一 形柱的概念定義

異形柱：指截面肢厚小于300mm的L、T、+形的截面柱�，F(xiàn)在建筑界所講的“異形柱”，特點(diǎn)是截面肢薄，由此引起構(gòu)件性能與矩形柱性能的差異，這些包括受力、變形、構(gòu)造做法等一系列差異。制定規(guī)程主要是針對(duì)肢厚200、250mm的異形柱。其形式與短墻肢相似，若肢較長(zhǎng)就稱(chēng)短墻肢，很難劃分兩者的界線(xiàn)。稱(chēng)呼異議：大多數(shù)比矩形柱、圓形柱稱(chēng)異形柱如建設(shè)部第415號(hào)批準(zhǔn)天津大學(xué)主編的《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ149—2006，（自2006年8月1日起實(shí)施，）亦有稱(chēng)異型柱如上海市同濟(jì)大學(xué)主編的《鋼筋混凝土異型柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》地方規(guī)范。
二“一”、“Z”形柱未列入規(guī)程的原因
1、“一”形柱截面兩主軸方向抗彎能力相差甚大。不論是在風(fēng)荷載作用下還是在地震作用下結(jié)構(gòu)中的柱一般都是受到兩個(gè)方向的彎矩同時(shí)作用，其受力后的表現(xiàn)可想而知，它在雙向剪力作用下性能也不好，由GB50010柱雙向受剪承載力計(jì)算公式可見(jiàn)，柱截面相鄰兩邊長(zhǎng)相差越多，其斜向受剪承載力越低。如沿“一”形柱短邊方向有梁與其相連，則此梁柱節(jié)點(diǎn)的核心區(qū)面積只有柱厚乘梁寬這一點(diǎn)點(diǎn)，顯然承受不了它受到的節(jié)點(diǎn)剪力。所以異形柱規(guī)程未將“一”形柱列入。
2、“Z”形柱在實(shí)際工程中，應(yīng)用還是很多的，比如陽(yáng)臺(tái)轉(zhuǎn)角。“Z”形截面柱與“一”形截面柱類(lèi)似，即兩主軸方向抗彎能力相差甚大，多數(shù)情況下是Z形的上下兩水平肢受與其方向一致的力，即由兩根梁傳來(lái)的拉力或壓力，這只有通過(guò)中間肢的受扭來(lái)傳遞，后果只能是中間肢的斷裂！
3、“Z”形異形柱目前研究的不是很多，但在實(shí)際工程還是有用的。如果結(jié)構(gòu)中只是個(gè)別柱為Z 形，可以采用加強(qiáng)構(gòu)造的做法設(shè)計(jì)，應(yīng)該問(wèn)題不大。
三、異形柱應(yīng)用的意義
隨著國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》頒布，砼異形柱結(jié)構(gòu)將建筑美觀、使用功能的靈活性與建筑結(jié)構(gòu)合理的受力性能有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，為用戶(hù)提供了理想的居住環(huán)境，受到房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商和廣大用戶(hù)的歡迎，由于其符合室內(nèi)布置的要求，且與墻體（指填充墻）連接良好，在我國(guó)許多省市的住宅建筑已有廣泛的實(shí)際應(yīng)用，甚至在8度地震設(shè)防區(qū)得到一定程度的應(yīng)用。
四、扁平柱的使用
在異形柱結(jié)構(gòu)中使用扁平柱是可以的，建議最小厚度取250，梁縱筋用3級(jí)鋼，直徑不超過(guò)12。各項(xiàng)驗(yàn)算同普通框架柱，構(gòu)造和軸壓比建議控制更嚴(yán)格一些。因“一”形異形柱不提倡用，在某工程上缺了還不行，沒(méi)辦法可用扁平柱，其計(jì)算按矩形柱方法計(jì)算。
五、異形柱限制砼強(qiáng)度等級(jí)≥C25和≤C50原因
由于異形柱截面尺寸薄，砼強(qiáng)度等級(jí)小于C25的話(huà)可能達(dá)不到其與鋼筋之間保證粘結(jié)的要求；C50以上的異形柱構(gòu)件及結(jié)構(gòu)科學(xué)研究相對(duì)較少，還不足以行成編制規(guī)程條文的基礎(chǔ)，所以這次規(guī)程未列入。
六、底層減柱的限制
1.落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通房屋全高；不落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通轉(zhuǎn)換層以上的所有樓層。底部抽柱數(shù)不宜超過(guò)轉(zhuǎn)換層相鄰上部樓層框架柱總數(shù)的30%。轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的框架柱不應(yīng)采用異形柱；底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)可用于非抗震設(shè)計(jì)和6度、7度（0.10g）抗震設(shè)計(jì)的房屋建筑；
2.底部抽柱，帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)在地面以上大空間的層數(shù)：非抗震設(shè)計(jì)不宜超過(guò)3層；抗震設(shè)計(jì)不宜超過(guò)2層；底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層異形柱結(jié)構(gòu)適用的房屋最大高度應(yīng)按本規(guī)程第3.1.2條規(guī)定的限值降低不少于10%，且框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)超過(guò)6層�？蚣埽袅Y(jié)構(gòu),非抗震設(shè)計(jì)不應(yīng)超過(guò)12層，抗震設(shè)計(jì)不應(yīng)超過(guò)10層；
3.不落地的框架柱應(yīng)直接落在轉(zhuǎn)換層主結(jié)構(gòu)上。托柱梁應(yīng)雙向布置，可雙向均為框架梁，或一方向?yàn)榭蚣芰�，另一方向�(yàn)橥兄瘟海晦D(zhuǎn)換層上部異形柱向底部框架柱轉(zhuǎn)換時(shí)，下部框架柱截面的外輪廓尺寸不宜小于上部異形柱截面外輪廓尺寸。轉(zhuǎn)換層上部異形柱截面形心與下部框架柱截面形心宜重合，當(dāng)不重合時(shí)應(yīng)考慮偏心的影響；
4.轉(zhuǎn)換層及下部結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30；轉(zhuǎn)換層樓面應(yīng)采用現(xiàn)澆樓板，樓板的厚度不應(yīng)小于150mm，且應(yīng)雙層雙向配筋，每層每方向的配筋率不宜小于0.25%。樓板鋼筋應(yīng)錨固在邊梁或墻體內(nèi)；
5.轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比宜接近1。轉(zhuǎn)換層上、下部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比可按國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002第E.0.2條的規(guī)定計(jì)算。規(guī)程不允許次梁轉(zhuǎn)換(二次轉(zhuǎn)換)。
6.托柱框架梁的截面寬度，不應(yīng)小于梁寬度方向被托異形柱截面的肢高（就是柱全由梁寬包�。┗蛞话憧蚣苤慕孛娓叨�；不宜大于托柱框架柱相應(yīng)方向的截面寬度。托柱框架梁的截面高度不宜小于托柱框架梁計(jì)算跨度的1/8；當(dāng)雙向均為托柱框架時(shí)，不宜小于短跨框架梁計(jì)算跨度的1/8。托柱次梁應(yīng)垂直于托柱框架梁方向布置,梁的寬度不應(yīng)小于400mm,其中心線(xiàn)應(yīng)與同方向被托異形柱截面肢厚或一般框架柱截面的中心線(xiàn)重合.
7.注解：直接承托不落地柱的框架稱(chēng)托柱框架，直接承托不落地柱的框架梁稱(chēng)托柱框架梁，直接承托不落地柱的非框架梁稱(chēng)托柱次梁。
七、應(yīng)用范圍
異形柱應(yīng)用在7度設(shè)防以下。
八、地震力系數(shù)放大
因用異形柱導(dǎo)致剛度下降，使得地震力減小，應(yīng)采用地震力放大系數(shù)來(lái)適當(dāng)?shù)卦黾拥卣鹆Α?/span>
九、自振周期折減
計(jì)算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期，應(yīng)考慮非承重填充墻體對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度的影響予以折減。
十、截面定義輸入：
異形柱截面有T形、十形、L形，對(duì)一字形、Z字形規(guī)程未列入應(yīng)用，在PMCAD截面定義中輸入T形按2截面工形輸入，不用的地方輸0；十形按6截面十形輸入（該正正該負(fù)負(fù)）；L形用5截面槽鋼形輸入（定義某肢長(zhǎng)為0）。其寬均為240，肢長(zhǎng)為600。輸入軸線(xiàn)節(jié)點(diǎn)處應(yīng)注意偏心（以豎向肢中點(diǎn)來(lái)定位）材料應(yīng)定為砼。為減少輸入偏心轉(zhuǎn)角的麻煩，在定義時(shí)要多定幾個(gè)不同的截面類(lèi)型。
十一、配筋計(jì)算：
配筋計(jì)算：采用雙偏壓、拉計(jì)算，（角柱程序在編制過(guò)程中就默認(rèn)采用雙偏壓來(lái)計(jì)算，即使你在選擇系數(shù)時(shí)選的單偏壓計(jì)算模式，程序仍然按照雙偏壓計(jì)算）箍筋采用雙剪箍。異形柱肢長(zhǎng)與肢寬比≤4時(shí)（梁的剛度計(jì)算跨度以柱形心為準(zhǔn)，這時(shí)在‘參數(shù)修正’菜單中選擇不考慮梁柱重疊影響，即不考慮梁的剛域），否則應(yīng)考慮梁的剛域（梁的剛度計(jì)算跨度以柱凈跨為準(zhǔn)，這樣梁的剛度計(jì)算長(zhǎng)度就短，剛度就大）。這時(shí)梁柱重疊部分，按剛域參數(shù)考慮。
十二、施工圖畫(huà)法：
a全樓柱鋼筋歸并；b平面柱大樣畫(huà)法畫(huà)異形柱施工圖，應(yīng)注意箍筋加密與普通柱相同；柱分布筋之間設(shè)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(jì)算配置一個(gè)矩形箍筋，并分別滿(mǎn)足X、Y向計(jì)算箍筋面積的要求；c豎向筋要滿(mǎn)足最小間距要求，采用對(duì)稱(chēng)配筋，一排排不下，程序自動(dòng)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(gòu)造要求分別配制固定鋼筋和分布筋。d在核心區(qū)箍筋相交處，若無(wú)主筋時(shí)，應(yīng)設(shè)豎向架立筋如T形柱內(nèi)側(cè)，架立筋為構(gòu)造筋，隱含直徑D=14mm。
十三、其它
頂層托斜層頂?shù)模ń牵┲?guī)程對(duì)此沒(méi)有涉及，它所受軸力、彎矩均不大，柱本身強(qiáng)度不會(huì)成問(wèn)題，關(guān)鍵是房屋頂部結(jié)構(gòu)整體性能，設(shè)計(jì)人員自己把握抗震設(shè)計(jì)的異形柱結(jié)構(gòu)不應(yīng)有錯(cuò)層，原因是免形成短柱。較小的錯(cuò)層(梁高范圍內(nèi)樓板錯(cuò)開(kāi))不算“錯(cuò)層”，即這里的錯(cuò)層是指規(guī)范和高規(guī)中的“較大的錯(cuò)層”�？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，框架柱的凈高與柱截面長(zhǎng)邊之比不宜小于4，不應(yīng)小于3。一般樓梯處易出現(xiàn)短柱，為此在樓梯間兩側(cè)布置剪力墻其它地方還是以異型柱為主。異形柱在斜向水平荷載作用下，其受剪承載力的平面圖形為梅花狀，等肢情況下（即兩肢長(zhǎng)度、寬度相同）異形截面柱受剪承載力在各象限圖形是凸的。在斜向剪力作用下，如果按X、Y兩個(gè)分量分別配筋滿(mǎn)足要求的話(huà)，其斜向承載力也能滿(mǎn)足要求。由以上原因，異形柱規(guī)程規(guī)定異形柱的斜截面承載力可以分X、Y向分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。，不等肢情況時(shí)，該圖形的凸出程度要差一些，兩肢長(zhǎng)度相差越大，凸出程度越差，一形柱就是個(gè)扁橢圓。所以，這也是規(guī)程規(guī)定異形柱截面任一肢肢長(zhǎng)不得小于500mm的一個(gè)原因。
十四、總結(jié)
PKPM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了異形柱的布置、計(jì)算、施工圖設(shè)計(jì)。在異形柱布置時(shí)應(yīng)注意偏心，轉(zhuǎn)角的應(yīng)用；在TAT或SATWE計(jì)算時(shí)，要了解異形柱的剛度計(jì)算（注意應(yīng)考慮剪應(yīng)力不均勻分布的影響系數(shù)，一般矩形柱為1.2，異形柱采用分塊積分法在TAT數(shù)據(jù)檢查時(shí)統(tǒng)一完成）、剛域計(jì)算、整體內(nèi)力到柱肢內(nèi)力的分配計(jì)算，尤其是軸力的分配計(jì)算問(wèn)題、以及異形柱配筋計(jì)算；在繪施工圖時(shí)，要了解異形柱的構(gòu)造要求，角點(diǎn)筋的配置，架立分布筋的設(shè)置等。