摘要：本文對異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易出現(xiàn)的一些問題進行分析，并探討相應(yīng)的對策和解決方案。以供同行參考借鑒。
　　關(guān)鍵詞：異形柱；結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題的分析
　　1前言
　　在異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計中，規(guī)范要求應(yīng)優(yōu)先采用能準(zhǔn)確反映異形柱結(jié)構(gòu)各構(gòu)件實際受力狀況、基空間工作的計算程序進行內(nèi)力與位移分析。中國建筑科學(xué)研究院的TAT，SATWE結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，是應(yīng)用比較成熟，又滿足以上要求的適用程序，可以很好地進行建模和計算分析。但是，目前版本的計算程序都遠沒有充分考慮異形柱結(jié)構(gòu)的眾多構(gòu)造要求在程序中的具體實現(xiàn)，所以，這就要求設(shè)計人員需要進行很多構(gòu)造措施的條件校核和配筋調(diào)整。設(shè)計中不進行認真、全面的手工比照和手工調(diào)整，往往容易產(chǎn)生錯漏。2異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾個問題的分析
　　2．1異形柱軸壓比的控制
　　異形柱在單調(diào)荷載，特別在低周反復(fù)荷載作用下，粘結(jié)破壞較矩形柱嚴重，延性比普通矩形柱差，因此，異形柱的軸壓比限值比矩形柱嚴格得多。《規(guī)程》根據(jù)截面類型、箍筋間距與縱筋直徑比s／d、箍筋直徑d和抗震等級確定，在0.3～0.7之間波動，比矩形柱結(jié)構(gòu)的柱軸壓比限值低很多。所以，在程序試算后，應(yīng)按上述條件初步確定出各柱的軸壓比具體限值，并在配筋簡圖中仔細查看各層柱的計算軸壓比是否有超限的。因為此時異形柱的實配縱筋和箍筋還是未知的，PKPM程序無法判斷每個柱的軸壓比具體限值，只有在軸壓比超過矩形柱結(jié)構(gòu)的軸壓比限值時，程序才會報告軸壓比超限。因此，異形柱的軸壓比超限，必須逐一手工核算。
　　2．2異形柱結(jié)構(gòu)框架梁柱配筋率的控制
　　為了保證異形柱有更高的安全度，節(jié)點有更好的延性和粘結(jié)強度，同時也減小節(jié)點鋼筋配置的困難，異形柱結(jié)構(gòu)的框架柱全部縱向受力鋼筋(不包括縱向構(gòu)造鋼筋)的最大總配筋率為3％，普通矩形柱結(jié)構(gòu)的框架柱最大總配筋率卻為5％；異形柱結(jié)構(gòu)的框架柱全部縱向受力鋼筋最小總配筋率的要求見表1，異形柱結(jié)構(gòu)的框架柱各肢端受力縱筋配筋率不應(yīng)小于0．2％。
　　表1框架柱全部縱向受力鋼筋的最小總配筋率／％
　　
　　為保證梁支座有足夠的延性和防止梁縱筋在節(jié)點區(qū)的錨固長度不夠，設(shè)計時不應(yīng)考慮縱向鋼筋的受壓作用，故應(yīng)按單筋梁z≤0．35h。的條件來確定異形柱結(jié)構(gòu)的框架梁縱向受拉鋼筋的最大配筋率Pmm，具體限值見表2。
　　表2框架梁縱向受拉鋼筋的最大配筋率限值／％
　　
　　由表2中數(shù)據(jù)可以看出，異形柱結(jié)構(gòu)的框架梁縱向受拉鋼筋最大配筋率限值，比矩形柱結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時的限值要小得多。
　　程序自動生成的梁柱配筋圖，是以普通矩形框架的配筋率為基礎(chǔ)的，所以，異形柱結(jié)構(gòu)這些不同的配筋率要求在程序中都沒有專門考慮，這就需要設(shè)計人員在出圖前一一進行仔細核對，并逐一把不符合要求的實際配筋量改正過來，不要想當(dāng)然的以為軟件對異形柱結(jié)構(gòu)的什么構(gòu)造措施都能體現(xiàn)出來。
　　2．3異形柱結(jié)構(gòu)框架梁縱筋直徑的控制
　　異形柱的肢厚都很小，往往同框架梁的寬度一樣寬，所以，它對梁縱筋的錨固能力比普通矩形柱差。因此，異形柱結(jié)構(gòu)框架梁貫通中柱的縱向鋼筋直徑要求不應(yīng)大于該縱筋方向柱肢高的1／30，且不宜大于22mm、不應(yīng)大于25mm；而普通矩形柱框架的要求僅為1／20。應(yīng)用TAT，SATWE程序進行異形柱設(shè)計時，程序自動配筋時沒有針對異形柱結(jié)構(gòu)的這個特殊情況進行專門處理，所以，程序自動生成的配筋圖需要設(shè)計人員對梁縱筋的直徑逐一進行復(fù)核，把實配鋼筋直徑大于該縱筋方向柱肢高的1/30的統(tǒng)統(tǒng)等量代換成符合構(gòu)造要求的細鋼筋。比如，支承在肢高為500mm的異形柱上的框架梁，其受拉縱筋的直徑d應(yīng)小于500／30=16.7mm，即不應(yīng)選用18mm及以上的鋼筋；程序自動生成的鋼筋如果選用的是18mm及以上的鋼筋，則需要手工調(diào)整成16mm的鋼筋。如果實配鋼筋由一排變成了雙排，還應(yīng)該進行配筋量的相應(yīng)換算。
　　2，4異形柱結(jié)構(gòu)框架梁雙排筋配筋量調(diào)整
　　根據(jù)SATWE和TAT軟件的《用戶手冊及技術(shù)條件》的“構(gòu)件設(shè)計技術(shù)條件”的、“梁設(shè)計”節(jié)中關(guān)于混凝土截面有效高度h0的取值規(guī)定可知，當(dāng)配筋率大于1．0％時，h0才按雙排筋取值。對于多數(shù)情況的梁，基本都會符合實際情況，但是在框架梁寬為200mm的異形柱結(jié)構(gòu)中，實配為雙排筋的框架梁其配筋率基本上都小于1．0％，那么，其計算配筋量就是按單排筋的h0算出的，程序沒有按單排筋改雙排筋進行換算，這樣，實際配筋量就偏于不安全。不少人都沒有注意到程序的這個隱含的技術(shù)條件，容易出現(xiàn)配筋不足的情況。為方便解決這個問題，筆者專門對單排筋改雙排筋應(yīng)乘的放大系數(shù)進行了細化和核算，并列于表3供大家參考。
　　表3PKPM單排配筋改為雙排時的放大系數(shù)K
　　
　　表中有陰影斜線的放大系數(shù)，僅適用于按單排筋手算配筋時用，因為該部分的配筋率已經(jīng)大于1％，PKPM程序配筋時已按雙排計算了。
　　從表3中的計算結(jié)果可以看出，框架梁截面高度越小，配筋由單排調(diào)成雙排時應(yīng)增加的鋼筋的百分比就越大，并都大于5％的允許誤差，故應(yīng)引起設(shè)計人員重視，必須進行這項調(diào)校工作。
　　3異形柱結(jié)構(gòu)獨立基礎(chǔ)的偏心計算
　　異形柱建模和畫圖都是以柱肢軸線的交點為定位標(biāo)準(zhǔn)的，如果采用柱下獨立基礎(chǔ)，則需要以柱的形心為基礎(chǔ)的中心。特別是采用樁基礎(chǔ)時，需要用到異形柱形心偏離柱肢軸線的具體尺寸，筆者把肢厚為200mm，肢高在400～600mm的偏心數(shù)據(jù)計算出并列于表4中，方便設(shè)計人員查用。
　　表4肢厚2001Tim時L形柱形心在z方向的偏心P／mm
　　
　　表4中的參數(shù)x，Y，ex具體含義詳見圖1。
　　
　　圖1
　　4結(jié)語
　　隨著PKPM計算程序功能的不斷增強，以上構(gòu)造措施的一部分可以在軟件中加以實現(xiàn)，但是，還是會有不少構(gòu)造措施不能完全由程序去自動判斷，仍然需要設(shè)計人員去細心對照和落實。所以，設(shè)計人員不僅要搞清楚規(guī)范條文的具體數(shù)值規(guī)定和緣由，更要重視這些規(guī)定在設(shè)計圖紙中的具體落實，特別是以上這些對異形柱結(jié)構(gòu)的延性和整體抗震性能影響很大的控制內(nèi)容。
　　參考文獻：
　　[1]DB29—16—2003，鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]．
　　[2]用戶手冊及技術(shù)條件．中國建筑科學(xué)研究院CAD工程部．
　　[3]SATWE用戶手冊及技術(shù)條件．中國建筑科學(xué)研究院CDA工程部．