混凝土异形柱结构技术规程

发布于：2015-05-14 10:18:14 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

3 结构设计的基本规定

3.1 结构体系

3.1.1 异形柱结构可采用框架结构和框架-剪力墙结构体系。
根据建筑布置及结构受力的需要，异形柱结构中的框架柱，可全部采用异形柱，也可部分采用—般框架柱。
当根据建筑功能需要设置底部大空间时，可通过框架底部抽柱并设置转换梁，形成底部抽柱带转换层的异形柱结构，其结构设计应符合本规程附录A的规定。

3.2 结构布置

3.2.1 异形柱结构宜采用规则的结构设计方案。抗震设计的异形柱结构应符合抗震概念设计的要求，不应采用特别不规则的结构设计方案。
3.2.2 抗震设计时，对不规则异形柱结构的定义和设计要求，除应符合国家现行标准外，尚应符合本规程第3.2.4条和第3.2.5条的有关规定。
3.2.3 异形柱结构的平面布置应符合下列要求：
1 异形柱结构的一个独立单元内，结构的平面形状宜简单、规则、对称，减少偏心，刚度和承载力分布宜均匀；
2 异形柱结构的框架纵、横柱网轴线宜分别对齐拉通：异形柱截面肢厚中心线宜与框架梁及剪力墙中心线对齐；
3 异形柱框架-剪力墙结构中剪力墙的最大间距不宜超过表3.2.3的限值(取表中两个数值的较小值)，当剪力墙之间的楼盖、屋盖有较大开洞时，剪力墙间距应比表中限值适当减小。当剪力墙间距超过限值时，在结构计算中应计入楼盖、屋盖平面内变形的影响。

3.2.4 异形柱结构的竖向布置应符合下列要求：
1 建筑的立面和竖向剖面宜规则、均匀，避免过大的外挑和内收；
2 结构的侧向刚度沿竖向宜均匀变化，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力沿竖向的突变，竖向结构构件的截面尺寸和材料强度不宜在同一楼层变化；
3 异形柱框架-剪力墙结构体系的剪力墙应上下对齐连续贯通房屋全高。
3.2.5 不规则的异形柱结构，其抗震设计尚应符合下列要求：
1 扭转不规则时，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的比值不应大于1.45；
2 楼层承载力突变时，其薄弱层地震剪力应乘以1.20的增大系数；楼层受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%；
3 竖向抗侧力构件不连续(底部抽柱带转换层异形柱结构)时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25～1.5的增大系数；

4 受力复杂部位的异形柱，宜采用一般框架柱。

4.2 荷载和作用

4.2.1 异形柱结构的竖向荷载、风荷载及雪荷载等取值及组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。
4.2.2 异形柱结构抗震设防烈度和设计地震动参数应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定确定；对已编制抗震设防区划的地区，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。
4.2.3 抗震设防烈度为6度、7度(O.10g、0.15g)及8度(0.20g)的异形柱结构应进行地震作用计算及结构抗震验算。
4.2.4 异形柱结构的地震作用计算，应符合下列规定：
1 一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担，7度(0.15g)及8度(0.20g)时尚应对与主轴成45o方向进行补充验算；
2 在计算单向水平地震作用时应计入扭转影响；对扭转不规则的结构，水平地震作用计算应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
4.2.5 异形柱结构地震作用计算宜采用振型分解反应谱法，不规则的异形柱结构的地震作用计算应采用扭转耦联振型分解反应谱法。

4.3 结构分析模型与计算参数

4.3.1 在竖向荷载、风荷载或多遇地震作用下，异形柱结构的内力和位移可按弹性方法计算。框架梁及连梁等构件可考虑在竖向荷载作用下梁端局部塑性变形引起的内力重分布。
4.3.2 异形柱结构的分析模型应符合结构的实际受力状况，异形柱结构的内力和位移分析应采用空间分析模型，可选择空间杆系模型、空间杆-薄壁杆系模型、空间杆一墙板元模型或其他组合有限元等分析模型。
规则结构初步设计时，也可采用平面结构空间协同模型估算。
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4.3.3 异形柱结构按空间分析模型计算时，应考虑下列变形：
——梁的弯曲、剪切、扭转变形，必要时考虑轴向变形；
——柱的弯曲、剪切、轴向、扭转变形；
——剪力墙的弯曲、剪切、轴向、扭转变形，当采用薄壁杆系分析模型时，还应考虑翘
曲变形。
4.3.4 异形柱结构内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性，并应在设计中采取措施保证楼板平面内的整体刚度。
对楼板大洞口的不规则类型，计算时应考虑楼板平面内的变形，或对采用楼板平面内无限刚性假定的计算结果进行适当调整。
4.3.5 异形柱结构内力与位移计算时，楼面梁刚度增大系数、梁端负弯矩和跨中正弯矩调幅系数、扭矩折减系数、连梁刚度折减系数的取值，以及框架-剪力墙结构中框架部分承担的地震剪力调整要求，可根据国家现行标准按一般混凝土结构的有关规定采用。
4.3.6 计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期，应考虑非承重填充墙体对结构整体刚度的影响予以折减。
4.3.7 异形柱结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值：
1 框架结构可取0.60～0.75；
2 框架-剪力墙结构可取0.70～0.85。
4.3.8 设计中所采用的异形柱结构分析软件的技术条件，应符合本规程的有关规定。软件应经考核验证和正式鉴定，对结构分析软件的计算结果应经分析判断，确认其合理有效后方可用于工程设计。

5.3 异形柱框架梁柱节点核心区受剪承载力计算

5.3.1 异形柱框架应进行梁柱节点核心区受剪承载力计算。
5.3.2 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≤0.24ζfζhfcbjhj (5.3.2-1)
2有地震作用组合
Vj≤(0.19ζNζfζhfcbjhj)/γRE (5.3.2-1)
式中 Vj——节点核心区组合的剪力设计值；
γRE——承载力抗震调整系数，取0.85；
bj、hj－—节点核心区的截面有效验算厚度和截面高度，当梁截面宽度与柱肢截
面厚度相同，或梁截面宽度每侧凸出柱边小于50mm时，可取bj＝bc，hj＝hc，此处，bc、hc分别为验算方向的柱肢截面厚度和高度(图5.3.2)；
ζN——轴压比影响系数，应按表5.3.2-1采用；
ζf——翼缘影响系数，应按本规程第5.3.4条的规定采用；

6 结构构造

6.1 一般规定
6.1.1 异形柱结构的梁、柱、剪力墙和节点构造措施，除应符合本规程要求外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
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6.1.2 异形柱、梁、剪力墙和节点的材料应符合下列要求：
1 混凝土的强度等级不应低于C25，且不应高于C50；
2 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。
6.1.3 框架梁截面高度可按（1/10～1/15)lb确定（lb为计算跨度），且非抗震设计时不宜小于350mm；抗震设计时不宜小于400mm。梁的净跨与截面高度的比值不宜小于4。梁的截面宽度不宜小于截面高度的1/4和200mm。
6.1.4 异形柱截面的肢厚不应小于200mm，肢高不应小于500mm。
6.1.5 异形柱、梁的纵向受力钢筋的连接接头可采用焊接、机械连接或绑扎搭接。接头位置宜设在构件受力较小处。在层高范围内柱的每根纵向受力钢筋接头数不应超过一个。
柱的纵向受力钢筋在同一连接区段的连接接头面积百分率不应大于50%，连接区段的长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定确定。
6.1.6 异形柱、梁纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度应符合国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第9.2.1条的规定。
注：处于一类环境且混凝土强度等级不低于C40时，异形柱纵向受力钢筋的混凝土保护
层最小厚度应允许减小5mm。
6.1.7 异形柱、梁纵向受拉钢筋的锚固长度la和抗震锚固长度laE应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定确定。

6.3 异形柱框架梁柱节点
6.3.1 框架柱的纵向钢筋，应贯穿中间层的中间节点和端节点，且接头不应设置在节点核心区内。
6.3.2 框架顶层柱的纵向受力钢筋应锚固在柱顶、梁、板内，锚固长度应由梁底算起。顶层端节点柱内侧的纵向钢筋和顶层中间节点处的柱纵向钢筋均应伸至柱顶(图6.3.2)，当采用直线锚固方式时，锚固长度对非抗震设计不应小于la，抗震设计不应小于laE。直线段锚固长度不足时，该纵向钢筋伸到柱顶后应分别向内、外弯折，弯弧内半径，对顶层端节点和顶层中间节点分别不宜小于5d和6d(d为纵向受力钢筋直径)。弯折前的竖直投影长度非抗震设计时不应小于0.5la，抗震设计时不应小于0.5laE。弯折后的水平投影长度不应小于12d。
抗震设计时，贯穿顶层中间节点的梁上部纵向钢筋直径，对二、三级抗震等级不宜大于该方向柱肢截面高度hc的1/30。
顶层端节点处柱外侧纵向钢筋可与梁上部纵向钢筋搭接(图6.3.2a)，搭接长度非抗震设计时不应小于1.6la，抗震设计时不应小于1.6laE。且伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积不宜少于柱外侧全部纵向钢筋面积的50%。在梁宽范围以外的柱外侧纵向钢筋可伸入现浇板内，伸入长度应与伸入梁内的相同。
图

当梁的截面宽度的任一侧凸出柱边不小于50mm时，该侧梁角部的纵向受力钢筋可在本柱肢纵向受力钢筋的外侧锚入节点核心区，但凸出柱边尺寸不应大于75mm(图6.3.3-1b)。且从柱肢纵向受力钢筋内侧锚入的梁上部、下部纵向受力钢筋，分别不宜小于梁上部、下部纵向受力钢筋截面面积的70%。
当上部、下部梁角的纵向钢筋在本柱肢纵向受力钢筋的外侧锚入节点核心区时，梁的箍筋配置范围应延伸到与另一方向框架梁相交处(图6.3.3-2)。且节点处一倍梁高范围内梁的侧面应设置纵向构造钢筋并伸至柱外侧，钢筋直径不应小于8mm，间距不应大于100mm。

6.3.5 中间层中间节点框架梁纵向钢筋应满足下列要求：
1 抗震设计时，对二、三级抗震等级，贯穿中柱的梁纵向钢筋直径不宜大于该方向柱肢截面高度hc的l/30，当混凝土的强度等级为C40及以上时可取1/25，且纵向钢筋的直径不应大于25mm；
2 两侧高度相等的梁(图6.3.5a)，上部及下部纵向钢筋各排宜分别采用相同直径，并均应贯穿中间节点；若两侧梁的下部钢筋根数不相同时，差额钢筋伸入中间节点的总长度，非抗震设计时不应小于la；抗震设计时不应小于laE，且伸过柱肢中心线不应小于5d(d为纵向受力钢筋直径)；
3 两侧高度不相等的梁(图6.3.5b)，上部纵向钢筋应贯穿中间节点，下部纵向钢筋伸入中间节点的总长度，非抗震设计时不应小于la，抗震设计时不应小于laE。下部钢筋弯折时，弯弧内半径不宜小于5d。弯折前的水平投影长度非抗震设计时不应小于0.4la,抗震设计时不应小于0.4laE；对框架梁纵向钢筋在柱筋外侧伸入节点核心区的情况，则分别不应小于0.5la和0.5laE。弯折后的竖直投影长度不应小于15d。

第4.2.2条的要求，对二级抗震等级设计的框架结构，检验所得的强度实测值，尚应符合下列要求：
1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值晌比值不应小于1.25；
2 钢筋的屈服强度实测值与标准值的比值不应大于1.3。
7.0.4 当钢筋的品种、级别或规格需作变更时，应办理设计变更文件。
7.0.5 异形柱框架的受力钢筋采用焊接或机械连接时，接头的类型及质量应符合设计要求及现行国家行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ l8、《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ l07的有关规定。施工单位应具有相应的资质，操作人员应通过考核并持有相应的操作证件。
7.0.6 异形柱混凝土的粗骨料宜采用碎石，最大粒径不宜大于31.5mm，并应符合现行国家行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及试验方法》JGJ 53的有关规定。
7.0.7 每楼层的异形柱混凝土应连续浇筑、分层振捣，且不得在柱净高范围内留置施工缝。框架节点核心区的混凝土应采用相交构件混凝土强度等级的最高值，并应振捣密实。
7.0.8 冬期施工应符合现行国家行业标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ l04和施工技术方案的规定。
7.0.9 异形柱结构施工的尺寸允许偏差应符合表7.0.9的规定，尺寸允许偏差的检验方法应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定执行。

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