋內側，由于異形柱柱肢厚度不足，容易導致節點位置的鋼筋間距過密，因此，框架梁配筋應結合異形柱的結構特點。
舉例說明：當框架梁寬度為200mm且柱縱筋直徑為1.6cm時，對于普通框架梁，其上部配置3根縱筋即可，假設梁縱筋直徑為a，當在異形柱結構的梁上部配置3根縱筋時，便出現如下結果：2×30-2×16-3a-3×1.5a=200，那么a=14.4mm，結果表明：在異形柱200mm寬的梁上部按普通框架梁一樣配置3根縱筋時，其直徑必須小于14mm，此值未考慮施工誤差；假如只配置3根14mm寬的鋼筋，在實際工程中，現梁柱節點位置也可能出現鋼筋過密的問題，所以，異形柱結構梁柱節點處的鋼筋數應≤2根。
2.4梁柱節點剪承載力方面
對于異形柱框架結構，由于其柱肢厚度較小，異形柱結構梁柱節點核心區的受剪承載力會小于普通框架結構的受剪承載力，造成異形柱梁柱節點核心區的受剪承載力出現超限情況，所以，進行異形柱結構設計時，應通過提高混凝土強度等級等方法解決此問題。
3、異型柱框架的結構的優化設計
3.1結構的布置
異形框架結構在進行布置的過程中，其異形柱的所設置的隔墻交叉點，必須要充分的滿足要求。不僅僅要對結構的合理布置進行考慮，還必須要最大限度的確保柱子所分布的均勻性，并且保證良好的改造余地。同時，對于跨度也應當要合理的進行調整，不要在客廳以及主臥室之中進行梁設置。如果在某些特殊情況下，客廳和陽臺臥室需要進行梁設置，那么可以采取在板內進行暗梁的方式。同時在有陽臺的臥室、客廳之中，可以直接向陽臺的兩側進行異形柱的翼柱外伸設置。如果說建筑結構的單元強和建筑的劉體檢不是出在一個共同的軸線位置之上，那么在對于拒不應力進行解決的過程中，就需要對T、L、Z型柱進行的設置。在一個結構單元之中，要的進行矩形柱設置，只要能夠設置都要進行設置。如果說在建筑之上有部分柱子需要進行錯位，那么為了避免過多柱體的錯位變換而出現薄弱環節的可能性，就需要保證變截面位置能夠形成極大的應力集中性，不采取下手上擴的形式來進行，僅僅知識在上層進行收應力處理。為了加強剛度可以把電梯和四周連接成筒，對平面剛度的對稱也要注意。剛度分布如果不均勻，在結構計算的時候要考慮因扭轉耦聯造成的影響。
3.2設計方法
現在異型柱結構設計方面國家還沒有統一的規范，只有天津和廣東兩個省對其有一定的施工標準可以供設計人員進行參考。在設計過程中不能簡單的把異型柱當作矩形柱的計算方法來計算，因為矩形柱和異型柱的截面形式差異性很大?，F階段國內異型柱截面計算和設計軟件有天津大學的鋼筋鹼異型柱結構配筋計算程序CRSC、，廣東省建院的SS、SSW程序和建研院的TAT、SATWE程序。在設計的時候考慮到上述僅僅是地方的標準，則還需考慮一下部分：對柱的凈高與柱截面長邊尺寸之比小于4的異形柱，應沿柱高全高加密箍筋，以減小地震作用下柱剪切脆性破壞的危險性和改善柱的變形性能；位于l形柱角處的縱向受力鋼筋為雙向共用；因荷載方向角的任意性，在異形柱內折角處也應設置相同直徑的受力筋；按肢長與肢寬之比定義異形柱或短肢墻很大程度是為了學術上的便利。但用TAT程序進行結構整體計算時，按異形柱模式可能導致結構剛度下降，應適當增加抗地震力；施工過程中對異形柱及其節點區應加以重視，采用骨料粒徑較小的混凝土進行澆筑，以確保施工質量
3.3框架的計算
異型框架比較特殊，在截面對稱軸收到作用力時，其撓曲應力在彈性分析時比較小，這時候就相當于承受水平力的偏壓構件，還可以按混凝土設計規范和平面假定分析計算。如果框架柱水平作用力較小的時候，仍可以按偏壓柱分析計算，此時誤差很小。異型柱可以通過面積和剛度相等的原則換算成矩形柱進行整體的分析和計算。水平力作用不是在主軸方向，水平作用力如果很大，那么撓曲應力就不能忽略，就需要對其進行有限元分析，來計算出配筋、內力的位置和大小。對內力和配筋計算時，選擇的軟件要能計算異型柱。
4、結語
異形柱框架結構雖然在結構上存在一定的缺陷，但有其存在的市場價值，在工程實踐中也的確經常被使用。所以我們應該在掌握其受力特性和結構特點、了解其結構破壞機理的基礎上選用合理的結構形式，正確地運用電算結果，滿足規范要求的各種構造措施，才能夠保證所設計的結構有可靠的安全度。
參考文獻：
[1]劉祖強.型鋼混凝土異形柱框架抗震性能及設計方法研究[D].西安建筑科技大學，2012.
[2]劉云飛，劉國清.異形柱框架結構設計中的問題[J].住宅科技，2011（11）.
框架柱范文2
關鍵字：異形柱；異形柱框架結構；設計
Abstract: With people’s higher and higher demand to the residential plane and space, the original ordinary frame structure with the strict limitation and division by the revealed beam can not satisfy people’s requirements on residential space. Thus, after absorbing the advantages of the frame structure, there gradually developed the structure style baseo on the modern resisdential concept, namely special-shaped columns frame structure form. This paper introduces the structure characteristics of special-shaped columns, discusses the plane layout and introduces how to make the calculation analysis and reinforcement drawings.
Key word: special-shaped columns; frame structure of special-shaped column; design
中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）
近年來，隨著我國經濟的飛速發展，房地產行業也蓬勃發展起來，人們的住宅面積越來越多，自然而然對住宅的平面和空間要求也越來越高，已經不滿足原有露梁露住的住宅環境，所以異形柱結構這種體系就應運而生了?；炷廉愋沃Y構是以T形、L形、十字形的異性截面柱代替一般框架柱作為豎向支承構建而構成的結構，以避免框架柱在室內凸出，少占建筑空間，改善建筑觀贍，為建筑設計及使用功能帶來靈活性和方便性；同時結構墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質、高效的墻體材料作為框架填充墻及內隔墻，代替傳統的燒結普通磚墻，以貫徹國家關于節約能源、節約土地、利用廢料、保護環境的政策。
一、異形柱的結構特點
（一）由于異形柱采用T形、L形、十字形等截面形式，所以使得墻肢平面內外兩個方向剛度對比相差較大，導致各向剛度不一致，其各向承載能力也有較大差異。異形柱由于多肢的存在，其剪切中心與截面形心往往是不重合的，且在平面范圍之外，受力時要靠各柱肢交點處核心砼協調變形和內力，這種變形協調使各柱肢內存在相當大的翹曲應力和剪應力，而該剪應力的存在，使柱肢易先出現裂縫，即產生腹剪裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態，它使得異形柱較普通截面柱變形能力低，脆性破壞明顯。
（二）特別是異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。由國內外大量的試驗資料和理論分析表明，異形柱的破壞形態為：彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長比（剪跨比），配箍率以及箍筋間距S與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的復雜，設計中必須通過可靠的計算和必要的構造措施來保證其強度和延性。
二、異形柱的結構平面布置
（一）在異形柱結構的一個獨立結構單元內，宜使結構平面形狀簡單、規則，剛度和承載力分布均勻；結構平面布置應減小扭轉效應的不利影響，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移分別不宜大于該樓層兩端相應平均值的1.2倍，不應大于該樓層兩端相應平均值的1.4倍；結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比不應大于0.85；異形柱框架結構和異形柱框架-剪力墻結構均應設計成雙向抗側力結構體系。異形柱結構的框架縱橫柱網軸線宜對齊拉通；異形柱肢截面厚度中線與梁及剪力墻中線宜對齊重合；異形柱結構不應用于單跨框架結構。
（二）柱布置時，宜規整對齊，并按“密柱小梁”的布置原則，平面節點（軸向交叉點）應盡量設柱，避免主次梁搭接，柱間距一般在3～6m之間取值（柱網尺寸不應大于6.0mX6.0m），柱應雙向拉結，以形成雙向剛接框架。
（三）對于底層大空間的異形柱框架體系，轉換層下的支承柱不允許采用異形柱，應全部采用矩形柱。對底層架空層抽柱形成轉換層的情況，要求樓板厚度≥150mm；上層異形柱與下層矩形框架柱面積比宜接近1；上層異形柱與下層矩形柱的重疊面積不應小于2/3.
（四）在結構平面布置時，有時因為建筑布局的功能和美觀，只能設置“一”形柱，且僅能保證一個方向有框架梁通過，此時在另一方向應沿柱肢寬增設暗梁，來保證柱平面外的剛度與穩定，且“一”形柱的寬度不應小于300。
三、異形柱結構體系的計算
（一）2009版本的SATWE已經能夠有效的計算帶有混凝土異形柱的結構，SATWE在梁的剛度、荷載和截面配筋計算時，充分考慮了異形柱框架結構的特殊性。由于混凝土異形柱的柱肢較長，梁、柱在節點處的重疊部分較大，合理的力學模型簡化應將重疊部分作為剛域，自重計算時不應重復計算重疊部分的混凝土重量，SATWE軟件中對梁考慮了這樣的力學模型簡化：
1．梁的計算按扣除剛域后的梁長計算；
2．梁上的外荷載按梁兩端節點間長度計算；
3．截面設計按扣除剛域后的梁長計算；
4．梁端剛域的計算原則如下：
記梁端與柱的重疊部分長分別為Di和Dj，梁長為L（即兩端節點間的距離），梁高為H，則梁兩端的剛域長度分別為：
Dbi=Max（0，Di-H/4）
Dbj=Max（0，Dj-H/4）
扣除剛域后的梁長為：L0=L-（Dbi+Dbj）
（二）異形柱的配筋計算原則應按“雙偏壓計算”，這樣其配筋計算會更準確?！皢纹珘河嬎恪笔菍⒅餍涡膬攘ψ饔眯纸獾礁鱾€柱肢上再進行單偏對稱配筋計算，而“雙偏壓計算”是將主形心內力作用效應按異形柱的全截面進行配筋，因而有角筋共用。
（三）抗側力結構正交布置時，應允許在結構兩個主軸分別考慮水平地震作用；有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15度時，應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用；質量與剛度明顯不對稱、不均勻的結構，應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響，其他情況應允許采用調整地震作用效應的方法計入扭轉效應。
四、異形柱結構的配筋及繪圖
（一）在正確的結構選型及計算后，截面內鋼筋的構造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點，柱肢端部會出現較大應力，加上梁作用于柱肢上應力的不均勻，一般越靠肢端應力越大，對柱肢形成偏心壓力，進一步加大肢端壓應力。因而在異形柱配筋時，應在肢端設暗柱，暗柱的外排鋼筋由計算而定。離端部厚度范圍內設2Ф14的構造縱筋，箍筋同柱，這樣可限制柱肢的砼裂縫的開展，提高異形柱局部抗壓抗剪強度及變形能力。柱上的箍筋不僅能抗剪，也可約束砼變形，增大其延性。異形柱由于不易形成多肢復合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直徑和加密間距來實現。相同配箍率下，箍筋直徑大，其延性指標好，因而箍筋且用Ф8、Ф10，其間距可比普通柱箍筋間距小。
（二）施工圖畫法
1．全樓柱鋼筋歸并；
2．平面柱大樣畫法畫異形柱施工圖，應注意箍筋加密與普通柱相同；柱分布筋之間設拉筋，其直徑同箍筋，間距是箍筋的2倍；橫向肢、豎向肢分別按計算配置一個矩形箍筋，并分別滿足X、Y向計算箍筋面積的要求；c豎向筋要滿足最小間距要求，采用對稱配筋，一排排不下，程序自動放兩排；按固定鋼筋（L形角部的角筋雙向共用）和分布筋（豎向架立筋@≤200）的構造要求分別配制固定鋼筋和分布筋。d在核心區箍筋相交處，若無主筋時，應設豎向架立筋如T形柱內側，架立筋為構造筋，隱含直徑D=14mm。
五、結束語
總而言之，異型柱框架結構的平面布置比普通矩形柱框架靈活，可以較好滿足建筑功能的要求，具有良好的發展前景，結構設計人員應充分了解異型柱的受力特點，正確把握設計要點，確保工程結構安全可靠，經濟合理。
參考文獻
[1]《混凝土異形柱結構技術規程》（JGJ149-2006）
[2]楊潤蘭 孫彩霞.《異形柱與短肢剪力墻結構設計中的幾個問題》，河北建筑工程學院學報2005年3月
[3]趙長武 戴琦.《異形柱結構受力特點與設計》，遼寧建材2006年第4期
框架柱范文3
關鍵詞：繞絲加固法；鋼筋混凝土框架柱補強；施工方案優化
前言
某小學實驗準備室、器材室二層兩根框架邊柱混凝土強度偏低，經該工程設計單位驗算鑒定其結構位移延性滿足不了抗震要求。設計單位提出了采用繞絲加固對其進行補強的設計文件。施工單位根據該工程建筑裝修基本結束、建設單位要求加固施工不得影響學校正常教學等具體制約因素，因地制宜地制定并實施具體加固方案。不僅保證了結構安全，而且有效地減少了拆除量、縮短了加固工期、控制了施工環境對學校正常教學的影響。也為在建工程質量問題處理積累了經驗。
繞絲加固法是在被加固構件表面纏繞鋼絲及各種纖維絲（碳纖維、玻璃纖維等）使構件受到約束作用，從而提高其承載能力和結構位移延性的一種新型加固方法。它在建筑物的維修、改造和加固中占據重要地位。但對在建工程結構強度缺陷處理，則經常受到處理數量少、后續工程已完成、施工隊專業技能欠佳和施工環境限制等條件的制約，需要施工單位根據實際情況科學確定具體的施工方法。
一、工程概況
某小學實驗準備室、器材室是緊鄰學校南北教學、辦公樓連廊東西兩側而建的兩層單跨框架結構。層高3.4米，柱子斷面為350*350mm，主梁截面為240*550mm、邊梁截面為240*350mm，混凝土強度等級為C25。施工合同要求利用暑假完成除內外涂料、屋面防水和電氣、采暖工程外的所有施工任務，確保九月一日學校按正常環境開學。八月二十五日主體驗收回彈發現，東側二層北側中間兩個柱子（2―B、3―B）混凝土強度偏低，驗收各方決定這兩個柱子內外表面暫不進行后道工序施工。九月二日，東側二層柱混凝土標養試塊報告顯示其強度只有19.6MPa。九月三日施工單位委托實驗室進行回彈，除北側中間兩柱子外該檢驗批的其它柱子混凝土強度均超過設計強度，唯有這兩個柱子混凝土強度依然低于設計強度，后經取芯檢測，實際強度只有19.2 MPa和19.6 MPa。
經該工程設計單位驗算鑒定，這兩個柱子因配筋較大，混凝土強度滿足正常情況下的安全要求，但其結構位移延性不滿足抗震設計規范要求。鑒于該工程建筑施工基本完成，學校已開學，甲方又提出了盡量不改變或少改變建筑外形和使用空間的要求，設計單位提出了按照《混凝土結構加固改造構造圖》（06SG311-1）中的繞絲加固法，對這兩個柱子進行加固的書面文件。
二、施工難點
該工程按照設計書面文件加固存在以下幾個難點：
2.1、需加固的柱子東西兩側加氣混凝土砌塊填充墻已砌完，且內外粉刷完畢；2―B柱西側防盜門、3―B柱西側塑鋼窗框均安裝完畢，發泡劑空隙只有35mm左右。按常規拆除需加固柱兩側的門窗和填充墻，不僅工程量大、周期長、成本高，而且施工環境也不允許。需加固柱周圍條件詳見圖1
2.2、按照《混凝土結構加固改造構造圖》（06SG311-1）及設計要求，鋼絲外側應采用≥C30噴射混凝土保護。受現場環境、施工隊機具配備制約無法實現。
2.3、因邊梁偏軸（外偏）且與主梁高度不相等（相差200mm），梁區等代箍筋無法按設計指定的圖集施工。
三、加固方案選擇
根據設計與甲方要求、現場實際情況，經過反復研究并報施工監理同意，對具體加固選擇了如下實施方案。
3.1、柱子沿建筑外墻側的局部拆除。①將柱子與金屬門框、塑鋼窗框間的發泡劑全部清除，但不得松動固定門框、窗框的膨脹螺絲。②在柱子與加氣混凝土砌塊填充墻之間開出150mm寬的槽，但不得切斷砌體拉結筋。
3.2、因柱子靠門窗框處空間極?。ㄖ挥?5mm左右），鋼絲很難纏緊，鋼絲間距不易保證，故在柱子內外兩側中間混凝土表面豎向各設置一道4*25的通長扁鋼，用于固定、撐緊纏繞的鋼絲。
3.3、鋼絲外表面分段支木模后用CGM―2J灌漿料封閉或填充。
3.4、梁區等代箍筋按較大高度的主梁設置，并由兩道增加為三道，中間一道沿邊梁下緣緊貼柱子表面布置。該區域表面抹20mm厚1：1.5水泥砂漿分層抹壓封閉。
四、加固方案實施
4.1 施工順序：
施工準備柱子東西兩側清空柱子四角混凝土磨角柱子南北側安裝4*25扁鋼繞絲分段支模、灌漿料梁區等代箍筋安裝、封閉驗收。
4.2 各道工序施工要點
1 ） 施工準備：
① 外側搭設門式腳手架腳手架離墻200mm；通過門窗口用腳手架鋼管連接；腳手架外側及兩端用密目網封閉，并懸掛安全警示標志。腳手架搭設完經企業安全主管部門和監理共同驗收合格后方可投入使用。
② 材料準備Ф4冷拔鋼絲退火后由監理現場見證取樣送礦區中心實驗室檢測合格。CGM―2J現場見證取樣檢驗，符合要求后方可使用。
③ 模板及其加固材料準備：準備兩套模板。模板采用九夾板、50*50、50*30的方木制作成定型模板，緊固件采用100*100方木和Ф16對拉螺栓。
2 ） 柱子東西兩側清空：
① 加氣混凝土砌塊墻開槽為便于纏繞鋼絲、確保砌塊墻與柱子間的緊密結合，將柱邊砌塊墻開出150mmm寬的槽。先用切割機在砌體墻上割出50mmm深的縫，然后用錘和鏨子將槽內砌塊清除干凈。在這過程中不得切斷從柱子內伸出的拉墻筋。
② 門窗框外側發泡劑用細鋼釬（Ф16）、鏟子清理干凈，卸下門扇。
3 ） 柱子四周混凝土磨角
先用手提切割機將柱子四角混凝土切去邊長30mm的等腰直角三角形，再用手提混凝土磨光機將棱角抹掉，磨成R=30的圓角。
4 ） 柱子南北側緊固扁鋼安裝
扁鐵安裝在柱子中心，扁鐵用Ф10的膨脹螺絲穿入扁鋼上的孔再焊平。固定點間距為500mm。
4 ） 繞絲
從下往上纏繞，間距按設計要求控制在20mm左右。先按照06SG311-1 3-30頁要求制作安裝40*4扁鋼箍，并將繞絲下端頭焊在扁鋼上，空隙內用環氧樹脂灌滿。再逐漸往上纏繞鋼絲 。鋼絲邊纏邊拉緊、排勻間距后用鐵錘敲擊鋼絲，使其緊貼柱子表面，立即將鋼絲與扁鋼間用電焊點焊，避免鋼絲松動下滑。最后在梁底處用扁鋼箍壓鋼絲頭，并用環氧樹脂封閉。
5 ） 分段支模
支模前先用壓縮空氣將柱子表面清理干凈。整個柱子分三段支模。窗臺以下為第一段、窗臺以上1.8米高均分成兩段。支模之前必須由監理對鋼絲及其壓頭進行隱蔽驗收合格。支模的關鍵有以下幾點：一是從鋼絲最小保護層和CGM-2J灌漿料有效加固厚度出發，除與填充墻連接外，柱子外側灌漿料加固厚度必須控制在30―35mm之間。二是模板接縫用膠帶密封，避免漏漿。三是按墻面普通抹灰的垂直度（4mm）、平整度（4mm）控制各段模板的垂直度和表面平整度，盡量減少柱子粉刷層厚度。模板加固詳見圖2、圖3
6 ） 灌漿
考慮所灌漿部位是柱子加固和所加固柱子與填充墻之間空隙的填充，本工程選用CGM-2J型灌漿料。因每次灌漿料較少，故采用人工攪拌，但攪拌時間不得少于5分鐘，保證攪拌均勻。施工中必須控制每次攪拌量在40分鐘內用完。灌漿之前必須將模板和原有混凝土表面充分濕潤。由于柱子四周加固厚度只有30-35mm寬（與填充墻連接處除外），因此漿料入模必須用特制細管漏斗。下部兩層采用四周分層灌漿，最上面一段緊靠梁板，只能從柱子外側入漿。灌漿過程中適當敲擊模板，確保灌漿密實。每次灌漿時現場制作100*100*100的抗壓試塊，并按相關規定養護、送檢。
7 ） 拆模與養護
由于灌漿施工時的日最低氣溫在15度以上，因此確定灌漿施工24小時后就拆模，拆模后灑水濕潤養護7天。
8 ） 驗收
兩根柱子養護7天后，抗壓試塊壓出7天強度就達到47.2Mpa 。 據此結果報設計、施工監理、當地質檢站聯合驗收，一致認為達到了預期的效果。加固后的柱子垂直、平整度均小于4mm，小于規范允許偏差。
5、實施效果
1）實施方案科學合理，拆除工程量少、工期短、對學校正常教學沒有造成影響。
2）通過本方案的實施不僅增強了柱子位移延性，提高了抗震效果，而且也提高了柱子承載能力。柱子斷面尺寸的微量擴大（每邊擴大30mm），通過裝飾層的調整，對立面效果影響不大（柱子內外側凸出墻面20mm），基本上達到了建設單位“既不影響美觀，又不影響使用空間”的要求。
6、結束語
在建工程結構施工受施工隊伍素質、原材料質量波動、施工過程質量控制缺陷等因素作用，混凝土強度過低而加固現象時有發生，結構加固具體方案的設計尤為重要。加固方案的成功與否，既要保證結構實體質量滿足設計要求，又要滿足總工期、建設方滿意度、施工成本等各方面的綜合要求。
框架柱范文4
關鍵詞：異型柱; 框架結構; 設計
Abstract: different column frame structure system in a certain degree meets the above requirements, the framework and steal it shear wall structure the advantages of the system, it will be the future housing structure of the system in one of the development direction.
Keywords: alien column; Frame structure; design
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A文章編號：
近年來，隨著我國住宅產業的迅速發展以及人們對住宅建筑使用要求的不斷提高，普通的矩形框架柱給室內裝飾和家具布置帶來極大的不便。異形柱框架結構很好地解決了這個問題。該結構體系既吸收了傳統框架及剪力墻結構體系的長處，同時也具有其自身的優點：
（1）柱肢厚通常采用 200～250mm，肢厚基本與填充墻等厚，框架梁寬也同墻厚，室內不凸出梁柱，便于使用又美觀，同時還增加了房間的使用面積。
（2）雖然增加了施工難度，但因擴大了使用面積，加之自重較輕，減少了基礎費用，因此綜合考慮，其總體經濟效益較好。隨著異形柱的各種力學性能研究日趨成熟，其應用也越來越廣泛。該結構形式一般指同層內異形柱數量超過柱總數量 10%的框架結構，適用抗震設防烈度為6 度或 7 度的地區。
1. 異形柱的定義及受力特點
異形柱是指柱截面區別于常用的矩形柱，而采用多個小墻肢的組合截面柱子，是由剪力墻演變而來的。柱肢截面中各肢的肢高與肢厚比不大于 4，常用的有L 形、T 形和十字形，也有的采用 Z 形。L形截面柱多用于墻的轉角部位，而 T形和十字形截面柱多用于縱橫墻交接處。柱肢寬度一般使用與填充墻體相同的厚度，為 200～250mm，不大于300mm。肢長較大，一般為 600～800mm。除此之外，不等肢異形柱肢高比一般不超過1.6，各肢截面厚度不能相差過大。雖然異形柱由剪力墻演變而來，但由于柱截面本身的特殊性，異形柱結構的受力特點既不同于剪力墻結構，也與普通框架相差很大，具有自己的獨特性：
（1）由于異形柱截面的這種特殊性，使得墻肢平面內外兩個方向剛度對比相差較大，導致各向剛度不一致，其各向承載能力也有較大差異；
（2）異形柱由于是多肢的，其剪切中心往往在平面范圍之外，受力時要靠各柱肢交點處核心砼來協調變形和內力，這種變形協調使各柱肢內存在相當大的翹曲應力和剪應力，而該剪應力的存在，使柱肢易先出現裂縫，也使得各肢的核心砼處于三向剪力狀態，它使得異形柱較普通截面柱協調變形能力低，脆性破壞明顯；
（3）異形柱不同于矩形柱，它存在著單純翼緣柱肢受壓的情況，其延性更差。由國內外大量的試驗資料和理論分析，異形柱的破壞形態為彎曲破壞、小偏壓破壞、壓剪破壞等，影響其破壞形態的因素有：荷載角、軸壓比、柱凈高與截面肢長比（剪跨比），配箍率以及箍筋間距 S 與縱筋直徑D的比值等。由于其受力性能的復雜，設計中必須通過合理的結構平面布置，采用有效的設計計算程序和必要的構造措施來保證其強度和延性。
2. 異形柱結構平面布置
異形柱框架的構造應滿足現行國家結構設計、施工規范的基本要求。考慮到異形柱的特點，在結構體系上，應從嚴把握概念設計的原則，力求結構平面規整，結構剛度均勻，構件傳力明確。就結構體系而言，異形柱框架應設計成雙向剛接梁柱抗側力體系，根據結構平面布置和受力特點，可設計成部分異形柱部分矩形柱的形式，特別注意在受力復雜部位采用矩形柱，如樓梯間、電梯井等。結構平面布置形狀宜簡單、規則、對稱，減少偏心，剛度和承載力分布宜均勻，盡量控制或減小扭轉效應。同時結構的框架縱、橫柱網軸線宜分別對齊拉通，異形柱截面肢厚中心線宜與框架梁中心線對齊；結構豎向布置注意體型力求簡單規則，避免過大的外挑內收，避免樓層剛度沿豎向突變；柱網尺寸不易過大，一般不超過 6m。因柱距大，梁高也大，一方面建筑凈空難以滿足要求，另一方面柱承受的軸力也大。軸壓比高，于抗震不利。為保證梁板對異形柱節點的約束，宜采用現澆樓蓋。
3. 異形柱框架結構設計
3.1軸壓比控制
框架結構柱的延性對于耗散地震能量、防止框架的倒塌起著十分重要的作用，且軸壓比又是影響混凝土柱延性的一個關鍵，柱的側移延性比隨著軸壓比的增大而急劇下降。在高軸壓比情況下，增加箍筋用量對提高柱的延性作用已很小，因而軸壓比大小的控制對柱的延性影響至關重要，必須對異形柱的軸壓比進行嚴格控制。
3.2“Z”形柱的設計計算
工程中經常遇到“Z”形柱的情況?！朵摻罨炷廉愋沃Y構技術規程》未將“Z”形柱列入，在設計計算時可以在PMCAD輸入時將其按2個“L”形柱來輸入，并進行內力及配筋計算。因為“Z”形柱受力較大時易在中間肢劈開。劈開后(極限狀態)其受力接近于2個“L”形柱，按2個“L”形柱處理較為合適。
3.3異形柱框架的計算
由于異形柱截面的特殊性，在柱截面對稱軸內受水平力作用時，彈性分析計算其翹曲應力很小，此時如同承受水平力的偏壓構件，仍可按平面假定分析，按混凝土設計規范計算。框架柱水平力較小，如按一般偏壓柱計算，誤差較小，此時異形柱可用等剛度等面積代換成矩形柱后由程序進行整體分析。而在水平力較大，且水平力作用在非主軸主向，則翹曲應力不容忽視。按平截面假定誤差較大，則應對異形柱框架結構進行有限元分析，以決定內力和配筋的位置和大小。在進行內力計算和配筋計算時，宜選用帶有異形柱計算功能的計算軟件。
目前，國內可直接進行異形柱截面內力計算和截面設計的軟件有：中國建設研究院的TAT、SATWE程序、廣東省建院的SS、SSW程序以及鋼筋混凝土異形柱結構配筋計算CRSC等，這些程序均用數值積分法進行正截面配筋設計，準確性較高，能有效滿足結構安全性要求。
3.4配筋構造
在經過正確的結構選型及計算后，截面內鋼筋的構造也是保證異形柱受力性能的重要因素。由于異形柱截面的特點，柱肢端部會出現較大應力，加上梁作用于柱肢上應力的不均勻，因而在異形柱配筋時應在肢端設暗柱，暗柱的外排鋼筋由計算而定。離端部厚度范圍內設構造縱筋，箍筋同柱，這樣可限制柱肢混凝土裂縫的展開，提高異形柱局部抗剪強度及變形能力。柱上的箍筋不僅能抗剪，也可約束混凝土變形，增大其延性。異形柱由于不易形成多肢復合箍，因而其配筋率只能由加大箍筋直徑和加密間距來實現。相同配箍率下，箍筋直徑大，其延性指標好，其間距可比普通箍筋間距小。
4. 異型柱框架結構設計中應注意的問題
（1）暗埋管線穿梁柱，使梁柱截面削弱。此類問題比較廣泛，而且容易被設計忽視，往往造成較嚴重的結構缺陷問題。對此，除了對電氣布線設計不能過于集中以外，應設管線井加以解決。管線井可設在樓梯平臺的角部，其斷面可設計為三角形，不會對交通產生影響。
（2）梁柱核心區配筋如過于密集，各向鋼筋相互碰撞嚴重，會造成鋼筋偏位和施工困難。這種情況一般發生在內梁，特別是橫向框架梁中，對此可以采用“寬梁窄柱”的辦法加以解決。
（3）懸臂梁根部鋼筋較多時，勢必形成多排配筋，使梁的有效截面高度下降，引起梁根部變形增大，裂縫寬度超規范允許值。可以將懸臂梁的頂面比相應樓面標高抬高25～30mm使懸臂梁上部縱筋從最上層伸入錨固，可以保證梁的變形及裂縫寬度在設計的控制值以內。
框架柱范文5
【關鍵字】偏心 措施 施工
【中圖分類號】TU528 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0248-01
在多層商業中，由于使用功能和結構布局上的諸多因素影響，框架結構就才成為非常適合此類功能需求的結構，在空間布局中，外墻多數由于造型要求，要求外立面表面平整，而多數情況下，框架柱與梁截面很難保證同樣寬度，框架柱主要承受豎向力，而框架梁主要承受水平力，框架梁的寬度對梁的抵抗彎矩的效果不明顯，多數情況框架梁的功能主要是靠梁的高度控制，受力功能上的不同使兩種構建的尺寸不一致。
規范中規定框架結構中梁、柱中心線宜重合。當梁柱中心線不能重合時，在計算中考慮偏心對梁柱節點核心區和構造的不利影響，以及梁荷載對柱子的偏心影響。梁、柱中心線之間的偏心距，9度抗震設計時不應大于柱截面該方向寬度的1/4；非抗震設計和6～8度抗震設計時不宜大于柱截面在該方向寬度的1/4時，可采取增設梁的水平加腋等措施。設置水平加腋后，仍需考慮梁柱偏心的不利影響。
此案例為河北某建筑標準層，結構形式為框架結構，地上五層，地下一層，基礎形式為鋼筋混凝土獨立基礎和條形基礎。本建筑的結構安全等級為二級；建筑抗震設防類別為丙類，抗震等級為三級；設計基準期為50年，地基基礎設計等級為乙級。建筑物合理使用年限為50年。本工程的抗震設防烈度為7度，基本地震加速度O.15g，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅲ類，場地土屬中軟土，特征周期Tg=O.45s。地下水位較深，不用考慮該場地地下水對混凝土結構和混凝土結構中的鋼筋的腐蝕性。
規范中規定10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅結構建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結構。本案例為多層框架結構，在計算模型時主要考慮平面荷載導致的豎向力傳遞，風荷載并不起到控制結構位移的作用，可以忽略不計。
此案例中最大框架柱截面尺寸為600×900mm，與其連接框架梁寬度為250mm，偏心距大于1/4柱寬，通過結構計算軟件，采用陣型分解反應譜法分析豎向荷載下水平偏心大于1/4時與框架梁與框架柱軸心重合的兩種情況，通過對比并計算檢驗兩種情況對梁、柱配筋的影響以及整體結構的影響。
已柱配筋大于1/4的情況下，考慮結構的雙向地震作用和偶然偏心，結構的最大位移角為三層1/552，滿足規范要求的1/550，層間位移比最大為1.48，復合規范要求最大1.50的要求。經過調整框架梁和框架柱的軸心對其的情況下，位移角最大為1/560，層間位移比最大為1.47。調整后的框架柱的軸壓比部分減小了5%左右，梁配筋基本無變化?？梢娖膶蚣艿恼w架構有一定的影響，配筋影響較小。但從規范角度出發偏心大于1/4時，需要水平方向加腋等措施。設置水平加腋后，仍須考慮框架梁、柱偏心的不利影響。
框架梁的水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸應滿足
bx/lx≤1/2
bx/bb≤2/3
bx+bx+x≥bc/2
式中：bx為梁的水平加腋寬度，lx為水平加腋長度，bb為梁截面寬度，bc為沿偏心方向柱截面寬度，x為非加腋側梁邊到柱邊的距離。以上規范說明就是控制了框架梁與柱的軸心偏差不能過大，框架梁的截面寬度不能與其對應的框架柱的對應偏心尺寸過大。因此在框架設計中還是盡量減小梁、柱的偏心。
框架結構主要有框架梁和框架柱作為整體結構的支撐體系，因此在發生地震時會發生幾種震害：
1、短柱破壞。由于在建筑使用過程中，部分人員私自拆除圖紙隔墻并加入磚墻等影響柱有效高度位移的情況，形成短柱現象，發生局部破壞現象。設計圖紙時，設計人員是按照長柱配筋，并不是按短柱設計那樣全高箍筋加密。
2、角柱的破壞。由于角柱受到兩個方向的地震水平力影響較大，遭遇震害時約束比框架結構內部的框架柱約束較少，框架柱更容易破壞。
框架結構的破壞多數會在梁柱交接的節點，水平力與地震力的相互作用下使梁柱交接節點處出現局部破壞。由于梁破壞的后果小于柱破壞的后果，因此規范提出墻柱弱梁的概念，就是保證在罕遇地震下，允許框架梁發生彎曲破壞，但框架柱還能維持使用功能，不會引起整個結構的破壞。
梁柱偏心水平加腋適當的加強了節點剛度，但對抗震優化的考慮，梁柱節點配筋只能適當加強，保證梁柱節點不發生脆性破壞，在出現地震時盡量吸收較大的地震能量，保證人員的安全。
框架柱范文6
關鍵詞異形柱;抗震性能;延性
Abstract: The seismic analysis of special-shaped column frame structure performance and ductility of a fortification of irregular 7 degrees, from the economic perspective, applicability, and find out for the reasonable structure layout and construction measures.
Key words special-shaped column; seismic behavior; ductility
1.引言
傳統的矩形柱框架結構住宅由于其外露框架梁柱，不僅影響美觀，還影響到空間使用。異形柱框架結構采用柱肢與墻體同厚的T形，L形和十形等異形截面柱代替矩形柱，使室內不出現柱楞，空間有效利用率大大提高，而且便于人們對空間自由劃分，最大限度地滿足建筑要求，因而受到建筑師和業主的喜愛而在住宅結構中得到廣泛應用[1]。目前常用ETABS、SAP2000、PKPM等空間結構分析程序對該體系進行結構分析。
2.工程概況
該住宅別墅共五層，負一層為車庫，設電梯一部。結構不規則，由于使用功能多樣，為了便于空間的劃分采用了異形柱結構體系。7度設防，地震分組第一組，場地類別為三類，框架抗震等級三級，地面粗糙度B類，基本風壓0.5kN/m2。
圖一 結構平面圖
3.結構平面布置及計算
異形柱截面有較大的側向剛度。為方便、經濟，本工程采用了隔開間設置，各異形柱盡量拉直對齊，使之與連梁一起形成較規整且連續跨數較多的抗側力片[2]。異形柱厚度根據建筑要求采用200mm，框架梁均采用200mm×600mm，大開間位置采用了300mm的厚板。
采用空間有限元分析軟件SATWE進行內力分析，按墻元型式定義異形柱截面[3]。計算的相關參數考慮如下：考慮現澆板對框架梁剛度的有利影響；計算地震力時考慮填充墻對結構周期的影響，取周期折減系數0.8；在變形分析時，不考慮填充墻對結構周期的影響，即周期不進行折減[4]；考慮偶然偏心作用。梁柱混凝土采用C30，鋼筋采用HRB400。
SATWE分析結果
5.構造措施
5.1．本工程混凝土等級C30。在截面尺寸不變的情況下提高混凝土強度等級，可降低軸壓比，但隨著混凝土強度等級的提高，混凝土的極限壓應變變小，變形能力變差，對異形柱的延性不利。
5.2.異形柱結構的顯著特點是截面和配筋不對稱，導致異形柱在兩個方向強度和延性不對稱。為了盡量降低這種影響，腹板端部配筋應在合理范圍內盡可能多。
5.3.在實際工程中，異形柱的寬厚比一般均大于2.5；當異形柱截面肢厚小于 200mm時，將會造成粘結強度不足及梁柱節點的鋼筋設置困難，基于施工和外墻保溫隔熱等要求，故限制異形柱肢厚也不應小于200mm。同時考慮到穩定性等問題，柱肢厚度不宜小于樓層高度的 1/20；對于二級抗震設計要求的底層異形柱，由于其計算長度較大，為了保證足夠的側向剛度和穩定性，故柱肢的厚度不應小于樓層高度的1/16。
5.4.含箍率越高，即塑性鉸區截面核心混凝土的受約束程度越高，可以在很大程度上提高核心混凝土極限壓應變，從而提高構件的延性。當體積配箍率p相同時，采用較小的箍筋直徑a和箍筋間距s的延性好,只增大箍筋直徑來提高體積配筋率而不減小箍筋間距并不一定能提高異形柱的延性，只有在箍筋間距s對受壓縱筋支撐長度達到一定要求時，增大體積配箍率p，才能達到提高延性的目的。
6.結語
6.1通過本工程的設計得出，異形柱框架結構有較好的側向剛度，側向位移較小，提高結構舒適度，但同時地震力加大。應適當加大地震力并對異形柱予以加強，控制軸壓比，適當提高柱配筋率以提高結構延性。
6.2為使結構有較好的經濟性，應選擇合理的結構周期，以周期及柱軸壓比這兩個條件來確定柱尺寸。設計時反復調整柱尺寸，多次試算得出最佳效果[2]。
參考文獻
劉紅星.異形柱框架結構與普通框架結構抗震性能對比分析.重慶，重慶大學土木與工程學院，2008
岳永志.沈陽某異形柱框架樓結構設計實例.科技信息，2009,（10）
