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【摘 要】 在当前建筑施工过程中，由于设计形式的不断变化，在建筑结构中各种异形柱的数量也在不断的上升，在异形柱节点地方受力是比较大的，本文就建筑结构设计中的异形柱节点受力特点进行分析。
【关键词】 建筑结构；异形柱、节点受力；分析
一、前言
不同建筑结构设计的过程中用到的异形柱的种类和数量也不尽相同，在设计的过程中我们根据建筑要求对异形柱进行设计，在设计的过程中我们要对节点的受力进行充分的计算和分析。
二、异形柱概念及其优点
1、异形柱的概念及常见形式异形柱（Specially Shaped Column）是指截面形式与常规矩形截面存在差异的柱。异形柱的使用主要是为了满足结构物使用功能或是空间布置上的要求，异形柱的使用必须以满足结构刚度和承载能力等要求为基本前提。常见的异形柱有T形、L形以及十字形等截面形式，并且这些异形截面各肢高与厚的比值还应不超过4。根据异形柱各肢的长度是否相等，又可将异形柱分为等肢与不等肢两种，抗震设计时宜采用前者。
2、异形柱结构的优点
在传统框架结构柱中，矩形截面有着绝对的份量，但是考虑到柱截面尺寸与墙体厚度的差异，在建筑物内部往往都可以碰到大量的裸露柱角，这些裸露柱角在很大程度上影响了住宅内部的空间布置。住户都希望框架、框剪结构等能够与砖混结构一样，让房屋内部墙面、四角平整无凹凸面。而异形柱结构的优势就在于此，它能够与墙体很好地衔接，在满足承载能力要求的同时实现美观与功能上的要求。
三、结构平面布置
异形柱框架结构在执行平面布局、设计的过程中，应当要严格的按照相关设计要求、规定来进行，最大限度的满足我国建筑工程结构体系的相关需求。那么在这期间，就需要与工程自身的特性加以结合，进而对以下几点引起足够的重视。
1、执行平面设计工作的过程中，尽可能的对于平面对称因素加以控制，这方面的控制至少要利用结构体系中两个轴方向所呈现出的协调统一因素，加以分析、设计、规划，让结构中所存在的合力中心能够最大限度的和刚度中心之间进行重合，使得结构中避免出现偏心距的现象。如此一来，便能够使得建筑工程体系中的扭转裂缝、不利因素等得到有效的控制。
2、尽可能的使用双向承重体系作为结构的主体形式，并且要对于其中的横向采取完善的连接措施。
3、各个柱体位置所呈现出的肢体都要尽可能的对称，进而使得柱体能够和梁之间保持良好的力学性，形成极为规则、多跨度的抗侧力体系。就现阶段来看，异形柱框架设计的根本目的就是要使得小面积房屋所呈现出的相关使用问题得以解决，那么就应当要对于结构中的墙角位置引起足够的重视，其他的位置就可以直接从施工便利、受力科学来加以考虑，进而使用适合的矩形截面柱。
四、计算分析
1、地震作用
抗震设防烈度为6度的异形柱结构也必须进行地震作用计算及结构抗震验算，与《高规》规定的“6度区高层应进行地震作用计算”相同，较《抗规》规定的“6度乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算”有所加严。
2、45°方向补充验算
异形柱的双向偏压正截面承载力随荷载（作用）方向不同而有较大的差异，在L形、T形和十字形三种异形柱中，以L形柱的差异最为显著。当混合使用等肢与不等肢异形柱时情况更为复杂，地震作用方向计算不容忽视。应补充其他角度方向验算，从而取最不利情形以增加结构抗震安全性。对于水平地震作用，《规程》强制条文要求：“7度及8度时尚应对与主轴成45°方向进行补充验算”。
3、地震倾覆力矩
框架-剪力墙结构中底层框架承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不同对结构性能有很大的影响。异形柱框架-剪力墙结构中应适当设置剪力墙，使其成为典型的框架-剪力墙结构，即框架承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%，但不大于50%。当框架承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，但不大于80%时，意味剪力墙布置偏少，框架承担较大地震作用。此时框架抗震等级、轴压比等宜按异形柱框架结构的规定执行，剪力墙抗震等级仍按异形柱框架-剪力墙结构中剪力墙选取。其最大适用高度也不宜再按异形柱框架-剪力墙结构执行，但可比异形柱框架结构适当提高，具体提高幅度可以视剪力墙数量及承担地震倾覆力矩来确定。设计中也可采取梁端增设支托或水平加腋等措施增加节点有效截面面积，提高梁柱节点承载力及延性。从计算分析来看，影响异形柱结构最大高度的主要因素有：非抗震设计和6度、7度抗震设计时，一般由柱轴压比或节点核心区受剪承载力控制，且前者（轴压比控制）居多；而7度、8度抗震设计时，则主要受节点核心区受剪承载力的控制。另外，在异形柱截面形式上，L形柱的轴压比限值、节点核心区受剪承载力均低于T形柱和十字形柱，因此设计中应注意避免不恰当地大量使用L形柱，从而影响结构最大高度和结构整体受力性能。
五、异形柱结构设计计算及构造措施
1、异形柱结构设计计算方法
由于异形柱结构有着其自身的特点，这也使得结构受力性能与普通结构存在差异。在抗震设防地区，以地震、风荷载等为代表的水平荷载、水平作用影响下，异形柱因为其截面的不对称性而呈现双向偏心受压状态，这种状态直接降低了结构构件的承载能力。因此，在设计过程中，应将异形柱结构视为空间体系，尽量选用自带异形柱单元的设计软件、设计程序进行结构内力与位移计算分析。在现实工作中，许多结构设计人员常将异形柱建模与剪力墙建模混为一谈，这两者的受力状态是存在本质性差异的，在设计计算时这种等同做法是不合理也不安全的，应当引起设计人员的高度重视。如果没有自带异形柱单元的设计软件、设计程序可供使用，那么可以将异形柱结构等效为薄壁杆件模型进行处理。就异形柱框架结构而言，可以对其结构构件刚度采取等效折算处理，经等效折算处理后得到的普通框架结构可以代替原异形柱结构进行相应的结构内力、位移计算分析。但是需要注意的是，利用等效普通矩形柱框架结构计算出矩形柱的轴压比不能直接代表异形柱的轴压比，这主要是由于刚度相等的矩形、异形截面柱，其截面面积前者明显大于后者，二者比值通常在1.1-1.3之间。实际计算时，常用做法是利用矩形、异形柱截面面积比值对计算轴压比值进行放大处理。
2、异形柱结构设计构造措施
对于使用异形柱框架结构的住宅建筑，在设计中宜使用中长柱，避免因设置短柱而出现脆性压剪破坏。对此，可从构造上采取相应的加强措施。一方面，应以异形柱高长比限制规定为依据，严格控制异形柱的最大肢長；另一方面，还应重视对柱内部纵向钢筋、箍筋的控制，纵向钢筋的直径、间距、内折角处纵向受力钢筋的设置以及箍筋最大间距都是控制的重点项目。此外，考虑到异形柱截面宽度相对较小，有必要对梁柱节点区域进行构造加强，使结构具备良好的延性，保证其变形能力，满足抗震的构造要求。设计过程中为控制钢筋骨架的垂直度，可以有选择性地确定柱各肢端部纵筋的直径。此外，对于异形柱与矩形柱交接区域，应对插入核心区的异形柱纵筋长度进行限制，与此同时加密异形柱中箍筋的配置以保证节点区域延性的基本要求。
六、结束语
在异形柱设计的过程中，我们要根据异形柱的特点对其受力进行分析，保证建筑的施工质量符合相关标准的要求。
参考文献：
[1]莫馥铭.浅谈异形柱框架结构在住宅设计中的应用[J]城市建设理论研究（电子版）2011，5（22）：88-89
[2]王艳茹.钢筋混凝土框架异型中节点受力机理及设计方法研究[J].山西建筑.2013，9（15）22：25-26
【关键词】 建筑结构；异形柱、节点受力；分析
一、前言
不同建筑结构设计的过程中用到的异形柱的种类和数量也不尽相同，在设计的过程中我们根据建筑要求对异形柱进行设计，在设计的过程中我们要对节点的受力进行充分的计算和分析。
二、异形柱概念及其优点
1、异形柱的概念及常见形式异形柱（Specially Shaped Column）是指截面形式与常规矩形截面存在差异的柱。异形柱的使用主要是为了满足结构物使用功能或是空间布置上的要求，异形柱的使用必须以满足结构刚度和承载能力等要求为基本前提。常见的异形柱有T形、L形以及十字形等截面形式，并且这些异形截面各肢高与厚的比值还应不超过4。根据异形柱各肢的长度是否相等，又可将异形柱分为等肢与不等肢两种，抗震设计时宜采用前者。
2、异形柱结构的优点
在传统框架结构柱中，矩形截面有着绝对的份量，但是考虑到柱截面尺寸与墙体厚度的差异，在建筑物内部往往都可以碰到大量的裸露柱角，这些裸露柱角在很大程度上影响了住宅内部的空间布置。住户都希望框架、框剪结构等能够与砖混结构一样，让房屋内部墙面、四角平整无凹凸面。而异形柱结构的优势就在于此，它能够与墙体很好地衔接，在满足承载能力要求的同时实现美观与功能上的要求。
三、结构平面布置
异形柱框架结构在执行平面布局、设计的过程中，应当要严格的按照相关设计要求、规定来进行，最大限度的满足我国建筑工程结构体系的相关需求。那么在这期间，就需要与工程自身的特性加以结合，进而对以下几点引起足够的重视。
1、执行平面设计工作的过程中，尽可能的对于平面对称因素加以控制，这方面的控制至少要利用结构体系中两个轴方向所呈现出的协调统一因素，加以分析、设计、规划，让结构中所存在的合力中心能够最大限度的和刚度中心之间进行重合，使得结构中避免出现偏心距的现象。如此一来，便能够使得建筑工程体系中的扭转裂缝、不利因素等得到有效的控制。
2、尽可能的使用双向承重体系作为结构的主体形式，并且要对于其中的横向采取完善的连接措施。
3、各个柱体位置所呈现出的肢体都要尽可能的对称，进而使得柱体能够和梁之间保持良好的力学性，形成极为规则、多跨度的抗侧力体系。就现阶段来看，异形柱框架设计的根本目的就是要使得小面积房屋所呈现出的相关使用问题得以解决，那么就应当要对于结构中的墙角位置引起足够的重视，其他的位置就可以直接从施工便利、受力科学来加以考虑，进而使用适合的矩形截面柱。
四、计算分析
1、地震作用
抗震设防烈度为6度的异形柱结构也必须进行地震作用计算及结构抗震验算，与《高规》规定的“6度区高层应进行地震作用计算”相同，较《抗规》规定的“6度乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算”有所加严。
2、45°方向补充验算
异形柱的双向偏压正截面承载力随荷载（作用）方向不同而有较大的差异，在L形、T形和十字形三种异形柱中，以L形柱的差异最为显著。当混合使用等肢与不等肢异形柱时情况更为复杂，地震作用方向计算不容忽视。应补充其他角度方向验算，从而取最不利情形以增加结构抗震安全性。对于水平地震作用，《规程》强制条文要求：“7度及8度时尚应对与主轴成45°方向进行补充验算”。
3、地震倾覆力矩
框架-剪力墙结构中底层框架承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不同对结构性能有很大的影响。异形柱框架-剪力墙结构中应适当设置剪力墙，使其成为典型的框架-剪力墙结构，即框架承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%，但不大于50%。当框架承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，但不大于80%时，意味剪力墙布置偏少，框架承担较大地震作用。此时框架抗震等级、轴压比等宜按异形柱框架结构的规定执行，剪力墙抗震等级仍按异形柱框架-剪力墙结构中剪力墙选取。其最大适用高度也不宜再按异形柱框架-剪力墙结构执行，但可比异形柱框架结构适当提高，具体提高幅度可以视剪力墙数量及承担地震倾覆力矩来确定。设计中也可采取梁端增设支托或水平加腋等措施增加节点有效截面面积，提高梁柱节点承载力及延性。从计算分析来看，影响异形柱结构最大高度的主要因素有：非抗震设计和6度、7度抗震设计时，一般由柱轴压比或节点核心区受剪承载力控制，且前者（轴压比控制）居多；而7度、8度抗震设计时，则主要受节点核心区受剪承载力的控制。另外，在异形柱截面形式上，L形柱的轴压比限值、节点核心区受剪承载力均低于T形柱和十字形柱，因此设计中应注意避免不恰当地大量使用L形柱，从而影响结构最大高度和结构整体受力性能。
五、异形柱结构设计计算及构造措施
1、异形柱结构设计计算方法
由于异形柱结构有着其自身的特点，这也使得结构受力性能与普通结构存在差异。在抗震设防地区，以地震、风荷载等为代表的水平荷载、水平作用影响下，异形柱因为其截面的不对称性而呈现双向偏心受压状态，这种状态直接降低了结构构件的承载能力。因此，在设计过程中，应将异形柱结构视为空间体系，尽量选用自带异形柱单元的设计软件、设计程序进行结构内力与位移计算分析。在现实工作中，许多结构设计人员常将异形柱建模与剪力墙建模混为一谈，这两者的受力状态是存在本质性差异的，在设计计算时这种等同做法是不合理也不安全的，应当引起设计人员的高度重视。如果没有自带异形柱单元的设计软件、设计程序可供使用，那么可以将异形柱结构等效为薄壁杆件模型进行处理。就异形柱框架结构而言，可以对其结构构件刚度采取等效折算处理，经等效折算处理后得到的普通框架结构可以代替原异形柱结构进行相应的结构内力、位移计算分析。但是需要注意的是，利用等效普通矩形柱框架结构计算出矩形柱的轴压比不能直接代表异形柱的轴压比，这主要是由于刚度相等的矩形、异形截面柱，其截面面积前者明显大于后者，二者比值通常在1.1-1.3之间。实际计算时，常用做法是利用矩形、异形柱截面面积比值对计算轴压比值进行放大处理。
2、异形柱结构设计构造措施
对于使用异形柱框架结构的住宅建筑，在设计中宜使用中长柱，避免因设置短柱而出现脆性压剪破坏。对此，可从构造上采取相应的加强措施。一方面，应以异形柱高长比限制规定为依据，严格控制异形柱的最大肢長；另一方面，还应重视对柱内部纵向钢筋、箍筋的控制，纵向钢筋的直径、间距、内折角处纵向受力钢筋的设置以及箍筋最大间距都是控制的重点项目。此外，考虑到异形柱截面宽度相对较小，有必要对梁柱节点区域进行构造加强，使结构具备良好的延性，保证其变形能力，满足抗震的构造要求。设计过程中为控制钢筋骨架的垂直度，可以有选择性地确定柱各肢端部纵筋的直径。此外，对于异形柱与矩形柱交接区域，应对插入核心区的异形柱纵筋长度进行限制，与此同时加密异形柱中箍筋的配置以保证节点区域延性的基本要求。
六、结束语
在异形柱设计的过程中，我们要根据异形柱的特点对其受力进行分析，保证建筑的施工质量符合相关标准的要求。
参考文献：
[1]莫馥铭.浅谈异形柱框架结构在住宅设计中的应用[J]城市建设理论研究（电子版）2011，5（22）：88-89
[2]王艳茹.钢筋混凝土框架异型中节点受力机理及设计方法研究[J].山西建筑.2013，9（15）22：25-26