摘要：本文對異形柱結構設計中容易出現的一些問題進行分析，并探討相應的對策和解決方案。以供同行參考借鑒。
　　關鍵詞：異形柱；結構設計；問題的分析
　　1前言
　　在異形柱結構設計中，規范要求應優先采用能準確反映異形柱結構各構件實際受力狀況、基空間工作的計算程序進行內力與位移分析。中國建筑科學研究院的TAT，SATWE結構設計軟件，是應用比較成熟，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構的眾多構造要求在程序中的具體實現，所以，這就要求設計人員需要進行很多構造措施的條件校核和配筋調整。設計中不進行認真、全面的手工比照和手工調整，往往容易產生錯漏。2異形柱結構設計的幾個問題的分析
　　2．1異形柱軸壓比的控制
　　異形柱在單調荷載，特別在低周反復荷載作用下，粘結破壞較矩形柱嚴重，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。《規程》根據截面類型、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，比矩形柱結構的柱軸壓比限值低很多。所以，在程序試算后，應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構的軸壓比限值時，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異形柱結構框架梁柱配筋率的控制
　　為了保證異形柱有更高的安全度，節點有更好的延性和粘結強度，同時也減小節點鋼筋配置的困難，異形柱結構的框架柱全部縱向受力鋼筋(不包括縱向構造鋼筋)的最大總配筋率為3％，普通矩形柱結構的框架柱最大總配筋率卻為5％；異形柱結構的框架柱全部縱向受力鋼筋最小總配筋率的要求見表1，異形柱結構的框架柱各肢端受力縱筋配筋率不應小于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點區的錨固長度不夠，設計時不應考慮縱向鋼筋的受壓作用，故應按單筋梁z≤0．35h。的條件來確定異形柱結構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中數據可以看出，異形柱結構的框架梁縱向受拉鋼筋最大配筋率限值，比矩形柱結構抗震設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的，所以，異形柱結構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，不要想當然的以為軟件對異形柱結構的什么構造措施都能體現出來。
　　2．3異形柱結構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，異形柱結構框架梁貫通中柱的縱向鋼筋直徑要求不應大于該縱筋方向柱肢高的1／30，且不宜大于22mm、不應大于25mm；而普通矩形柱框架的要求僅為1／20。應用TAT，SATWE程序進行異形柱設計時，程序自動配筋時沒有針對異形柱結構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計人員對梁縱筋的直徑逐一進行復核，把實配鋼筋直徑大于該縱筋方向柱肢高的1/30的統統等量代換成符合構造要求的細鋼筋。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應小于500／30=16.7mm，即不應選用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，則需要手工調整成16mm的鋼筋。如果實配鋼筋由一排變成了雙排，還應該進行配筋量的相應換算。
　　2，4異形柱結構框架梁雙排筋配筋量調整
　　根據SATWE和TAT軟件的《用戶手冊及技術條件》的“構件設計技術條件”的、“梁設計”節中關于混凝土截面有效高度h0的取值規定可知，當配筋率大于1．0％時，h0才按雙排筋取值。對于多數情況的梁，基本都會符合實際情況，但是在框架梁寬為200mm的異形柱結構中，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條件，容易出現配筋不足的情況。為方便解決這個問題，筆者專門對單排筋改雙排筋應乘的放大系數進行了細化和核算，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K
　　
　　表中有陰影斜線的放大系數，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大于1％，PKPM程序配筋時已按雙排計算了。
　　從表3中的計算結果可以看出，框架梁截面高度越小，配筋由單排調成雙排時應增加的鋼筋的百分比就越大，并都大于5％的允許誤差，故應引起設計人員重視，必須進行這項調校工作。
　　3異形柱結構獨立基礎的偏心計算
　　異形柱建模和畫圖都是以柱肢軸線的交點為定位標準的，如果采用柱下獨立基礎，則需要以柱的形心為基礎的中心。特別是采用樁基礎時，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的偏心數據計算出并列于表4中，方便設計人員查用。
　　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x，Y，ex具體含義詳見圖1。
　　
　　圖1
　　4結語
　　隨著PKPM計算程序功能的不斷增強，以上構造措施的一部分可以在軟件中加以實現，但是，還是會有不少構造措施不能完全由程序去自動判斷，仍然需要設計人員去細心對照和落實。所以，設計人員不僅要搞清楚規范條文的具體數值規定和緣由，更要重視這些規定在設計圖紙中的具體落實，特別是以上這些對異形柱結構的延性和整體抗震性能影響很大的控制內容。
　　參考文獻：
　　[1]DB29—16—2003，鋼筋混凝土異形柱結構技術規程[S]．
　　[2]用戶手冊及技術條件．中國建筑科學研究院CAD工程部．
　　[3]SATWE用戶手冊及技術條件．中國建筑科學研究院CDA工程部．