③异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面范围之外,受力时要靠各柱肢交点处核心砼协调变形和内力,这种变形协调使各柱肢内存在相当大的翘曲应力和剪应力,而该剪应力的存在,使柱肢易先出现裂缝,也使得各肢的核心砼处于三向剪力状态,它使得异形柱较普通截面柱变形能力低,脆性破坏明显;

　　④特别是异形柱不同于矩形柱,它存在着单纯翼缘柱肢受压的情况,其延性更差。由国内外大量的试验资料和理论分析[2],异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等,影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比(剪跨比),配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。由于其受力性能的复杂,设计中必须通过可靠的计算和必要的构造措施来保证其强度和延性。

　　目前,异形柱结构设计还没有统一的国家规范,仅有两部地方性法规,即广东省标准DBJ/T15-15-95和天津市标准DB29-16-98可供参考。

　　在进行异形柱结构设计时,除满足高规中对结构布置要求外,还应注意几个方面的问题:

　　(1)异形框架的计算

　　由于其截面的特殊性,在柱截面对称轴内受水平力作用时,弹性分析计算其翘曲应力很小,此时如同承受水平力的偏压构件,仍可按平截面假定分析,按砼设计规范计算,特别是在框——剪,框——筒结构中,对6度及其以下烈度区的Ⅰ、Ⅱ类场地,框架柱只承担水平风载的一小部分,如按一般偏压柱计算,误差较小。此时异形柱可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。而在水平力较大,且水平力作用在非主轴方向,则翘曲应力不容忽视,按平截面假定误差较大,则应对异形柱框架结构进行有限元分析,决定内力和配筋位置及大小。在进行内力计算和配筋计算时,宜选用带有异形柱计算功能的计算软件。现在有一些软件没有异形柱截面形式,如要用它进行计算,要先进行等刚度等面积换算成矩形柱,进行整体分析,得到双向内力后再进行异形柱的截面设计,其工作量相当大,且截面设计的可靠性不高。目前,国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序,广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC.这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计,准确性较高,经过大量工程校算,能有效地满足结构安全性要求。

　　(2)轴压比控制

　　对框架结构,框-剪结构,柱的延性对于耗散地震能量,防止框架的倒塌,起着十分重要的作用,且轴压比又是影响砼柱延性的一个关键指标。由试验结构分析[3],柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。

　　在高轴压比情况下,增加箍筋用量对提高柱的延性作用已很小,因而轴压比大小的控制对柱的延性影响至关重要,特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合,剪应力使砼柱肢先于普通矩形压剪构件出现裂缝,产生腹剪破坏,加上异形柱多属短柱,这些导致异形柱脆性明显,使异形柱的延性普遍低于矩形柱,因而对异形柱的轴压比要严格控制。

　　在广东规程中,其轴压比按砼设计规范中的要求减少0.05,但其适用高度较低,一般为35 m.当高层建筑的高度进一步加大时,其水平力的影响会愈来愈显着,对结构的延性要求也愈高。由天津大学土木系对异形柱延性资料可知,影响异形柱延性的因素比普通柱要复杂,且不同的柱截面形式,如L型、T型、十字型,在相同水平侧移下,其延性性能也有较大差异,因而,轴压比控制应参考天津规程。但天津规程的控制过于繁锁,在结构计算中,柱的纵筋与箍面的直径还没有设定,因而箍筋间距与纵筋直径的比值还无法确定。为在实际工作中便于使用,可按不同的截面形式(L、T、十字型)与不同的抗震等级两项指标从严控制,对低烈度地区的这类结构是能够满足其延性要求的。

　　(3)配筋构造

　　在正确的结构选型及计算后,截面内钢筋的构造也是保证异形柱受力性能的重要因素。由于异形柱截面的特点,柱肢端部会出现较大应力,加上梁作用于柱肢上应力的不均匀,一般越靠肢端应力越大,对柱肢形成偏心压力,进一步加大肢端压应力。因而在异形柱配筋时,应在肢端设暗柱,暗柱的外排钢筋由计算而定。离端部厚度范围内设2Ф14的构造纵筋,箍筋同柱,这样可限制柱肢的砼裂缝的开展,提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。柱上的箍筋不仅能抗剪,也可约束砼变形,增大其延性。异形柱由于不易形成多肢复合箍,因而其配筋率只能由加大箍筋直径和加密间距来实现。相同配箍率下,箍筋直径大,其延性指标好,因而箍筋且用Ф8、Ф10,其间距可比普通柱箍筋

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