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关键词：异形柱；结构；受压；抗震；特点
Abstract: the concrete special-shaped columns structure based on T, L, cross-shaped profiled column (hereinafter referred to as the special-shaped columns) instead of general frame column as vertical supporting member and the structure of the composition. The special-shaped columns structure to avoid frame column in the indoor bulge, little of architectural space, improve the building view for architectural design and use function with agility and convenience. In recent years, special-shaped columns structure in construction industry especially in residential design has been widely applied. This paper first analyzes the special column frame structure system technical advantages, then compare with rectangular column, highlighted its mechanical characteristics and structural characteristics, on the basis of further analysis of the special-shaped column structure design of the general characteristics and design of the main calculation, and finally puts forward some seismic behavior of special-shaped columns to strengthen measures.
Keywords: special-shaped columns; Structure; Compression; Seismic; characteristics
中图分类号：Q959.229+.8文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
一、异型柱框架结构体系的技术优点
柱肢厚通常采用200mm，肢厚基本与填充墙等厚，框架梁宽也同墙厚，室内不凸出梁柱，便于使用又美观，同时还增加了房间的使用面积，比相同形式的砖混结构可增加约8％～10％的使用面积；围护墙通常是非承重的轻质隔墙，原则上允许任意穿墙打洞，甚至拆除重砌，这使得房间布置更加灵活，能更好地实现建筑功能的要求；虽然增加了施工难度，但因扩大了使用面积，加之自重较轻，减少了基础费用，综合考虑总体经济效益较好。
二、异形柱结构的受力特点
异形柱与矩形柱具有不同的截面特性及受力特性，其受力特性比矩形柱要复杂得多，可归纳为：
（一）受压区图形复杂，影响结构延性
对于偏压构件，矩形截面的受压区总是矩形，内力臂较大；而对异形柱，受压区图形通常比较复杂，可能为二边形，也可能为多边形。对于受压区呈多边形分布的截面，受压区边缘混凝土应力过于集中，一旦达到受压强度极限，破坏区域往里渗透得过快，不利于外边缘的混凝土纤维经历下降段，从而影响整个截面和构件的延性。
（二）剪应力导致异形柱变形能力降低
异形柱由于多肢的存在，其剪力中心与截面形心往往不重合，在受力状态下各肢将产生翘曲上正应力和剪应力，剪应力使柱肢混凝土先于普通矩形柱出现裂缝，即产生腹剪裂缝，导致异形柱脆性明显，使异形柱的变形能力比普通矩形柱降低。
（三）节点核心区受剪承载力低
在相同条件下，异形柱框架梁柱节点核心区的受剪承载力低于截面面积相同的矩形柱框架梁柱节点的受剪承载力，是异形柱框架的薄弱环节，正因为如此，异形柱结构设计时，异形柱节点核心区受剪承载力经常不满足设计要求。
（四）受压承载力计算复杂
异形柱受压承载力计算是一个复杂的问题，原因是由于其配筋形式及截面形状与矩形柱有明显的差异，因此其在受力性能上与矩形截面柱必定存在或多或少的差别，在双偏压作用下，截面中和轴一般不垂直于弯矩作用平面，也不与截面边缘平行，因此《混凝土异形柱结构技术规程》规定异形柱应进行双偏压正截面承载力计算。
（五）异形柱框架结构计算问题不容忽视
异形柱在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视，因此，对异形柱结构应按空间体系考虑，宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析，PKPM，GSCAD，TBSA等国产结构软件均可进行异形柱框架结构计算。
三、异形柱的构造特点
异形柱截面几何形状为L形、T形和十字形，且截面各肢的肢高肢厚之比不大于4。《规程》还规定异形柱肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm。异形柱框架结构是介于短肢剪力墙与矩形框架之间的一种结构体系。其肢高与肢厚之比愈小愈接近框架结构的受力特征。异形柱一般应用于住宅中。
异形柱结构的受力特点及功能决定了异形柱具有如下的构造特点：
1、异形柱的墙厚一般与填充墙墙厚相同。
2、柱净高与截面长边之比即长细比不宜小于4且不大于8，长细比小于4即短柱，短柱在压剪作用下往往发生脆性的剪切破坏，设计中应尽量避免。因此，异形柱的柱肢不应过长，使异形柱形成短柱或极短柱，不利于抗震。
3、根据长细比不宜小于4，在梁高为600 mm的前提下，当标准层层高为3.0 m时，异形柱的最大肢长可为600 mm；底层层高为4.2 m时，肢长可为900 mm。
4、《规程》规定异形柱框架结构最大适用高度24 m，不能用于高层建筑。这是因为纯短肢剪力墙尚不能单独用于高层建筑，作为弱于短肢剪力墙的结构形式，异形柱框架结构不能用于高层建筑是符合逻辑的。
四、异形柱结构设计的一般特点
（一）结构布置
与一般钢筋混凝土框架结构相比，异形柱框架结构在结构布置时应注意以下原则：
1、结构平面宜尽量对称，使平面和刚度均匀，2个主轴方向应协调布置，避免扭转带来的不利影响；如果有明显的不对称，应考虑扭转对结构受力的不利影响。
2、异形框架宜双向设置，框架柱应对齐，框架梁应拉通，避免纵横框架梁相互支撑，使结构形成空间受力并具有足够的承载能力、刚度和稳定性，同时具有良好的整体性和较好的抗震性能。
3、竖向布置应力求体型规则、均匀，避免过大的外挑和内收，防止楼层刚度沿竖向的突变，尽量避免错层。
（二）适用高度、高宽比及长细比限制
异形柱框架剪力墙结构在7度抗震设防烈度区，要求房屋高度≤35m，建筑物的高宽比不宜大于4；8度区房屋高度不大于28m，建筑物的高宽比不宜大于3.5。另外，柱净高与截面长边之比，即长细比宜大于4小于8。长细比小于（4 即短柱），容易发生脆性剪切破坏；长细比大于8，易引起失稳破坏。
（三）抗震等级
异形柱框架结构应根据结构类型、房屋高度及抗震设防烈度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
五、异形柱结构的计算要点
（一）剪跨比的限制
剪跨比是反映柱截面所受弯矩与剪力相对大小的一个参数，是影响框架柱破坏形态的最重要的因素。控制剪跨比即控制柱净高与柱截面肢长之比。由于异形柱的抗剪性能差，选择异形柱截面时，为避免出现短柱。
（二）轴压比的限制
它是影响柱破坏形态和变形能力的另一个重要因素。有关研究结果表明：轴压比对异形柱的影响远远超过对普通矩形柱的影响，为保证异形柱的延性，必须严格控制轴压比，柱应具有足够大的截面尺寸，以防止出现小偏压破坏，并应满足抗震要求，同时避免长细比小于4的短柱。由于异形柱的截面积比具有相同抗弯刚度的矩形柱小，因此用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱。
（三）主筋配筋率及配箍率的调整
轴压比控制值的调整，使计算得出的矩形柱配筋值一般均较小，用于异形柱截面配筋时比值应予以放大。考虑到异形柱自身的受力特点，把柱纵向钢筋的最小总配筋率限值提高0.1%。另外由于异形柱较普通柱易于开裂的特点，设计时以普通框架柱的构造体积配箍率0.8%～1.2%为依据，异形柱的配箍率取其上限，并且配箍形式选用矩形复合箍筋。
（四）抗震调整系数的选取
考虑地震作用组合的异形柱，其截面承载力应除以承载力抗震调整系数。通常情况下对于正截面承载能力，取0.8；对于斜截面承载力取0.85。
六、加强异形柱结构抗震性能的措施
在地震作用下，异形柱框架结构最大弹塑性层间位移通常发生在结构底部。常见的加强薄弱层的措施应在底层设置支撑、芯柱，利用已有构件,如适当加强底层楼梯的设计，使其与框架有可靠的连接以产生支撑作用，同时考虑到受力的复杂性，可在设计时将基础与底层异形柱的连接部位改设为矩形柱,或将整个底层柱改设为矩形柱，有利于抗震。
异形柱结构中较为常见的薄弱构件为角柱。通常加强角柱的抗震构造措施为沿柱高全长加密箍筋。考虑到结构顶层轴压比小，梁内钢筋全部伸入角柱的特点，在确定薄弱部位时应注意顶部角节点的抗震性能。
通过对异形柱框架顶层角节点的试验研究，得出了柱的截面形式影响角节点破坏形式的结论，并建议在异形柱结构设计时，顶层柱最好设计成等肢柱,以改善节点受力，提高节点的抗剪性能及延性。其他薄弱部位宜根据结构特点确定：如结构中的大开间房屋地震反应比小开间房屋大，就可将其视为结构中的薄弱部位加强设计，并采取相应的构造措施。
结语
随着经济的不断发展，混凝土异形柱框架结构以其独有的优点一定会有越来越广泛的应用。但其框架结构仍存在一定的缺陷，需要进一步加强改进和完善。设计人员应该在掌握其受力特性和结构特点、了解其结构破坏机理的基础上选用合理的结构形式，正确地运用电算结果，满足规范要求的各种构造措施，才能够保证所设计的结构有可靠的安全度。
参考文献
[1]张喜德，杨涛，许伟军，李东超.混凝土异形柱结构特点及其应用分析[J].广西工学院学报，2007.3.
Abstract: This paper mainly analyzed the classification and mechanical properties of special-shaped column node as well as the factors that impact the shear capacity of special-shaped column node, and proposed some suggestions on thespecial-shaped column node design.
关键词：异形柱；结构设计；节点；抗剪承载力
Key words: shaped column；structural design；node；shear capacity
中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0051-02
0引言
在日常的结构设计尤其是精品住宅设计过程中，甲方对户内空间要求，特别是“墙不露角”等的要求越来越高，因此，异形柱的应用就逐步趋向广泛，对框架（剪）异形柱结构体系的研究与应用就变得尤为重要。异形柱结构与普通柱不同，肢厚很小，钢筋较密受力情况较为复杂，给结构分析带来一定难度，特别是异形柱框架结构节点核心区受力特点极为复杂。为此，本文对异形柱框架结构节点核心区受力特点、节点承载力及抗剪承载力等的影响因素进行初步的探讨。
1异形柱节点分类
节点是指梁与柱的交汇区，它属于梁高范围的柱段。按节点所在位置分，有中间层中间节点和端节点以及顶层中间节点和端节点。节点的主要作用是将所属的本层和上层荷载和作用（例如地震）有效地传递到下层柱中去。因而节点核心区的作用力为与节点相连接的梁端和柱端的弯矩、轴力、剪力甚至扭矩等等，受力甚为复杂。
按满足被连接构件的受力特性要求，节点可分为两类：
类型1：结构承受重力荷载和一般风荷载，所连接的构件（梁、柱）主要按承载能力极限状态设计，要求节点满足所连接构件的承载力要求；
类型2：结构承受地震作用情况，要求节点满足所连接的构件在反复变型下进入非弹性而又必须维持一定的承载力的要求。
对于矩形截面柱框架，一般情况下，1类节点不要求对节点核心区进行受剪承载力验算，只须满足构造要求和配置一定数量的水平箍筋，2类节点，对一、二级抗震等级必须对节点核心区进行受剪承载力验算并应满足抗震构造措施要求，对三、四级抗震等级则只须满足抗震构造措施要求。
2异形柱节点受力性能
近年来，天津大学、大连理工大学、沈阳建工学院、辽宁省建筑设计研究院、河北理工学院、南昌大学和重庆大学进行了总计为近50个异形柱框架梁柱节点的试验研究，其中首次对顶层边节点、中节点进行了旨在研究翼缘宽度影响的试验。
2.1 异形柱节点受力机理异形柱节点的破坏主要集中于“小核心”区,应以“小核心”为单元研究异形柱节点的抗剪能力。异形柱节点“小核心”区与常规节点一样同时存在斜压杆、桁架和约束机构3种传力机构。它们在传递节点剪力中的作用此消彼长，但在梁端正反向加载下其受力特征具有不对称性，斜压杆、桁架和约束机构的作用大小不同于常规节点。鉴于3 种传力机构所承担的剪力不断变化,难以定量计算，将异形柱节点的抗剪能力主要按“小核心”混凝土抗剪能力和箍筋抗剪能力两部分组成,最终得到可用于工程设计的异形柱节点抗剪承载力公式。
2.2 异形柱节点抗剪承载力计算公式
2.2.1 计算公式的依据根据“节点更强”的设计原则,节点核心应保持一定的安全储备。鉴于异形柱节点核心区通裂后,节点承载力迅速进入极限阶段，外荷载的增长幅度有限，同时考虑到通裂状态时节点核心区的裂缝宽度大都已超过0.2mm，裂缝宽度过大将影响结构的耐久性。采用通裂状态建立异形柱节点受剪承载力计算公式。“小核心”是决定异形柱节点核心承载力的关键，各种机理对“小核心”这个基本单元仍然适用，本文仍采用规范中常规节点承载力的计算公式。
2.2.2 异形柱节点抗剪承载力计算公式节点核心区受剪的水平截面应符合下列条件：
①无地震作用组合：vj?燮0.24ζfζhfcbjhj
②有地震作用组合：vj?燮ζNζfζhfcbjhj
节点核心区的受剪承载力应符合下列规定：
①无地震作用组合：
vj?燮1.381+ζfζhftbjhj+（hbo-a’s）
②有地震作用组合：
vj?燮1.1ζN1+ζfζhftbjhj+（hbo-a’s
式中：N为与组合的节点剪力设计值对应的该节点上柱底部轴向力设计值，当N 为压力且N＞0.3fcA 时，取N＝0.3fcA；当N 为拉力时，取N＝0；ζN为轴压比影响系数；ζh为截面高度影响系数；ζf为翼缘影响系数。
2.3 试验研究和计算分析证明
2.3.1 试验研究表明，异形柱框架梁柱节点核心区的受剪承载力低于截面面积相同的矩形柱框架梁柱节点的受剪承载力，是异形柱框架的薄弱环节。为确保安全，对抗震设计的二、三、四级抗震等级的梁柱节点核心区以及非抗震设计的梁柱节点核心区均应进行受剪承载力计算。
2.3.2 对于节点承载力计算公式要考虑翼缘的有利作用；研究表明，肢高与肢厚相同的等肢异形柱框架梁柱节点核心区的水平截面面积可表达为ζfbjhj=bchc+hf（bf-bc），取bj=bc和hj=hc，则有ζf=1+，ζf为翼缘全部有效利用时的翼缘影响系数。
2.3.3 试验表明，在相同条件下，节点水平截面面积相等时，等肢L形、T形和十字形截面柱的节点受剪承载力分别比矩形柱节点降低33%、18%和8%左右，这主要是由于节点核心区外伸翼缘面积（bf-bc）hf在节点破坏时未充分发挥作用所致。
2.3.4 不应采用“一”字形柱，注意保证异形柱要有足够的翼缘，包括宽度与厚度，这不但是节点受剪承载力的需要，也是抗震设计时保证节点组合体延性的需要。
2.3.5 为提高节点的受剪承载力和改善节点的抗震性能，可采取梁端增设支托、梁（水平）加腋增加节点有效截面面积、局部采用钢纤维混凝土提高节点区材料强度、或梁塑性铰外移等办法，这些办法对于改善异形柱节点受剪性能的有效程度有的尚待进一步研究。
3影响异形柱节点抗剪能力的因素
3.1 轴压比轴压力提高节点核心区抗初裂能力的原因在于其增加了柱的受压区面积，因而加大了斜压杆的宽度，使参与斜压杆机构的混凝土面积增大，同时梁筋传递给节点核心混凝土的边缘剪力中有更多的部分汇入斜压杆机构，造成节点核心混凝土开裂的边缘剪力减小。另外，轴压力提高，增大了主斜裂缝与水平方向的角度。轴压力对通裂与极限荷载影响不明显的原因是：在轴压力下进行循环反复加载，致使节点核心区的混凝土累积损伤效应较无轴力作用时大，尽管轴压力可以提高混凝土的抗剪强度，但加剧的累积损伤效应最终致使轴压力的有利作用有所降低，对节点的通裂和极限荷载提高不明显。
3.2 节点核心配箍率配箍率对初裂剪力影响不大，因为初裂时节点剪力Vj 主要取决于混凝土的抗拉强度，一旦裂缝形成，箍筋受力将大幅度增长，甚至屈服，桁架机构产生作用，箍筋开始参与抵抗节点剪力；而且由于箍筋的约束使混凝土的抗剪能力也有所提高。加载过程中箍筋沿节点核心高度方向应变分布不均匀，每层箍筋应力不等，并非全部同时屈服，根据箍筋应力的数据分析，在通裂状态下沿节点核心高度方向80%范围内箍筋屈服。在节点核心中部（对异型中节点则是在小核心中部较偏下部位）应力最大。这是因为在某一方向弯矩作用下，节点核心对角线两个端部的混凝土在另一方向弯矩作用下产生的裂缝将闭合,该区域此时要承受压力，对角线中部区域裂缝最宽，箍筋将承受原由混凝土承担的拉力，导致节点核心中部箍筋应力最大。
3.3 柱截面高度变化对异形柱中节点而言，节点核心上下柱截面、左右梁截面不同会造成节点核心更易开裂。裂缝首先出现在节点“小核心”的位置，初裂荷载降低的幅度可达30%左右，对节点核心的通裂荷载影响不大。常规节点通裂后节点核心还有较大的能力承担继续增加的节点剪力，而异形柱节点则不同。
4异形柱设计中的建议
在实际工程设计中，我们应更加重视异形柱纵筋和箍筋、节点核心区抗剪承载力、轴压比限值等问题的设计。
4.1 纵向钢筋和箍筋纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB335级钢筋；箍筋宜采用HRB335、HRB400、HPB235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14mm，且不应大于25mm。异形柱内折角处应设置纵向受力钢筋。纵向钢筋间距：二、三级抗震等级不宜大于200mm；四级不宜大于250mm；非抗震设计不宜大于300mm。当纵向受力钢筋的间距不能满足上述要求时，应设置纵向构造钢筋，其直径不应小于12mm，并应设置拉筋，拉筋间距应与箍筋间距相同。
异形柱应采用复合箍筋，严禁采用有内折角的箍筋。非抗震设计时，异形柱的箍筋直径不应小于0.25d（d为纵向受力钢筋的最大直径），且不应小于6mm；箍筋间距不应大于250mm，且不应大于柱肢厚度和15d（d为纵向受力钢筋的最小直径）；当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3％时，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，且不应大于10d（d为纵向受力钢筋的最小直径）；箍筋肢距不宜大于300mm。对于异形柱加密区箍筋的设置问题，在实际设计中往往会忽略如下几个问题：①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不大于4的柱箍筋没有全长加密。②三、四级抗震设计时，箍筋加密区最大间距其中一个规定是“应小于等于纵向钢筋直径的7倍”。这样，当纵向钢筋直径为12mm或者14mm时，箍筋在加密区最大间距就相应不超过84mm和98mm了。但值得注意的是，就目前的规程来说，尚未对“纵向钢筋”的定义作进一步的明确。规程中跟“纵向钢筋”相关的提法有“纵向受力钢筋”和“纵向构造钢筋”，根据解析条文对“箍筋间距与纵筋直径之比s／d”的理解，在本题述的“纵向钢筋”应为“纵向受力钢筋”。但是，这个界定在实际设计审查中，尚应和当地审查单位作进一步沟通明确，避免引起不必要的误会。
4.2 节点核心区抗剪承载力超限问题根据《混凝土异形柱结构技术规程》5.3.1 规定：异形柱框架应进行梁柱节点核心区受剪承载力计算。在实际设计中，我们通过计算软件分析后通常出现如下提示：
“** 节点域抗剪超限
N-C=3（29）Vjy=343.>FFC=0.23?鄢FC?鄢H?鄢B=279.”
这就是梁柱节点核心区受剪承载力不足所引起的。要避免梁柱节点核心区受剪承载力不足的情况，根据《混凝土异形柱结构技术规程》5.3.5框架梁柱节点核心区组合的剪力设计值的计算公式（5.3.5-1、5.3.5-2、5.3.5-3、5.3.5-4），我们需从以下几个方面着手：
①减小柱的计算高度。②增加梁柱节点处梁的截面有效高度、截面高度。③减小节点左、右两侧梁端弯矩设计值。
另外，我们在利用PKPM等设计软件对结构建模分析的时候，往往为了减小截面类型或者方便操作，通常在柱布置的时候进行了柱子的转角，这时候Vj所显示的超限方向就要根据原截面定义时的X、Y方向对应复核，而不是根据生成的图形去判断X、Y方向。
当然，我们不能单一的为了某个节点不出现超限而只针对该节点作设计，我们应该要做的首先是在结构布置、梁柱截面选取等方面去宏观控制结构整体刚度的均匀分布，避免刚度突变等情况，从根本上去避免上述问题的出现。
4.3 轴压比限值问题异形柱在单调荷载，特别在低周反复荷载作用下，粘结破坏较矩形柱严重，延性比普通矩形柱差，因此，异形柱的轴压比限值比矩形柱严格得多。《规程》6.2.2条根据结构体系、截面形式、剪跨比、箍筋间距与纵筋直径比s/d、箍筋直径d和抗震等级确定，在0.45-0.85之间波动，比矩形柱结构的柱轴压比限值低。所以，在程序试算后，应按上述条件初步确定出各柱的轴压比具体限值，并在配筋简图中仔细查看各层柱的计算轴压比是否有超限的。因为此时异形柱的实配纵筋和箍筋还是未知的，PKPM程序无法判断每个柱的轴压比具体限值，只有在轴压比超过矩形柱结构的轴压比限值时，程序才会报告轴压比超限。因此，异形柱的轴压比超限，必须逐一手工核算。
另外，在实际设计中，不可避免的出现有柱截面高度与宽度的比值不大于4但是柱截面宽度为200mm如700mm X 200mm的一字形矩形柱，由于该截面类型柱延性更弱于传统的异形柱，这时候，我们需结合短肢剪力墙和异形柱的相关规定，对其轴压比作出更严格的要求。当然，在实际设计中能避免该类型柱则尽量避免。
5结论和展望
对地震区节点受剪承载力计算公式不能简单地理解为属于承载能力极限状态的受剪际载力问题，节点的设计要关注在强震作用下，梁端或柱端出现塑性铰产生较大非弹性变型－即在吸收和耗散地震能量的过程中节点是否发生受剪破坏，从而不仅要考虑“承载力”而且必需考虑节点所连接的构件能否满足或实现结构吸收和耗散地震能量的延性要求。
异形柱的设计中面临的另一问题，就是异形柱框架在地震作用下破坏严重，因此，在实际工程抗震分析时，需要注意以下几点：①异形柱框架结构不对称时，扭转对其受力的影响；②异形柱框架结构在地震作用下的弹塑性分析；③若条件允许，尽量合理适量设置抗震墙；④异形柱框架结构在截面设计方面的软件的开发。
参考文献:
[1]JGJ 3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社,2002.
[2]JGJ 149-2006,混凝土异形柱结构技术规程.
【关键词】建筑结构设计；节点抗剪；特点分析；设计建议
近些年，由于甲方对住宅设计方面要求过高导致异形柱被广泛运用，因此设计者也越来越重视对框架异形柱结构体系的研究及应用。此外，异形柱结构特殊，具有肢厚小、钢筋较密受力情况复杂、形柱框架结构节点核心区受力特点难等因素，导致后期在运用时产生一定的难度。因此，文章针对上述情况做出了一系列分析及研究。
1 影响异形柱节点抗剪能力的因素
1.轴压比
轴压力之所以可以提高节点核心区抗初裂的能力是因为柱的受压区面积增大，客观上加大了斜压杆的宽度，使参与斜压杆机构的混凝土面积增大，同时梁筋传递给节点核心混凝土的边缘剪力中有更多的部分汇入斜压杆机构，造成节点核心混凝土开裂的边缘剪力减小。另外，轴压力提高，增大了主斜裂缝与水平方向的角度。轴压力对通裂与极限荷载影响不明显的原因是：在轴压力下进行循环反复加载，致使节点核心区的混凝土累积损伤效应较无轴力作用时大，尽管轴压力可以提高混凝土的抗剪强度，但加剧的累积损伤效应最终致使轴压力的有利作用有所降低，对节点的通裂和极限荷载提高不明显。
2.节点核心配箍率
配箍率对初裂剪力影响不大，因为初裂时节点剪力Vj主要取决于混凝土的抗拉强度，一旦裂缝形成，箍筋受力将大幅度增长，甚至屈服，桁架机构产生作用，箍筋开始参与抵抗节点剪力；而且由于箍筋的约束使混凝土的抗剪能力也有所提高。加载过程中箍筋沿节点核心高度方向应变分布不均匀，每层箍筋应力不等，并非全部同时屈服，根据箍筋应力的数据分析，在通裂状态下沿节点核心高度方向80%范围内箍筋屈服。在节点核心中部（对异型中节点则是在小核心中部较偏下部位）应力最大。这是因为在某一方向弯矩作用下，节点核心对角线两个端部的混凝土在另一方向弯矩作用下产生的裂缝将闭合，该区域此时要承受压力，对角线中部区域裂缝最宽，箍筋将承受原由混凝土承担的拉力，导致节点核心中部箍筋应力最大。
3.柱截面高度变化
就异形柱中节点来说，节点核心上下柱截面、左右梁截面有差异容易导致节点核心开裂。裂缝首先出现在节点“小核心”的位置，初裂荷载降低的幅度可达30%左右，对节点核心的通裂荷载影响不大。常规节点通裂后节点核心还有较大的能力承担继续增加的节点剪力，而异形柱节点则不同。
2 异形柱设计中的建议
在进行设计时，需要我们注意的是异形柱纵筋和箍筋、节点核心区抗剪承载力、轴压比限值等问题的设计。
1.纵向钢筋和箍筋
纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB335级钢筋；箍筋宜采用HRB335、HRB400、HPB235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14mm，且不应大于25mm异形柱内折角处应设置纵向受力钢筋纵向钢筋间距：二、三级抗震等级不宜大于200mm；四级不宜大于250mm；非抗震设计不宜大于300mm。当纵向受力钢筋的间距不能满足上述要求时，应设置纵向构造钢筋，其直径不应小于12mm，并应设置拉筋，拉筋间距应与箍筋间距相同。
异形柱在选用箍筋时应该选用复合箍筋，并且在非抗震设计时，异形柱的箍筋直径必须大于0。25d（d为纵向受力钢筋的最大直径），且不应小于6mm；箍筋间距不应大于250mm，且不应大于柱肢厚度和15d（d为纵向受力钢筋的最小直径）；柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3时，箍筋直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，且不应大于10d（d为纵向受力钢筋的最小直径）；箍筋肢距不宜大于300mm对于异形柱加密区箍筋的设置问题，在实际设计中往往会忽略如下几个问题：⑴剪跨比小二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小于四的柱箍筋没有全长加密。⑵三、四级抗震设计时，箍筋加密区最大间距其中一个规定是应小于等于纵向钢筋直径的7倍，当纵向钢筋直径为12mm或者14mm时，箍筋在加密区最大间距就相应不超过84mm和98mm了。然而应该关注的是，对当下的规程而言，还没有把“纵向钢筋”的定义明确化。在本题述的“纵向钢筋”应为“纵向受力钢筋”。可是，由于此界定在实际设计审查中，还需要和当地审查单位核实沟通好，以免引起不必要的麻烦。
2.节点核心区抗剪承载力超限问题
根据《混凝土异形柱结构技术规程》5。3。1规定：异形柱框架应进行梁柱节点核心区受剪承载力计算。在实际设计中，我们通过计算软件分析后通常出现如下提示：
“**节点域抗剪超限
N-C=3（29）Vjy=343.>FFC=0.23*FC*H*B=279. ”
这就是梁柱节点核心区受剪承载力不足所引起的。要避免梁柱节点核心区受剪承载力不足的况，根据《混凝土异形柱结构技术规程》5。3。5框架梁柱节点核心区组合的剪力设计值的计算公式，我们需从以下几个方面着手：⑴减小柱的计算高度。⑵增加梁柱节点处梁的截面有效高度、截面高度。⑶减小节点左、右两侧梁端弯矩设计值。
另外，我们在利用PKPM等设计软件对结构建模分析的时候，往往为了减小截面类型或者方便操作，通常在柱布置的时候进行了柱子的转角，这时候Vj所显示的超限方向就要根据原截面定义时的X、Y方向对应复核，而不是根据生成的图形去判断X、Y方向。当然，我们不能单一的为了某个节点不出现超限而只针对该节点作设计，我们应该要做的首先是在结构布、梁柱截面选取等方面去宏观控制结构整体刚度的均匀分布，避免刚度突变等情况，从根本上去避免上述问题的出现。
3.轴压比限值问题
异形柱在单调荷载，特别在低周反复荷载作用下，粘结破坏较矩形柱严重，延性比普通矩形柱差，因此，异形柱的轴压比限值比矩形柱严格得多。《规程》6。2。2条根据结构体系、截面形式、剪跨比、箍筋间距与纵筋直径比s/d、箍筋直径d和抗震等级确定，在0.45-0.85之间波动，比矩形柱结构的柱轴压比限值低。所以，在程序试算后，应按上述条件初步确定出各柱的轴压比具体限值，并在配筋简图中仔细查看各层柱的计算轴压比是否有超限的。因为此时异形柱的实配纵筋和箍筋还是未知的，PKPM程序无法判断每个柱的轴压比具体限值，只有在轴压比超过矩形柱结构的轴压比限值时，程序才会报告轴压比超限。因此，异形柱的轴压比超限，必须逐一手工核算。
4.异形柱框架抗震能力差的问题
现状分析过程中，由于异形柱框架抗震能力差，要求当事人在实施时注意以下几点：⑴异形柱框架结构不对称时，扭转对其受力的影响；⑵异形柱框架结构在地震作用下的弹塑性分析；⑶若条件允许，尽量合理适量设置抗震墙；⑷异形柱框架结构在截面设计方面的软件的开发。
3 结论
通过以上分析研究得知：地震区节点受剪承载力计算公式不只是承载能力极限状态的受剪际载力问题，更应该注意的是节点设计在强震作用下吸收和耗散地震能量的过程中节点受剪破坏的发生率。由此证明，一方面需要考虑“承载力”方面的问题，另一方面则需要注意节点连接的构件能否到达结构吸收和耗散地震能量的延性标准。
参考文献
【关键词】民用建筑；结构设计；
1民用建筑结构设计的原则
适用、安全、经济、美观、便于施工是进行民用建筑结构设计的原则。一个优秀的民用建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的民用建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的，适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标，是结构设计的最佳体现。
结构设计不能破坏民用建筑设计，应满足、实现各种民用建筑要求；民用建筑设计不能超出结构设计的能力范围，不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定民用建筑设计能否实现，从这个意义上讲，结构设计显得更为重要，虽然一栋标志性建筑物建成后，人们只知道建筑师的名字，但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。
2结构设计的概念及内容
结构设计简而言之就是用结构语言表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容由上可知为：基础的设计、上部结构设计和细部设计。
3民用建筑结构设计特点
3.1 实践性
民用建筑结构设计是一种工程实践活动，没有一个工程师是直接从大学毕业生马上变成一个成熟的工程师，而是必须经过一个较长时间的工程设计锻炼。
3.2 复杂性
民用建筑结构设计的复杂性首先表现在设计中各种因素的不确定性，民用建筑结构设计是一个具有多解而没有标准答案的问题，作为一名结构工程师，我们需要找到一个相对最优的方案。
3.3 科学性
民用建筑结构设计是以数学、力学为理论基础，借助现代计算机技术进行的一种应用性技术。一个结构工程师应该善于抽象建筑结构的理论模型，善于用数学和力学只是分析民用建筑结构的工作机理，只有这样才能具有较强的认识能力和适应能力。
3.4 应用性
民用建筑结构设计必须讲究经济效益，一个成功的民用建筑结构设计，技术上先进合理，经济上效益显著。
3.5 创新性
民用建筑结构设计作为一种技术服务行业，在设计市场竞争激烈形势下，要想获得开发商的项目，必须提供比别人更加合理经济的结构方案，这就需要工程师的创新能力。
4进行民用建筑结构设计中应注意的相关问题
4.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题。（1）阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，可砍成直角或斜角。（2）如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋。
4.2关于箱、筏基础底板的挑板问题从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约；出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基；能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑；当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题；从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。
4.3关于梁、板的计算跨度一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，如净跨的1.1倍等，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋取二者大值配筋。（借用台阶式独立基础变截面处的概念）柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的，不削峰才有问题。
4.4基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
4.5抗震缝应加大，经统计，按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞，故应增大抗震缝间距。
4.6关于回弹再压缩基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，如独立基础，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。
4.7主梁有次梁处加附加筋：一般应优先加箍筋，附加箍筋可认为是：主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺，在次梁两侧补上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不应绝对。规范说的清楚，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大主梁也可不加附加筋。总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。
4.8当民用建筑大多数房间较小，而仅一两处房间较大时，如按大房间确定基础板厚会造成浪费，而按小房间确定则造成配筋困难，当承载力能满足要求时，可在大房间中部垫聚苯卸载，按小房间确定基础板厚。
综上所述，结构设计是个系统、全面的工作，需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行，始于足下。设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计，在工作中应事无巨细，善于反思和总结工作中的经验和教训。
参考文献：
关键词：钢混结构；钢结构；高层建筑；施工特点
1.钢混结构在高层建筑施工中的应用
钢管混凝土属于钢混结构范畴，其主要特点是充分发挥了混凝土和钢材的优势，钢管由于灌入混凝土，其稳定性得到提升；混凝土受到周围钢管的约束，其抗压能力获得提高。该组合结构具有高强度、轻质、抗冲击性能优良及耐腐蚀等诸多优点。钢管混凝土除了具备以上优良特性外，在施工方面同样优势显著，由于钢管的约束作用，可不搭设模板；钢管能够代替混凝土柱中的主筋及箍筋，省去了钢筋笼的焊接工作，因此，极大地降低了施工周期。最适合应用在高层建筑、大跨度桥梁等工程结构的承压构件中。
钢混结构对于钢管的要求较低，钢管既可选用无缝形式也可选用焊缝形式，其中钢管混凝土最小直径应不低于10cm，直径过小的钢管增加了混凝土的灌注振捣难度；为了保证浇筑过程中钢管的约束强度，壁厚应不低于0.4cm。为了保证钢管混凝土的刚度，所灌注混凝土标号不应低于C40。钢管混凝土融合钢筋和混凝土的各自优势，在具体施工过程中应兼具二者的特性。以下是具体施工特点分析。
1.1钢管
绝大部分钢混结构中，均选用卷焊钢管，对焊缝的要求较低，一般选用直缝，保证焊缝在受力条件下不容易出现应力集中问题，卷制方向应用钢板的轧制方向相同。卷制内径根据钢材类型而定，高层及大跨桥梁结构中使用最广泛的16Mn钢板，其卷制内径应不低于钢板厚度的40倍。卷制前应先开坡口，坡口位置应与卷轴正交。
1.2钢管拼装
为了保证运输不受限制，单个钢管单元长度不应大于10m，对于高层建筑中的钢管混凝土拼装作业，钢管预制长度应该根据施工现场的吊装能力而定。钢管单元在焊接过程中，必须保证钢管内肢管平顺，应严控焊接应力引发的钢管内肢管变形问题，为了尽可能降低焊接对肢管的干扰，应采取反向焊接的方式，在钢管两侧对称施焊，以冲抵焊接带来的微变形。对于直径较小的钢管，应选择固定点焊；直径较大的钢管，可选用光圆钢筋焊接于钢管接口处，起到支撑作用，为了提升焊接质量，可在钢管内壁加设内衬。焊接顺序的确定要以尽可能降低变形为主要目的，焊缝通过检测后方可在焊缝处进行防腐蚀保护。
1.3钢管混凝土结构灌注
由于钢管混凝土结构省去了柱内钢筋笼的编制，因此，便于进行混凝土现浇作业。为了确保钢管内混凝土完全密实，浇筑面应略高于钢管端口，并采用振捣棒均匀插捣。当钢管混凝土直径大于40cm时，除进行必要的插捣外，应采用板式振动器均匀振捣。对于少部分直径过大的钢管混凝土，为了保证内部混凝土密实，还应采用加速振实法。钢管混凝土结构一个施工单元内，混凝土浇筑作业必须一次性连续完成，需要加设施工缝时，应临时关闭管端，以防异物坠入。
当混凝土浇筑作业临近尾声时，应使得浇筑面略高于端口，并将预留的排气孔板贴实于端口，并迅速焊接，待所浇筑混凝土强度达到设计强度的70%以上时，再将压实于端口的排气孔板同端口焊接。
2.高层钢结构施工应用
2.1钢筋及型钢
为了确保框架结构中梁柱交叉位置末端钢筋的相互独立，在柱结构型钢施工中，在型钢腹板位置应预先钻孔，保证梁端钢筋顺利穿入且互不影响。钻孔大小既要满足梁端钢筋的最大直径，还应尽可能减小腹板开孔对型钢承载力的削弱作用，工程实际中，腹板开孔直径一般介于5-6mm。对于梁柱交叉位置及型钢翼缘附近，在浇筑混凝土的过程中不易排尽空气，因此，在浇筑前应预设若干排气孔道。
2.2混凝土模板架设及现浇作业
为了保证混凝土模板的稳定性，应将梁底部的固定螺栓置于钢梁下弦处，盖板应选用可拆解模板搭设，从而提高模板的利用率，g接降低施工费用。在具体的钢结构施工中，必须严格依照钢结构行业规范中要求的施工顺序进行，混凝土浇筑也应遵照相关混凝土施工规范，对于型钢翼缘等容易出现混凝土不密实的位置，应加强振动操作，保证混凝土结构整体质量安全可靠。
3.高层建筑钢结构施工中的独特要点
高层建筑钢结构工程不同于普通的钢结构施工作业，必须引起足够的重视。首先，考虑到钢结构的繁杂性，必须在装配前做好施工组织规划，加之钢结构对施工精度要求苛刻，其拼装工作必须做到严丝合缝。相反，高层建筑选用钢混结构形式时，混凝土应采用现浇形式，其精度要求降低，若两种结构形式并存时，将给施工过程带来诸多不便。再者，高层建筑钢结构施工中，其作业平台较高，其施工进程必然受到外界不良天气的干扰，比如遇到大风、暴雨等强对流天气时，钢结构的起吊作业将无法开展。所以，在安排施工进度时，应充分考虑这一方面。
关键词： 剪力墙结构平面布置竖向布置抗侧刚度构造要求
Abstract: the paper analyses the stress of the shear wall structure characteristics, structure standard and the specific requirements of the design concept, the shear wall structure design of the note to do a simple summary.
Key words: the shear wall structure layout vertical layout of the lateral stiffness structural requirements
中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：
正文
利用建筑物墙体作为建筑的竖向承重体系，并用它抵抗水平力，这种结构称为剪力墙结构体系，同时，墙体亦作为维护及房间分隔构件。剪力墙的间距一般都在3~8米，适用于要求小开间的住宅、公寓及酒店式公寓等建筑。现浇钢筋混凝土剪力墙结构由于其整体性好、刚度大，因而在水平力作用下侧向变形小，由于墙体截面面积大，强度也比较容易满足，适合建造高层建筑的要求，在30层以下的高层建筑中应用比较广泛。
高层剪力墙结构承受的竖向荷载大，同时还要承受大的水平风荷载和地震作用，房屋的总高度虽然很高，但由于建筑日照要求进深尺寸和一般建筑差不多，因此造成高层建筑高宽比大，受力大，变形大，产生的次应力也比较大，而且，对一般建筑影响不大的因素，如温度、收缩和徐变等在高层建筑中将产生的一些影响将不容忽视，在方案设计阶段就应该注意这些特点。
剪力墙结构的平面布置，一般考虑以下原则：1.应满足建筑使用要求，这是最基本却是最重要的，因为我们结构设计所进行的一切工作，最终都是为了要实现建筑的使用功能。2.提高结构的总体刚度减少位移。随着人们生活水平的提高，人们对居住环境的舒适性要求越来越高，位移过大会造成人们的心里不安全感。3.考虑抗震要求，尤其是抗震构造措施的要求。4.考虑沉降、温度收缩及房屋体型复杂等因素对建筑的影响，合理布置和处理沉降缝、伸缩缝合防震缝。对于剪力墙结构的布置，《高规》7.1.1条明确规定，其布置应符合（1）.平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大，抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。（2）.宜自下到上连续布置，避免刚度突变。（3）.门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁；宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置；抗震设计时，一、二、三级剪力墙的底部加强部位不宜采用上下洞口不对齐的错洞墙，全高均不宜采用洞口局部重叠的叠合错洞墙。单片墙的长度不宜大于8米，一方面剪力墙的长度太长，将使结构的周期过短，地震力太大，很不经济；另一方面剪力墙应该是高细的，呈受弯工作状态，才能使剪力墙具有足够延性，否则，剪力墙太长，形成低矮墙，就会由受剪承载力控制破坏状态，剪力墙呈脆性，不利于抗震。
根据建筑的空间要求和结构的概念设计要求布置剪力墙，到底应该布置多少墙呢？布置的墙过少了，结构的刚度过小，在水平作用力的作用下，结构将产生过大的位移，还有可能引起比较大的二阶效应，布置的墙过多可，无疑将增大结构的侧向刚度，地震作用也将加大，而且给基础造成的负担也加重，肯定是不经济的。一般，可以由结构的位移比、基本周期、剪重比来综合衡量。剪力墙的厚度可以根据《高规》7.2.1或者《抗震》6.4.1条的要求，并考虑轴压比的限值，具体可以参照《高规》7.2.13条要求执行。
对于竖向的剪力墙，《高规》3.5.1规定，高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免过大的外挑和收进，而且《高规》3.5.3对结构的竖向规则性做了明确的规定。结构的侧向刚度宜下小上大，逐渐均匀变化。具体设计时，普通剪力墙结构的剪力墙应在整个建筑的竖向延续，上应到顶，下要至底，中间楼层也不要中断，剪力墙结构不连续会使结构刚度突变，对抗震非常不利。对于框支剪力墙及转换剪力墙结构，应该《高规》第十章的具体严格执行。为避免普通剪力墙结构的刚度突变，剪力墙结构的厚度应该按阶段变化，每次厚度减少宜为50~100mm，使剪力墙刚度均匀连续改变。厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层。为减小上下剪力墙结构的偏心，一般情况下厚度宜两侧同时内收。围墙为保持外墙面平整，可以只在内侧单面内收，电梯井因安装要求，可以只在外侧单面内收。
整体墙和整体小开口墙，在荷载作用下，剪力墙水平截面内的正应力分布在整个墙截面高度范围内呈线性分布或接近于线性分布，仅在洞口附近局部区域有应力集中现象。这是剪力墙犹如一根竖向悬臂梁，在水平力作用下墙肢截面内的应力及墙肢变形可以用材料力学计算。当门窗洞口稍大时，两个墙肢的应力不再是直线分布，但是偏离不大，可在应力直线分布的基础上加以修正。双肢墙和多肢墙，由于洞口较大，剪力墙是一系列由连梁约束的墙肢所组成，可以用连梁连续化方法近似计算。当剪力墙的洞口尺寸较大，甚至于洞口上下梁的刚度大于洞口侧边墙的刚度时，剪力墙的受力特性接近于框架，但它又不是普通的框架，因为此时梁、柱截面尺寸较大，在墙肢与连系梁的交结区有刚域存在，可简化为带刚域的框架，用D值法计算。如下图所示：
所以一般在剪力墙的具体设计时，要求洞口宜上下对齐，成列布置，使剪力墙形成明确的墙肢和连梁。成列开洞的规则剪力墙传力直接，受力明确，内力分布清楚，因而经济指标较好，地震中不容易因为复杂应力而产生震害；错洞墙洞口上、下不对齐，受力复杂，洞口边容易产生显著的应力集中，因而配筋量增大，而且地震中常发生震害。剪力墙相邻洞口之间以及洞口与墙边缘之间也要避免小墙肢，墙肢宽度与厚度之比小于3的小墙肢在反复荷载作用下，比大墙肢早开裂、早破坏，在剪力墙具体设计时，对于这种小墙肢应该按框架柱的构造要求执行。
水平力作用下，整体墙和整体小开口墙受力类似与竖向悬臂结构，根据剪力墙结构的受力特点，在计算的时候，一般可以按平面结构假定地算。楼盖结构在其自身平面内刚度无限大，而在平面外的刚度很小，可以忽略不计，这样，楼盖将各片剪力墙连成一体，共同抵抗水平力，在楼盖平面内有相对位移，当结构有扭转时，楼盖只能做刚性转动。各片剪力墙在其自身平面内刚度很大，在其平面外的刚度很小可以忽略不计，这样就可以将整个结构划分为若干平面结构，共同抵抗与平面平行的水平荷载，垂直于平面方向的结构不参加受力，即横向水平力由横墙承受，纵向水平力由纵墙承受。当两片剪力墙正交时，计算一个方向的剪力墙受力，另一方向剪力墙的一部分可以作为翼墙予以考虑，这样计算更符合实际，因为纵横墙在其交结面上位移必须连续，在水平荷载作用下，纵墙和横墙是共同工作的。在结构设计的时候，不考虑扭转影响的情况下，各片剪力墙承担的剪力是按其刚度的大小分配的。在竖向荷载作用下，作用是靠楼板传递到墙的，根据楼板是单向板或双向板受力确定楼板上的荷载是一个或两个方向传递给墙，各片墙的竖向荷载按其受荷面积计算。竖向荷载除了在连梁内产生弯矩外，在墙肢内主要产生轴力。Pkpm在计算时，一般采用有限元理论分析，采用壳元来模拟剪力墙的受力状态，在四节点壳元的基础上，采用静力凝聚原理构造了一种超单元，每个节点有六个自由度，其中三个平动自由度，三个转动自由度，墙元不仅具有墙所在平面内的刚度，也具有平面外刚度，可以较好地模拟工程中剪力墙的真实受力状态。
在剪力墙结构中，剪力墙布置的长短、位置对结构的整体信息都有较大的影响，尤其是周边地方的剪力墙，一定要根据建筑的功能布局考虑，充分发挥剪力墙结构自身的优势，做到结构布置合理，传力直接。经过结构软件分析后，根据总体信息，包括周期、位移、轴压比及各层配筋具体情况、超配筋情况，经过多轮的优化调整，就相对比较优化。
在施工图绘制的工程中，对于暗柱的配筋，不能单看各层构件的配筋，而要根据边缘构件的情况，结合体积配箍率及抗震构造，尤其是对于底部加强区的约束边缘构件，箍筋的直径、肢距、竖向间距及纵筋的面积配筋率一定要注意满足《高规》、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》11G101-1和《建筑物抗震构造详图》（多层和高层钢筋混凝土房屋）11G329-1的要求。对于梁的配筋，根据软件的计算结果分析采用，再根据《高规》或《抗规》构造要求配筋。对于跨高小于5的梁按连梁设计，配筋的构造措施按《高规》7.2.27的要求，对于跨高比小于2.5的连梁，一定要注意其附加腰筋要满足要求；对于跨高比大于5的梁按框架梁的构造要求执行。
剪力墙结构的基础部分和一般高层的一致，天津地区一般采用灌注桩，布置桩的时候，尽量保证桩的整体中心和结构的刚心重合，而且要验算桩抗压承载力，桩身的承载力、抗震情况下的承载力。 总之，剪力墙结构的高层现在越来越多，计算水平及手段也越来越成熟，作为一个结构工程师我们要不断学习，将新的理念及研究成果应用到具体工程实践中，同时多分析一些同行的优秀设计，多和同行沟通交流，多向经验丰富的老专家请教，设计的明天一定会一天比一天好，希望我们大家一起努力！
参考文献：
1.《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2010中华人民共和国住房和城乡建设部。
2.《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中华人民共和国住房和城乡建设部 和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合
3. 《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》11G101-1 中国建筑标准设计研究院
4.《建筑物抗震构造详图》（多层和高层钢筋混凝土房屋）11G329-1中国建筑标准设计研究院
【关键词】施工技术；工艺流程；解决方案
1.钢结构的建筑特点
（1）民用建筑中采用钢结构的建筑做法与传统结构形式区别较大，施工中可借鉴的经验不多，须做好前期细部设计，尤其是装饰装修与主体结构的结合。
（2）加工精度要求高，要加强构件加工工序质量控制及安装顺序的合理安排。
（3）焊接工作量较大，焊接质量要求严，对特殊工种人员的劳力组织及专业技能要求高。
（4）由于钢结构高空作业防护难度大，施工中安全管理要引起高度重视。严格安全操作规程，强化全员安全意识。
2.工艺原理及关键技术
（1）对原钢结构设计图进行了细化扩大节点设计，并达到了构件制作与整体安装的质量标准要求。
（2）采用先进、合理的加工机械设备（模具），防止构件出现焊接变形。提高钢结构框架安装精度。
（3）工序上进行了改进，在保证空间框架刚度的前提下先安装完全部钢框架主体结构后，再安装各楼层板。
（4）对高层钢结构工程内外装饰装修设计，采用科学合理的连接方式进行装饰施工。
3.工艺流程及操作要点
3.1钢结构节点细化设计
（1）应用绘图软件对钢结构框架节点结构按平、立、剖面进行1：1绘图放样。施工图纸细化设计，达到构件制作与整体安装的质量标准。
（2）利用钢结构计算软件进行各类构件的受力计算，利用cad图形设计平台对复杂连接节点和复杂构件放大样，建立钢结构符号节点库，实现图形信息微机化。
3.2加工制作钢结构构件
钢结构构件全部采用场外加工.其中钢柱每节按三层分段。在加工过程中要做好质量控制，并按照设计施工图和gb50205—2001钢结构工程施工及验收规范的规定进行验收。
3.3钢结构安装
3.3.1构件验收、矫正
钢构件在进入安装现场后，由专业质量检测人员对构件的质量进行检查弹出钢柱的安装轴线。若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后，马上进行矫正和处理。
3.3.2地脚螺栓安装工艺
将地脚螺栓全部用上、下螺帽固定在钢套板上，用8的钢筋将地脚螺栓焊接固定在基础主筋上，加固完成后进行混凝土浇筑待上部结构安装调整完成后对所有钢柱底板下的间隙用c40细石混凝土进行二次灌注。
3.3.3安装与校正
a.安装顺序。按结构平面形式分区段绘制吊装图，吊装分区先后次序为：先安装整体框架梁柱结构后楼板结构，平面从中央向四周扩展，先柱后梁、先主梁后次梁吊装，使每日完成的工作量可形成一个空间构架，以保证其刚度，提高抗风稳定性和安全性。
b.钢柱的安装。为了便于调整柱的垂直度，在预埋螺栓上先拧上数个螺母（至少4个），全部拧到接触基础面，并用水平仪找平后，开始吊装钢柱。吊装钢柱时，为了防止意外事故出现（如雷雨天气，必须停工），在柱的上端活系两根缆风绳，可以四个方向临时固定，也可用来调整垂直度测量校正。钢柱吊装就位后，用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控，微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。
c.主次横梁的安装。在第一个空间受力单元的4根钢柱安装完后，便可安装柱之间的主横梁和次横梁。在吊装过程中对吊点进行计算和试验。安装过程中先用撬棍插入钢梁两端的螺孔内，再将临时螺栓拧入，待结构安装精度调整达到标准规定后，将高强度螺栓自由穿人栓孔内。高强度螺栓的安装顺序原则上是以接头处刚度较大的部位向约束较小的方向进行，拧紧顺序是由螺栓群中心向四周进行，高强度螺栓紧固分为初拧和终拧，初拧扭矩一般控制在终拧扭矩的50%左右。
d.焊接。梁、柱安装采用手工电弧焊。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝。多层梁柱焊接时，应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点，其次焊底部柱与梁节点，最后焊中间部分的柱与梁节点在焊接顶层柱与梁节点时，应先焊柱顶垂直偏差较大的部位，以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
e.钢柱加长连接。钢柱安装顺序同首层，用高强螺栓将腹板两侧夹板紧固连接。在连接时，为避免造成轴线的积累误差，则必须注意每节柱的定位轴线均应从地面控制轴线直接引出，以保证整根柱在允许偏差范围内调整好后进行高强度螺栓初拧，待本层第一个空间结构受力单元安装完毕并检测合格后，对钢柱连接螺栓进行终拧。
3.4钢结构与装饰材料连接方法
3.4.1隐框铝合金玻璃幕墙
幕墙龙骨与h型钢柱的连接件采用180mm×l00mm×10mm角钢（l=100mm），型钢表面热镀锌防腐处理，龙骨为180系列隐框铝合金型材，玻璃为中空钢化镀膜玻璃。本工程幕墙龙骨采用型钢连接件直接焊于h型钢梁上，焊接形式为满焊，焊缝高度不小于8mm，焊接完按要求对焊点进行防腐处理。
3.4.2型钢骨架金属幕墙
本工程中外墙采用金属夹芯横墙板。幕墙龙骨采用方管，方管与h型钢柱的连接件采用110mm×70mm×10mm角钢（l=200mm），与主体h型钢柱竖向间隔900mm焊接一个固定点。焊接形式为满焊，焊缝高度不小于7mm；龙骨为180mm×70mm×20mm×3mmc型檩条。主体结构跨度为7.2m，c型檩条水平放置时，跨中挠度较大，影响受力要求，因此在跨中采用50角钢竖向作支撑。
3.4.3楼地面工程
楼板混凝土底模采用压型钢板，规格为yx-76-344-688。厚度为lmm，压型钢板与钢梁之问连接用栓钉规格为16×l10mm，间距400mm。混凝土浇筑前要验算压型钢板的强度和刚度。
4.质量要求及技术措施
（1）专职质检员对大型焊接、轧制h型钢等主要材料认真进行质量验收。
（2）构件上连接孔的孔径、孔距进行全部跟踪生产检查，对样板、模具、胎具每天至少检查一次。
（3）钢结构工程所采用的钢材应附有钢材的质量证明书，各项指标应符合设计文件的要求。
