混凝土异形柱
钢管混凝土异形柱基本类型国内研究回顾
武 汉理 工 大学 主 要 针对 由方 （ 矩） 形 钢 管 型 承 载 力 和 十 字形 截 面 方钢 管 混 凝 土 组合 异 材 组 合焊 接 形 成 的钢 管混 凝 土 异形 柱 展 开 形 柱承 载 力进 行 了研究 ， 也 获 得了带 缀板 钢
关键词： 异形柱
钢管混凝土
研究 回顾 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４ －０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ （ ｃ ） 一０ ０ ９ ６ －０ ２
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ ９ １
钢 材 和 混 凝土 都 是 建 筑 过 程 中的 常 用 研 究 生 们 分 别对 四种 钢 管 混 凝 土异 形 柱 进 土 的约 束 ，改善 柱 的承 载 力 和延 性 。
材料， 普 遍运 用于 各种 建 筑 结构 中。而钢 材 和 混 凝 土 的 组合 结 构 是 在 钢 结 构 和 混凝 土 行 了实 验 研 究 （ 刘 祖强， ２ ０１ ２ ） ： 其中， 同 济
其 次， 针 对 带 缀板 的 钢 管 混 凝 土 异 形
大学、 长 江 大 学 和 哈 尔 滨 工业 大 学 的 部 分 柱 的研 究设 计 和 结 果 。 荣彬 （ ２ ０ ０ ５ ） 对２ 根
入 研 究 天 津 大 学 的 几位 博士 针 对 带 缀 板 组 合异 形 柱 进 行 轴 压 试 验 研 究 ， 获 得 了 带
结 构 基础 上 发 展 起 来 的 新 型 结 构 形式 。 其 教 师针 对 普 通 钢 管 混 凝 土 异 形 柱进 行 了深 方钢 管 混 凝 土 柱 和 Ｌ 形 截 面 方 钢 管 混 凝 土 中， 钢 管 混凝 土 异 形柱 由于组 合结 构力学 良 好， 施 工性 能 较 优 ， 被 广 泛 应 用于 各 类 工程 领 域 当 中。 由于 钢 管 混 凝 土 异 形 柱 具 有钢 管混 凝土和异形柱 的综合优点 ， 国内不 少
jgj149-2017,混凝土异形柱结构技术规程的出版年月
jgj149-2017,混凝土异形柱结构技术规程的出版年月The publication year and month of the technical code for irregular concrete column structures, also known as JGJ149-2017, is not explicitly stated in the question. However, I can provide an overview of the code.这个问题中没有明确提到《混凝土异形柱结构技术规程》（即JGJ149-2017）的出版年月。
然而，我可以提供相关规程的概述。
The technical code for irregular concrete column structures (JGJ149-2017) was developed by the Ministry of Housing and Urban-Rural Development in China. This code provides standardized guidelines and requirements for designing, constructing, and inspecting irregular shaped columns madeof concrete.该技术规程（JGJ149-2017）是由中国住房和城乡建设部制定的。
该规程为设计、施工和检验混凝土异形柱提供了标准化的指导和要求。
Irregular shaped columns refer to those with a non-uniformcross-section or ones that deviate from a conventional shape. These types of columns are often encountered in architectural designs where aesthetics or functional considerations require unique shapes.异形柱是指截面不均匀或不符合常规形状的柱子。
异形柱
应用范围
应用范围
总结
总结
异形柱已经产生了，像许多新生事物一样，具有很强的生命力和竞争实力进入建筑市场。但这新事物的应用 还在初始阶段，系统的理论研究还不完整，积累的实验实践资料还很少，国家现行规范中还没有专门对异形柱的 计算、设计、构造等作出明确的规定，只有一些地方标准，如河北省标准、广东省标准、天津市标准等为结构设 计提供了依据。总之，异形柱框架结构、异形柱框架—剪力墙结构有着较大的市场需求，在设计中根据其受力特 点，充分了解其破坏的各种机理，选用合理的结构形式，正确掌握计算机分析方法和截面配筋，其结构才能有可 靠的安全保证。
其中“Z”、“一”形柱未列入规程的原因如下 。
第一,“Z”形柱在实际工程中,应用很多。“Z”形截面柱与“一”形截面柱类似,即两主轴方向抗弯能力相 差甚大,多数情况下是Z形的上下两水平肢受与其方向一致的力,即由两根梁传来的拉力或压力,这只有通过中间肢 的受扭来传递,后果只能是中间肢的断裂。“Z”形异形柱研究的不是很多,但在实际工程还是有用的。如果结构 中只是个别柱为Z形,可以采用加强构造的设计。
异形柱限制砼强度等级≥C25和≤C50原因
由于异形柱截面尺寸薄，砼强度等级小于C25的话可能达不到其与钢筋之间保证粘结的要求；C50以上的异 形柱构件及结构科学研究相对较少，还不足以行成编制规程条文的基础，所以这次规程未列入。
应用意义
应用意义
随着国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》颁布，砼异形柱结构将建筑美观、பைடு நூலகம்用功能的灵活性与建 筑结构合理的受力性能有机地结合起来，为用户提供了理想的居住环境，受到房地产开发商和广大用户的欢迎， 由于其符合室内布置的要求，且与墙体（指填充墙）连接良好，在我国许多省市的住宅建筑已有广泛的实际应用， 甚至在8度地震设防区得到一定程度的应用。
异形柱与矩形柱的区别
异形柱与矩形柱设计中的区别《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006将于2006年8月1日起实施，如下介绍异形柱与矩形柱设计中的区别。
1、薄弱层地震剪力增大1.2在“总体信息-总信息”选择“异形柱结构”薄弱层地震剪力增大1.2，其它结构为1.15。
2、增加地震作用方向7.5和8度时在“总体信息-地震信息”中增加45和135度地震方向。
3、采用双向偏心受压计算纵筋所有异形柱与矩形柱采用双向偏心受压计算纵筋。
45、梁柱节点验算1）在抗震和非抗震情况下，均应进行梁柱节点验算；2）验算公式与其他柱不同，详见后附《框架梁柱节点核芯区受剪验算》；3）在“平法配筋－参数控制信息－柱选筋控制”中选择“梁柱节点核心区受剪验算”，验算所有梁柱节点。
6、在“平法配筋”中给予警告。
7、异形柱最小配筋率为0.8矩形柱中柱和边柱抗震三级为0.7，四级为0.6。
8、体积配箍率1）箍筋抗拉强度设计值>300N/mm2，取300N/mm2，矩形柱时>360N/mm2，取360N/mm2。
23）最小配箍特征值，有部分提高。
9、加密区箍筋间距10、角柱箍筋全高加密异形柱抗震等级二、三级间取全高加密，矩形柱抗震等级二级取全高加密。
《高层建筑混凝土结构技术规程》补充规定广东省《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）补充规定对现行设计规范中定义不清楚的部分进行了进一步的说明，如下介绍影响结构计算的有关内容。
1、修改框支柱定义。
支撑剪力墙的柱才为框支柱；A柱托梁，梁再托B柱时，A柱不再是框支柱（以前版本判断为框支柱）。
2、修改短肢剪力墙定义。
剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8时为短肢剪力墙。
当剪力墙截面厚度不大于层高的1/15，且不小于300m，高度与厚度之比大于4时仍属一般剪力墙。
3、量化何时考虑双向水平地震作用。
结构的前三个振型中，当某一振型的扭转方向因子在0.35~0.65之间，且扭转不规则程度为II类时，表明结构的质量与刚度分布明显不对称、不均匀，应计算双向水平地震作用下的扭转影响。
钢管混凝土异形柱组合结构体系施工技术
沧州市福康家园公租房工程共8栋楼，是河北省首例高层装配式钢结构住宅项目。
总建筑面积 130 193. 21 m2,本项目1号、2号、4号楼主体采用矩形钢管异形柱混凝土柱框架–H形钢梁–剪力墙结构，3号、5号、6号、7号、8号主体采用矩形钢管异形混凝土柱框架–H形钢梁–柱间支撑结构，采用钢筋混凝土预应力管桩基础，现浇楼板。
异形钢管混凝土组合柱承载力高，抗震性能优越且防火性能好，其截面形式灵活，室内无突出柱角，增加了使用面积和空间，且方便装修，达到整体美化效果。
1、施工难点及对策（1）钢柱基层承台钢筋密集，由于施工扰动严重，导致地脚螺栓安装精度难以控制。
（2）每节钢柱为三层，高11.5 m，钢柱截面为异形，高空吊装受风荷载、气温变形、加工精度影响，异形钢柱对接轴线尺寸与标高精度、焊缝间隙难以控制。
（3）每根钢柱为200 mm×200 mm方钢管多方向组合，且钢柱中间有6处贯通的内隔板，内隔板中间仅有直径80 mm的混凝土浇筑孔，钢管柱内混凝土浇筑密实难度大。
针对上述难点，钢梁吊装时采用三层钢梁一次性串吊技术以加快施工进度。
每三层钢柱钢梁校正焊接完毕后再浇筑楼板，采用无支撑支模工艺可缩短施工周期，节约模板脚手架搭拆的人工费和租赁费。
2、操作要点工艺流程如图1所示。
图1 施工工艺流程2.1 首节钢柱安装（1）测量人员按原始标高校核钢柱标高，在绑扎附加钢筋位置使用红色胶带标注。
由于该过程中基础钢筋已绑扎完成，故附加钢筋位于基础上下钢筋之间。
（2）将附加钢筋绑扎到红色胶带标注位置。
（3）使用线坠将垫层上的轴线用小线标注在绑扎完成的基础钢筋上。
（4）使用线坠校核轴线与柱脚板模具上的中心线，安装地脚螺栓并同时安装螺母和垫铁，该过程中需持续校核轴线和标高。
地脚螺栓及柱脚板安装完成后，使用附加钢筋将地脚螺栓与附加钢筋焊接，以固定地脚螺栓。
由于加固钢筋在基础钢筋笼内，焊枪难以伸入，故施焊时须注意避免焊条误伤基础钢筋。
JGJ 149-2006条文说明
中华人民共和国行业标准混凝土异形柱结构技术规程JGJl49—2006条文说明前言《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ l49-2006经建设部2006年3月9日以415号公告批准发布。
为便于广大设计、施工、科研、教学等单位有关人员在使用本规程时正确理解和执行条文规定，《混凝土异形柱结构技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，供使用者参考。
在使用中如发现本条文说明有不妥之处，请将意见函寄天津大学(主编单位)。
(邮政编码：300072，地址：天津市南开区卫津路92号天津大学土木工程系)目次1 总则2 术语、符号3 结构设计的基本规定4 结构计算分析5 截面设计6 结构构造7 异形柱结构的施工附录A 底部抽柱带转换层的异形柱结构1 总则1.0.1 混凝土异形柱结构是以T形、L形、十字形的异形截面柱(以下简称异形柱)代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构，以避免框架柱在室内凸出，少占建筑空间，改善建筑观瞻，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性；同时结合墙体改革，采用保温、隔热、轻质、高效的墙体材料作为框架填充墙及内隔墙，代替传统的烧结粘土砖墙，以贯彻国家关于节约能源、节约土地、利用废料、保护环境的政策。
混凝土异形柱结构体系和一般矩形柱结构体系之间既存在着共性，也具有各自的特性。
由于异形柱和矩形柱二者在截面特性、内力和变形特性、抗震性能等方面的显著差异，导致在异形柱结构设计和施工中一些不容忽视的问题，这些方面在目前我国现行规范、规程中尚未得到反映。
随着异形柱结构在各地逐渐推广使用，迫切需要异形柱结构的国家行业标准作为指导异形柱结构设计施工、工程审查及质量监控的规程依据。
近年来国内各高等院校、设计、研究单位对异形柱结构的基本性能、设计方法、构造措施及工程使用等方面进行了大量的科学研究和工程实践，包括：异形柱正截面、斜截面、梁柱节点的试验及理论研究、异形柱结构模型的模拟地震作用试验（振动台试验及低周反复水平荷载试验）研究、异形柱结构抗震分析及抗震性能研究、异形柱结构专用设计软件研究及异形柱结构标准设计研究等。
浅谈混凝土框架结构中异形柱设计
钢筋 的最大直径 ） ， 且不小于６ ａｍ， ｒ 箍筋间距不应大于２ ５ ０ ｍｍ， 且不应大于柱 肢厚 度 和 １ ５ ｄ （ ｄ 为 纵 向受 力钢 筋 的最 小直 径 ） ， 当柱 中全 部 纵 向钢 筋 的 配筋 率 大于３ ％时， 箍筋直径不应小于８ ａ ｒ ｍ， 间距不应 大于２ ０ ０ ｍ ｍ， 且不应大于１ ０ ｄ （ ｄ 为纵 向受 力 钢筋 的最小 直 径 ） ， 箍筋 肢 距不 宜 大于 ３ ０ ０ ｍ ｍ。 异形 柱 相 较 于矩 形柱 ， 具 有 不 良的抗 震 性 能 ， 故宜 加 强 箍 筋 的 配置 以改 善 其抗 震 性 能 ，如 剪跨 比不 大 于２ 的柱 以及 因设 置 填充 墙 等形 成 的 柱净 高 与 柱肢 截 面 高度 之 比大于 ４ 的异 形 柱 ， 其 箍 筋需 全 高 加 密 ， 又 如 抗 震 等级 三 、 四
宿舍 、 玉环 楚 门 中学 宿 舍等 。
相 较于 混凝 土 矩形 柱 ， 异 形 柱在 纵 筋配 置 、 箍筋配置、 节 点核 心 区抗 剪 承 载力 、 轴压比限值等方 面应具有较高要求， 下面仅从钢筋构造的角度进行说
明。
纵 向钢 筋 宜 采 用 Ｈ Ｒ Ｂ ４ ０ ０ 、 Ｈ Ｒ Ｂ ３ ３ ５级 钢 筋 ，箍 筋 宜 采 用 ＨＲ Ｂ ４ ０ ０ 、 Ｈ Ｒ Ｂ ３ ３ ５ 、 Ｈ Ｐ Ｂ ３ ０ ０ 级钢筋 ； 在 同一截面内， 纵向受力钢筋宜采用相同直径 ， 其 直径 不 应 小 于 １ ４ ｍｍ， 且 不 宜 大 于２ ５ ｍ ｍ， 异 形柱 内折 角 处 应设 置 纵 向受 力 钢
二、 异形 柱 的定义
《 混凝土异形柱结构技术规程》 （ Ｊ Ｇ Ｊ １ ４ ９ — ２ ０ ０ ６ ） ｒ ２ ｒ ． １ ． １ 条对异形柱做了如
钢筋混凝土异形柱施工质量控制
浅议钢筋混凝土异形柱施工质量控制摘要:异形柱是以l形、t形和十字形的异形截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而成,广泛用于住宅建筑，避免了框架柱在室内凸出,少占建筑空间,为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性，是一种较为合理的结构形式。
本文结合笔者多年施工实践，从多方面介绍了异形柱的施工质量控制。
关键词:钢筋混凝土；异形柱；质量；控制中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：1、引言异形柱是除矩形柱和圆形柱以外的各种截面柱子的统称，建筑工程上使用的异形柱一般有l形柱、十字柱、t形柱等几种。
t形、l 形、十字形等异形柱代替具有双向对称轴的矩形、圆形构件作为支承构件，避免了柱、梁在室内凸边、露角，节约了空间，拓宽了视野。
异形柱结构形式较为合理,一般柱截面厚度与框架填充墙厚度一致,避免了柱突出墙面的现象,因此提高了房屋空间的利用率。
在实际工程中,采用有异形截面柱的框架结构,已获得了很好的社会效益、经济效益。
各地的实践证明:异型柱框架结构具有可改造性好,用料省、造价低,空间可得到充分利用,使用灵活方便的优点。
2、施工前的质量控制2.1在异形柱施工前，组织相关人员认真审阅图纸并进行讨论，对设计图纸上要求的每一个细节内容都要切实搞清楚，要求现场指挥的每一位技术人员及班组长都要将图纸读懂、读透，同时要求各个相关专业进行相互协调，以免施工中发生不必要的矛盾，造成窝工现象。
2.2由于异形柱的施工质量关系到工程的整体效果，属于一个特殊而且重要的环节，因此，在施工前要制定详细的专项施工方案，要根据现场的实际情况制定出科学的、符合实际的、切实可行的异形柱施工工方案，方案一经确定，在施工中就要严格遵照执行。
2.3经对施工图纸进行分析，异形柱形状很不规则，纵横两个方向的尺寸都随着标高的增加而变化，因此，异形柱的定位放线工作尤为重要，稍有偏差就会影响到工程的整体效果，设计者的构想也难以表达出来，所以在放线时一定要细致认真，并按要求进行闭合测量和复核测量，确保准确无误，在施工中还要进行跟踪测量并及时纠偏。
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2 结构体系与建筑体型
2.1 结构体系 2.2 建筑体型
2.1 结构体系
➢ 结构体系的基本要求
（1） 应遵守国家标准对结构体系的基本要求。 其有关条文为： 1）《建筑抗震设计规范》3.5.2条及3.5.3条； 2）《高层建筑混凝土结构技术规程》4.1.2条及4.1.3条。
5 截面设计与结构构造 5.1 结构设计的延性准则 5.2 截面设计 5.3 结构构造
6 结构设计合理性判断 6.1 结构刚度 6.2 延性结构指标判断
1 概述
1.1 混凝土异形柱结构
异形柱结构的框架柱可全部采用 异形柱，也可部分采用一般框架 柱（转换层下部结构的框架柱应 采用一般柱。复杂部位的框架柱 宜采用一般柱）。
KL
基本要求： 托柱梁应双向布置
托柱框架梁 或托柱次梁
托柱框架梁
1-1
1
1
≥10d
LaE
梁上伸异形柱
基本要求：限制层刚度比值
LaE
LaE
异形柱
≥10d
框架梁
矩形柱
柱上伸异形柱
上下层异
形柱与矩 形柱相交 时其形心 宜重合
防止出现软弱层：
Ku/KL≈1
Ku、KL为
转换层上部及下部结构
的侧向刚度。
nL/nu>0.7
h
1 35
b
异形柱：h/b≤4 （一般为4～2之间）
b≥200 （一般为200～300之间）
h不应小于500
矩形截面：
矩形截面柱：h/b不宜大于3；
h
边长不宜小于300mm（抗震设计） 小墙肢：3<h/b<5
b
短肢剪力墙 剪力墙
5
8
h 短肢剪力墙截面厚度不 b 应小于200mm。
1.2 混凝土异形柱结构设计
异形柱
剪力墙 优先采用轻 质填充墙
异
框架结构
形
柱
结
构
框架-剪力墙结
构
异形柱结构可设置底部大空间
适用范围：非抗震设计和6度、7度（0.1g）抗 震设计的房屋。
转换层
（转换构 件宜采用 梁）
大空间层数： 非抗震设计不 宜超过3层；抗 震设计不宜超 过2层。
异形柱（柱数nu）
剪力墙
Ku
矩形柱（柱数nL）
田稳苓 周明杰 陈向上 编著 华德徽 审核
电子出版物数据中心 中国建材工业出版社 出品
混凝土异形柱结构适用于一般居 住建筑（室内不见棱角，与黏土 砖相比，增加使用面积8％～
10％）。
可建造于非地震区及抗震设防烈
度为6度、7度（0.10g、0.15g） 和8度（0.2g）的地震区。
武汉 新地·东方花都 混凝土异形柱多层框架建筑
转换层楼板：应采用不少
于150mm厚的现浇板。应
双层双向配筋。
基本要求：
被托异形柱
托梁框架柱
hb
hc1 bb bb hc2
bb
托柱框架梁宽度bb 托柱框架梁高度hb
bb≥hc1 hb≥1/8Ln
bb≤hc2
Ln—托柱框架梁计算跨度； 当双向为托柱框架时，Ln 为短跨梁计算跨度。
墙与异形柱的划分界线
目录
主要内容
条文数 强制性条文
1 总则
异形柱结构适用范围
3
2 术语、符号
异形柱及异形柱结构定义
7
3 结构设计的基 结构体系及结构布置的基本要求；抗 13
1
本规定
震等级的确定
4 结构计算分析 地震作用方向、结构分析模型的确定 23
4
水平位移限制
5 截面设计
异形柱正截面、斜截面及节点核心区 18
1
强度计算方法
天津市工程建设标准 土异形柱结构技术规程
DB29-16-2003 钢筋混凝
河北省工程建设标准
DB13（J）36-
2002 钢筋混凝土异形柱框轻结构住宅技术规程
天津市不同版本的异形柱规程
序 号
规程名称
框架轻型住宅设
1 计与施工的若干 技术规定
实施 日期
1990.4.10
设防 烈度
8
建筑类型
小开间为 主的住宅 建筑
1 概述 1.1 混凝土异形柱结构 1.2 混凝土异形柱结构设计
2 结构体系与建筑体型 2.1 结构体系 2.2 建筑体型
3 地震作用 3.1 概述 3.2 扭转耦联振型分解法 3.3 弹性时程分析法 3.4 弹塑性分析方法
4 结构计算分析 4.1 结构计算的主要内容 4.2 结构分析模型 4.3 矩阵位移法 4.4 结构计算参数的调整
6 结构构造
顶层柱筋锚固，梁筋在节点核心区锚 27
3
固要求
7 异形柱结构的 针对异形柱结构特点，对模板、混凝 11
3
施工
土粗骨料、钢筋及钢筋连接提出质量
要求
总计
102 12
样板规范
《建设工程抗震设计导则》是于
2003年由中国工程建设标准化协会
正式批准的中国第一本具有样板规
范性质的建设工程抗震设计技术文
异形柱结构设计特点
1 抗震措施：
因异形柱震害资料较少，所以某些抗震措施较国家标 准相应的规定有所加严。
2 地震作用方向：
因异形柱截面不对称，确定地震作用最不利方向是一 个复杂的问题。
3 内力分析方法：
异形柱空间工作特性明确，L型及T型柱中线与梁中线 偏心也较大，所以应采用三维空间内力分析方法。
4 异形柱强度计算： 异形柱双向受弯，正截面应按双向偏心受压及偏心受 拉计算。
筑
框架 框剪 框架支撑
框架 框剪
35m
（框架）
55m
（框剪）
25m
（框架）
45m
（框剪）
150
（多层）
9 200
（高层）
10～11 200
注：8度适用于0.2g，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地。
中华人民共和国行业标准
《混凝土异形柱结构技术规程》 JGJ 149 — 2006
2006 - 03 - 09 发布
2006 - 08 - 01 实施
件。异形柱结构设计可参考此“设
计导则”。
建筑工程抗震设计导则
概念设计
计算设计
假设客体
建筑体型
结构体系
合理性分析
确定计算模型
结束
结构内力 侧移分析
梁、柱、节 点强度验算
构件尺寸、材料、 柱纵筋直径数量
构造设计
建筑抗震概念设计
根据地震灾害和工程经验等所 形成的基本设计原则和设计思想， 进行建筑结构总体布置并确定细部 构造的过程。
结构体系
框架 框剪 框架支撑
最大高度
（7度0.1g）
7层、 21m
最大平均 自重
（kN/m2）
ห้องสมุดไป่ตู้8.5
最小 肢厚
（mm）
150
大开间住宅钢筋
2 混凝土异形柱框 1998.6.1 轻结构技术规程
3
钢筋混凝土异形 柱结构技术规程
2003.9.1
柱网尺寸 7、8 小于7.2m
的住宅
柱网尺寸
7、8
小于6.6m 的居住建
5 异形柱延性：
影响延性大小的主要因素：轴压比、配箍率、荷载角 等，单纯翼缘柱肢受压时，延性最差。
6 异形柱构造：
异形柱柱肢及节点尺寸较小，钢筋锚固及节点强度是 异形柱薄弱环节。由于梁、节点处的钢筋较密，不便 于钢筋施工和混凝土的浇筑。
天津市、广东、江苏、河北、安徽等省先后编制了异形柱结构设计规 程，以下为天津及河北省规程。