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异形柱 规范

异形柱 规范
异形柱 规范

1总则

1.0.1 为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。

1.0.2 本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度(O.10g,O.15g)和8度(0.20g)抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。

1.0.3 混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语、符号

2.1 术语

2.1.1 异形柱specially-shaped column

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比不大于4的柱。

2.1.2 异形柱结构structure with specially-shaped columns

采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构

2.1.3 柱截面肢高肢厚比ratio of section height to section thickness of column leg

异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。

2.2 符号

2.2.1 作用和作用效应

Gj——第j层的重力荷载代表值;

Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值;

Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值;

N——轴向力设计值;

Vc——柱斜截面剪力设计值;

VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力;

Vj-—节点核心区剪力设计值;

σi——第i个混凝土单元的应力;

σj——第j个钢筋单元的应力。

2.2.2 材料性能

fc——混凝土轴心抗压强度设计值;

ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值;

fy——钢筋的抗拉强度设计值;

fyV——箍筋的抗拉强度设计值。

2.2.3 几何参数

as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离;

A——柱的全截面面积;

Aci-—第i个混凝土单元的面积;

Asj-—第j个钢筋单元的面积;

Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积;

Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积;

bc-—验算方向的柱肢截面厚度;

bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度;

bj——节点核心区的截面有效验算厚度;

d——纵向受力钢筋直径;

dv——箍筋直径;

ea——附加偏心距;

e1-—初始偏心距;

e0--轴向力对截面形心的偏心距;

eix--轴向力对截面形心轴y的初始偏心距;

eiy--轴向力对截面形心轴x的初始偏心距;

hb-—梁截面高度;

hb0-—梁截面有效高度;

hc-—验算方向的柱肢截面高度;

hf----垂直于验算方向的柱肢截面厚度;

hi——第i层楼层层高;

hj—-节点核心区的截面高度;

hc0——验算方向的柱肢截面有效高度;

H——房屋总高度;

Hc——节点上、下层柱反弯点之间的距离;

l0——柱的计算长度;

ra——柱截面对垂直于弯矩作用方向形心轴xa一xa的回转半径;

rmin-—柱截面最小回转半径;

s-—箍筋间距;

Xci、Yci——第i个混凝土单元的形心坐标;

Xsj、Ysj——第j个钢筋单元的形心坐标;

X0、Y0——截面形心坐标;

α——弯矩作用方向角。

2.2.4 系数及其他

λ-—框架柱的剪跨比;

λV——配箍特征值;

ηjb——节点核心区剪力增大系数;

γRE——承载力抗震调整系数;

ζf——节点核心区翼缘影响系数;

ζh——节点核心区截面高度影响系数;

ζN——节点核心区轴压比影响系数;

ηa——偏心距增大系数;

ρ——全部纵向受力钢筋配筋率;

ρmin——全部纵向受力钢筋最小配筋率:

ρmax一一全部纵向受力钢筋最大配筋率;

ρv——箍筋体积配箍率;

ψT——考虑非承重填充墙刚度对结构自振周期影响的折减系数;

nc——混凝土单元总数;

ns——钢筋单元总数。

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。

3.1.2 异形柱结构适用的房屋最大高度应符合表3.1.2的要求。

表3.1.2 异形柱结构适用的房屋最大高度(m)

结构体系非抗震设计抗震设计

6度 7度 8度

0.05g 0.10g 0.15g 0.20g

框架结构24 24 21 18 12

框架-剪力墙结构45 45 40 35 28

注:1 房屋高度指室外地面至主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);

2 框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其适用的房屋最大高度可比框架结构适当增加;

3 平面和竖向均不规则的异形柱结构或Ⅳ类场地上的异形柱结构,适用的房屋最大高度应适当降低;

4 底部抽柱带转换层的异形柱结构,适用的房屋最大高度应符合本规程附录A的规定;

5 房屋高度超过表内规定的数值时,结构设计应有可靠依据,并采取有效的加强措施。3.1.3 异形柱结构适用的最大高宽比不宜超过表3.1.3的限值。

表3.1.3 异形柱结构适用的最大高宽比

结构体系非抗震设计抗震设计

6度 7度 8度

0.05g 0.10g 0.15g 0.20g

框架结构 2.5 4 3.5 3 2.5

框架-剪力墙结构 5 5 4.5 4 3.5

3.1.4异形柱结构体系应通过技术、经济和使用条件的综合分析比较确定,除应符合国家现行标准对一般钢筋混凝土结构的有关要求外,还应符合下列规定:

1 异形柱结构中不应采用部分由砌体墙承重的混合结构形式;

2 抗震设计时,异形柱结构不应采用多塔、连体和错层等复杂结构形式,也不应采用单跨框架结构;

3 异形柱结构的楼梯间、电梯井应根据建筑布置及结构抗侧向作用的需要,合理地布置剪力墙或一般框架柱;

4 异形柱结构的柱、梁、剪力墙均应采用现浇结构

3.1.5 异形柱结构的填充墙与隔墙应符合下列要求:

1 填充墙与隔墙应优先采用轻质墙体材料,根据不同条件选用非承重砌体或墙板;

2 墙体厚度应与异形柱柱肢厚度协调一致,墙身应满足保温、隔热、节能、隔声、防水和防火等要求;

3 填充墙和隔墙的布置、材料强度和连接构造应符合国家现行标准的有关规定。

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。

表3.2.3 异形柱结构的剪力墙最大间距(m)

楼盖、屋盖类型非抗震设计抗震设计

6度 7度 8度

0.05g 0.10g 0.15g 0.20g

现浇 4.5B,55 4.0B,50 3.5B,45 3.0B,40 2.5B,35

装配整体 3.0B,45 2.7B,40 2.5B,35 2.2B,30 2.0B,25

注:1 表中B为楼盖宽度(m);

2 现浇层厚度不小于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑;

3 底部抽柱带转换层异形柱结构的剪力墙间距宜符合本规程附录A的有关规定

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。

3.3 结构抗震等级

3.3.1 抗震设计时,异形柱结构应根据结构体系、抗震设防烈度和房屋高度,按表3.3.1的规定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。

表3.3.1 异形柱结构的抗震等级

结构体系非抗震设计抗震设计

6度 7度 8度

0.05g 0.10g 0.15g 0.20g

框架结构高度(m) ≤21 >21 ≤21 >21 ≤18 >18 ≤12

框架四三三二三(二) 二(二) 二

框架-剪力墙结构高度(m) ≤30 >30 ≤30 >30 ≤30 >30 ≤28

框架四三三二三(二) 二(二) 二

剪力墙三三二二二(二) 二(一) 一

注:1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分);

2 建筑场地为工类时,除6度外,应允许按本地区抗震设防烈度降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施,但相应的计算要求不应降低;

3 对7度(0.15g)时建于Ⅲ、Ⅳ类场地的异形柱框架结构和异形柱框架-剪力墙结构,应按表中括号内所示的抗震等级采取抗震构造措施;

4 接近或等于高度分界线时,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。3.3.2 框架一剪力墙结构,在基本振型地震作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定。

3.3.3 当异形柱结构的地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层结构的抗震等级应按上部结构的相应等级采用,地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。

4 结构计算分析

4.1 极限状态设计

4.1.1 居住建筑异形柱结构的安全等级应采用二级。

4.1.2 异形柱结构的设计使用年限不应少于50年。

4.1.3 异形柱结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算和验算。

4.1.4 异形柱结构中异形柱正截面、斜截面及梁柱节点承载力应按本规程第5章的规定进行计算;其他构件的承载力计算应遵守国家现行相关标准的规定。

4.1.5 异形柱结构构件承载力应按下列公式验算:

无地震作用组合:γ0S≤R (4.1.5-1)

有地震作用组合:S≤R/γRE (4.1.5-2)

式中γ0——结构重要性系数:对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件不应小于1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0。结构的设计使用年限分类和安全等级划分,应分别按现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50008有关规定采用;

S-—作用效应组合的设计值;

R——构件承载力设计值;

γRE——构件承载力抗震调整系数。

4.1.6 异形柱结构的构件截面设计应根据实际情况,按国家现行标准的有关规定进行竖向荷载、风荷载和地震作用效应分析及作用效应组合,并取最不利的作用效应组合作为设计的依据。

4.1.7 异形柱结构应进行风荷载、地震作用下的水平位移验算。

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。

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。

4.4 水平位移限值

4.4.1 在风荷载、多遇地震作用下,异形柱结构按弹性方法计算的楼层最大层间位移应符合下式要求:

Δue≤[Ξc]h (4.4.1)

式中Δue-——风荷载、多遇地震作用标准值产生的楼层最大弹性层间位移;

[Ξc]——弹性层间位移角限值,按表4.4.1采用:

h——计算楼层层高。

表4.4.1 异形柱结构弹性层间位移角限值

结构体系[Ξc]

框架结构1/600 (1/700)

框架-剪力墙结构1/850 (1/950)

注:表中括号内的数字用于底部抽柱带转换层的异形柱结构。

4.4.2 7度抗震设计时,底部抽柱带转换层的异形柱结构、层数为10层及10层以上或高度超过28m的竖向不规则异形柱框架-剪力墙结构,宜进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。弹塑性变形的计算方法,可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析方法。

4.4.3 罕遇地震作用下,异形柱结构的弹塑性层间位移应符合下式要求:

Δup≤[Ξp]h (4.4.3)

式中Δup-——罕遇地震作用标准值产生的弹塑性层间位移;

[Ξp]——弹塑性层间位移角限值,按表4.4.3采用。

表4.4.3 异形柱结构弹塑性层间位移角限值

结构体系[Ξp]

框架结构1/60 (1/70)

框架-剪力墙结构1/110 (1/120)

注:表中括号内的数字用于底部抽柱带转换层的异形柱结构。

5 截面设计

5.1 异形柱正截面承载力计算

5.1.1 异形柱正截面承载力计算的基本假定应按国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002第7.1.2条的规定采用。

5.1.2 异形柱双向偏心受压的正截面承载力可按下列方法计算:

1 将柱截面划分为有限个混凝土单元和钢筋单元(图5.1.2-1),近似取单元内的应变和应力为均匀分布,合力点在单元形心处;

2 截面达到承载能力极限状态时各单元的应变按截面应变保持平面的假定确定;

3 混凝土单元的压应力和钢筋单元的应力应按本规程第5.1.1条的假定确定;

图5.1.2-2 双向偏心异形柱截面

4 无地震作用组合时异形柱双向偏心受压的正截面承载力应按下列公式计算(图5.1.2-1):式中N——轴向力设计值;

ηa——偏心距增大系数,按本规程第5.1.4条的规定计算:

eix、eiy——轴向力对截面形心轴y、x的初始偏心距(图5.1.2-2);

ei——初始偏心距;

e0——轴向力对截面形心的偏心距;

Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值,由压力产生的偏心在x轴上侧时

Mx取正值,由压力产生的偏心在y轴右侧时My取正值;

ea——附加偏心距,取20mm和0.15rmin的较大值,此处rmin为截面最小回转半径;

α-—弯矩作用方向角(图5.1.2-2),为轴向压力作用点至截面形心的连线与截面

形心轴x正向的夹角,逆时针旋转为正;

n-—角度参数,当Mx、My均为正值时n=0;当My为负值、Mx为正或负值时n=

1;当Mx为负值、My为正值时n=2;

σci、Aci——第i个混凝土单元的应力及面积,σci为压应力时取正值;

σsj、Asj——第j个钢筋单元的应力及面积,σsj为压应力时取正值;

X0、Y0-—截面形心坐标;

Xci、Yci-—第i混凝土单元的形心坐标;

Xsj、Ysj——第j个钢筋单元的形心坐标;

nc、ns-—混凝土及钢筋单元总数。

5 有地震作用组合时异形柱双向偏心受压正截面承载力应按公式(5.1.2-1)至公式(5.1.2-8)计算,但在公式(5.1.2-1)~(5.1.2-3)右边应除以相应的承载力抗震调整系数γRE。γRE应按本规程第5.1.8条采用。

5.1.3 异形柱双向偏心受拉正截面承载力应按本规程公式(5.1.2-1)~(5.1.2-3)计算,但式中Nηaeiy、Nηaeix分别以Mx、My替代;轴向拉力设计值N应取负值。

5.1.4 异形柱双向偏心受压正截面承载力计算,应考虑结构侧移和构件挠曲引起的附加内力,此时可将轴向力对截面形心的初始偏心距ei乘以偏心距增大系数ηa。ηa应按下列公式计算:

式中ei-—初始偏心距;

l0-—柱的计算长度,应按国家标准《混凝土结构设计规范))GB 50010-2002第7.3.11条采用;ra——柱截面对垂直于弯矩作用方向形心轴Xa-Xa的回转半径(图5.1.2-2);

Ia——柱截面对垂直于弯矩作用方向形心轴Xa-Xa的惯性矩;

A——柱的全截面面积。

按公式(5.1.4-1)计算时,柱的长细比l0/ra不应大于70。

注:当柱的长细比l0/ra不大于17.5时,可取ηa=1.0。

5.1.5 有地震作用组合的异形柱,其节点上、下柱端的截面内力设计值应按下列规定采用:

1 节点上、下柱端弯矩设计值:

1) 二级抗震等级

∑Mc=1.3∑Mb (5.1.5-1)

2)三级抗震等级

∑Mc=1.1∑Mb (5.1.5-2)

3)四级抗震等级,柱端弯矩设计值取地震作用组合下的弯矩设计值。

式中∑Mb——节点左、右梁端,按顺时针和逆时针方向计算的两端有地震作用组合的弯

矩设计值之和的较大值;

∑Mc——有地震作用组合的节点上、下柱端弯矩设计值之和;柱端弯矩设计值的确

定,在—般情况下,可按上、下柱端弹性分析所得的有地震作用组合的弯矩比进行分配。

当反弯点不在柱的层高范围内时,二、三级抗震等级的异形柱端弯矩设计值应按有地震作用组合的弯矩设计值分别乘以系数1.3、1.1确定;框架顶层柱及轴压比小于0.15的柱,柱端弯矩设计值可取地震作用组合下的弯矩设计值。

2 节点上、下柱端的轴向力设计值,应取地震作用组合下各自的轴向力设计值。

5.1.6 有地震作用组合的框架结构底层柱下端截面的弯矩设计值,对二、三级抗震等级应按有地震作用组合的弯矩设计值分别乘以系数1.4和1.2确定。

5.1.7 二、三级抗震等级框架的角柱,其弯矩设计值应按本规程第5.1.5和5.1.6条调整后的弯矩设计值乘以不小于1.1的增大系数。

5.1.8 有地震作用组合的异形柱,正截面承载力抗震调整系数γRE应按下列规定采用:

——轴压比小于0.15的偏心受压柱应取0.75;

——轴压比不小于0.15的偏心受压柱应取0.80;

——偏心受拉柱应取0.85。

5.2 异形柱斜截面受剪承载力计算

5.2.1 异形柱的受剪截面应符合下列条件:

1 无地震作用组合

Vc≤0.25fcbchc0 (5.2.1-1)

2 有地震作用组合·

剪跨比大于2的柱:Vc≤(0.20fcbchc0)/γRE (5.2.1-2)

剪跨比不大于2的柱:Vc≤(0.15fcbchc0)/γRE (5.2.1-3)

式中Vc——斜截面组合的剪力设计值;

γRE--受剪承载力抗震调整系数,取0.85;

bc——验算方向的柱肢截面厚度;

hc0--验算方向的柱肢截面有效高度。

5.2.2 异形柱的斜截面受剪承载力应符合下列规定:

1 当柱承受压力时

1)无地震作用组合

2)有地震作用组合

2 当柱出现拉力时

1)无地震作用组合

2)有地震作用组合

式中λ-—剪跨比。无地震作用组合时,取柱上、下端组合的弯矩设计值Mc的较大值与相应的剪力设计值Vc和柱肢截面有效高度hc0的比值;有地震作用组合时,取柱上、下端未经按本规程第5.1.5条~第5.1.7条调整的组合的弯矩设计值Mc的较大值与相应的剪力设计值Vc和柱肢截面有效高度hc0的比值,即λ=Mc/(Vchc0);当柱的反弯点在层高范围内时,均可取λ=Hn/2hc0;当λ<1.0时,取λ=1.0;当λ>3时,取λ=3;此处,Hn为柱净高;

N——无地震作用组合时,为与荷载效应组合的剪力设计值Vc相应的轴向压力

或拉力设计值;有地震作用组合时,为有地震作用组合的轴向压力或拉力设计值,当轴向压

力设计值N>0.3fcA时,取N=0.3fcA;此处,A为柱的全截面面积;

AsV——验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积;Asv=

nAsv1,此处,n为bc范围内同一截面内箍筋的肢数,Asv1为单肢箍筋的截面面积;S——沿柱高度方向的箍筋间距。

当公式(5.2.2-3)右边的计算值和公式(5.2.2-4)右边括号内的计算值小于fyv(Asv/S)hc0时,应取等于fyv(Asv/S)hc0,且fyv(Asv/S)hc0值不应小于0.36fTbchco。

5.2.3 有地震作用组合的异形柱斜截面剪力设计值Vc应按下列公式计算:

1 二级抗震等级

Vc=1.2(Mct+Mcb)/Hn (5.2.3-1)

2 三级抗震等级

Vc=1.1(Mct+Mcb)/Hn (5.2.3-2)

3 四级抗震等级取有地震作用组合的剪力设计值。

式中Mct、Mcb——有地震作用组合、且经调整后的柱上、下端弯矩设计值;

Hn——柱的净高。

在公式(5.2.3-1)和公式(5.2.3-2)中,Mct、Mcb之和应分别按顺时针初逆时针方向计算,并取其较大值。Mct、Mcb的取值应符合本规程第5.1.5条~第5.1.7条的规定。

5.2.4 二、三级抗震等级的角柱,有地震作用组合的剪力设计值应按本规程第5.2.3条经调整后的剪力设计值乘以不小于1.1的增大系数。

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;

ζh——截面高度影响系数,应按表5.3.2-2采用。

图5.3.2框架节点和梁柱截面

表5.3.2-1 轴压比影响系数ζN

轴压比≤0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

ζN 1.00 0.98 0.95 0.90 0.88 0.86 0.84

注:轴压比N/(fcA)指与节点剪力设计值对应的该节点上柱底部轴向压力设计值N与柱全截面面积A和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积的比值。

表5.3.2-2 截面高度影响系数ζh

hj ≤600 700 800 900 1000

ζh 1 0.9 0.85 0.8 0.75

5.3.3 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

2 有地震作用组合

式中N——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;

Asvj——核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积;hb0——梁截面有效高度,当节点两侧梁截面有效高度不等时取平均值;

as'——梁纵向受压钢筋合力点至截面近边功距离。

5.3.4 翼缘对节点核心区受剪承载力提高作用的翼缘影响系数应按下列规定采用:

1 对柱肢截面高度和厚度相同的等肢异形柱节点,翼缘影响系数ζf应按表5.3.4-1取用:表5.3.4-1 翼缘影响系数ζf

bf-bc(mm) 0 300 400 500 600 700

ζf L形 1 1.05 1.10 1.10 1.10 1.10

T形 1 1.25 1.30 1.35 1.40 1.40

十字形 1 1.40 1.45 1.50 1.55 1.55

注:1 表中bf为垂直于验算方向的柱肢截面高度(图5.3.2);

2 表中的十字形和T形截面是指翼缘为对称的截面。若不对称时,则翼缘的不对称部分不计算在bf数值内;

3 对T形截面,当验算方向为翼缘方向时,ζf按L形截面取值。

2 对柱肢截面高度与厚度不相同的不等肢异形柱节点,根据柱肢截面高度与厚度不相同的情况,按表5.3.4-2可分为四类;在公式(5.3.2-1)、(5.3.2-2)和公式(5.3.3-1)、(5.3.3-2)中,ζf均应以有效翼缘影响系数ζf,ef代替,ζf,ef应按表5.3.4-2取用。

表5.3.4-2 有效翼缘影响系数ζf,ef

注:1 对A类节点,取ζf,ef=ζf,ζf值按表5.3.4-1取用,但表中(bf-bc)值应以(hc-bc)

值代替;

2 对B类、C类和D类节点,确定ζf,ef值时,ζf值按表5.3.4-1取用,但对B类

D类节点,表中(bf-bc)值应分别以(hc-hf)和(hf-hf)值代替。

5.3.5 框架梁柱节点(本规程图5.3.2)核心区组合的剪力设计值Vj应按下列公式计算:

1 无地震作用组合

1)顶层中间节点和端节点

2)中间层中间节点和端节点

2 有地震作用组合

1)顶层中间节点和端节点

2)中间层中间节点和端节点

式中ηjb——核心区剪力增大系数,对二、三、四级抗震等级分别取1.2、1.1、1.0;Mbl、Mbr——框架节点左、右两侧梁端弯矩设计值,无地震作用组合时,取荷载效

应组合的弯矩设计值;有地震作用组合时,取有地震作用组合的弯矩设计值;

Hc——柱的计算高度,可取节点上柱与下柱反弯点之间的距离;

hb0、hb——梁的截面有效高度、截面高度,当节点两侧梁高不相同时,取其平均值。

5.3.6 当框架梁截面宽度每侧凸出柱边不小于50mm但不大于75mm,且梁上、下角部的纵向受力钢筋在本柱肢的纵向受力钢筋外侧锚入梁柱节点时,可忽略凸出柱边部分的作用,近似取节点核心区有效验算厚度为柱肢截面厚度(bj=bc),并应按本规程第5.3.2条至第5.3.4条的规定验算节点核心区受剪承载力。也可根据梁纵向受力钢筋在柱肢截面厚度范围内、外的截面面积比例,对柱肢截面厚度以内和以外的范围分别验算其受剪承载力。此时,除应符合本规程第5.3.2条至第5.3.4条要求外,尚宜符合下列规定:

1 按本规程公式(5.3.2-1)和公式(5.3.2-2)验算核心区受剪截面时,核心区截面有效验算厚度可取梁宽和柱肢截面厚度的平均值;

2 验算核心区受剪承载力时,在柱肢截面厚度范围内的核心区,轴向力的取值应与本规程第5.3.3条的规定相同;柱肢截面厚度范围外的核心区,可不考虑轴向压力对受剪承载力的有利作用。

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。

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

.

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。

6.2异形柱结构

6.2.1 异形柱的剪跨比宜大于2,抗震设计时不应小于1.50。

6.2.2 抗震设计时,异形柱的轴压比不宜大于表6.2.2规定的限值。

表6.2.2 异形柱的轴压比限值

结构体系截面形式抗震等级

二级三级四级

框架结构L形 0.50 0.60 0.70

T形 0.55 0.65 0.75

十字形0.60 0.70 0.80

框架-剪力墙结构L形 0.55 0.65 0.75

T形 0.60 0.70 0.80

十字形0.65 0.75 0.85

注:1 轴压比N/(fcA)指考虑地震作用组合的异形柱轴向压力设计值N与柱全截面面积A

和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积的比值;

2 剪跨比不大于2的异形柱,轴压比限值应按表内相应数值减小0.05;

3 框架-剪力墙结构,在基本振型地震作用下,当框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,异形柱轴压比限值应按框架结构采用。

6.2.3 异形柱的钢筋应满足下列要求(图6.2.3):

1 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;

2 内折角处应设置纵向受力钢筋;

3 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。

图6.2.3 异形柱的配筋方式

6.2.4 异形柱纵向受力钢筋之间的净距不应小于50mm。柱肢厚度为200~250mm时,纵向受力钢筋每排不应多于3根;根数较多时,可分二排设置(本规程图6.2.3d)。

6.2.5 异形柱中全部纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表6.2.5规定的数值,且按柱全截面面积计算的柱肢各肢端纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于0.2;建于Ⅳ类场地且高于28m的框架,全部纵向受力钢筋的最小配筋百分率应按表6.2.5中的数值增加0.1采用。

表6.2.5 异形柱全部纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)

柱类型抗震等级非抗震

二级三级四级

精品

异形柱结构设计要点

异形柱结构设计要点 异形柱结构体系 异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙,常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。 一、异形柱结构特点 1、由于截面的这种特殊性,使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异; 2、对于长柱(H/h>4)可以不考虑剪切变形的影响,控制轴压比较小时,受力明确,变形能力较好。而对短柱(H/h<4),剪切变形占有相当比例,构件变形能力下降。异形柱通常在短柱范围,且属薄壁构件,即使发生延性的弯曲形破坏,也因截面曲率M/EI或εcu/χ(εcu 为砼的极限压应变,χ为截面受压区高度)较小,使弯曲变形性能有限,延性较差; 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。 二、异形柱结构适用条件 1、居住建筑(住宅及宿舍); 2、抗震设防烈度为7度(0.10g及0.15g)和8度(0.20g,I、II、III类场地); 3、柱网尺寸不宜大于6.6m; 4、房屋总高度的限制。 三、异形柱结构的平面布置: 1、在异形柱结构的一个独立结构单元内,宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀。 2、结构平面布置应减小扭转效应的不利影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移分别不宜大于该楼层两端相应平均值的1.2倍,不应大于该楼层两端相应平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不应大于0.85。 3、异形柱框架结构和异形柱框架-剪力墙结构均应设计成双向抗侧力结构体系。 4、异形柱结构的框架纵横柱网轴线宜对齐拉通;异形柱肢截面厚度中线与梁及剪力墙中线宜对齐重合。 5、异形柱结构不应用于单跨框架结构。 四、异形柱结构的竖向布置: 1、结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。 2、异形柱结构的侧向刚度沿竖向宜均匀分布,楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的75%,或其上相邻三层刚度平均值的85%。 3、楼层抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的85%,不应小于其上一层受

异形柱 规范

1 总则 1.0.1 为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。 1.0.2 本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度(O.10g,O.15g)和8度 (0.20g)抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。 1.0.3 混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 异形柱 specially-shaped column 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比不大于4的柱。 2.1.2 异形柱结构 structure with specially-shaped columns 采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构 2.1.3 柱截面肢高肢厚比 ratio of section height to section thickness of column leg 异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。 2.2 符号 2.2.1 作用和作用效应 Gj——第j层的重力荷载代表值; Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值; Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值; N——轴向力设计值; Vc——柱斜截面剪力设计值; VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力; Vj-—节点核心区剪力设计值; σi——第i个混凝土单元的应力; σj——第j个钢筋单元的应力。 2.2.2 材料性能 fc——混凝土轴心抗压强度设计值; ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值; fy——钢筋的抗拉强度设计值; fyV——箍筋的抗拉强度设计值。 2.2.3 几何参数 as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离; A——柱的全截面面积; Aci-—第i个混凝土单元的面积; Asj-—第j个钢筋单元的面积; Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积; Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积; bc-—验算方向的柱肢截面厚度; bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度; bj——节点核心区的截面有效验算厚度; d——纵向受力钢筋直径;

异形柱 规范

1总则 1.0.1为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。 1.0.2本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度(O.10g,O.15g)和8度(0.20g)抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。 1.0.3混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2术语、符号 2.1术语 2.1.1异形柱specially-shaped column 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比不大于4的柱。 2.1.2异形柱结构structure with specially-shaped columns 采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构 2.1.3柱截面肢高肢厚比ratio of section height to section thickness of column leg 异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。 2.2符号 2.2.1作用和作用效应 Gj——第j层的重力荷载代表值; Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值; Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值; N——轴向力设计值; Vc——柱斜截面剪力设计值; VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力; Vj-—节点核心区剪力设计值; σi——第i个混凝土单元的应力; σj——第j个钢筋单元的应力。 2.2.2材料性能 fc——混凝土轴心抗压强度设计值; ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值; fy——钢筋的抗拉强度设计值; fyV——箍筋的抗拉强度设计值。 2.2.3几何参数 as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离; A——柱的全截面面积; Aci-—第i个混凝土单元的面积; Asj-—第j个钢筋单元的面积; Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积; Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积; bc-—验算方向的柱肢截面厚度; bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度; bj——节点核心区的截面有效验算厚度; d——纵向受力钢筋直径;

异形柱结构设计应注意问题

异形柱结构设计及应注意的问题 摘要:异形柱结构是新型住宅结构体系,是当前我国住宅建设中几种主要结构体系之一。异形柱结构主要用于住宅、平面及竖向比较规则的一般民用建筑、别墅等。本文分析了如何加强异形柱的结构布置和计算,阐述了异形柱设计需要注意的问题。 关键词:异形柱,设计,问题 abstract: the special-shaped columns structure is new residential structure system, in china’’s current residential construction is one of several main structure system. special-shaped columns structure is mainly used for residential, horizontal and vertical comparison of the general rules of the civil building, the villa, etc. this paper analyzes how to strengthen the special-shaped columns structure arrangement and calculation, this paper expounds the design of special-shaped columns problems needing attention. keywords: special-shaped columns, design, problem 中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号: 近年来,异形柱框架或异形柱框架——剪力墙结构作为一种全新的结构形式广泛用于住宅建筑中,相对于传统的短肢剪力墙或框架结构,异型柱结构体系具有以下主要优点:(1)由于异形柱结构

异形柱结构设计要注意的事项

异形柱结构设计要注意的事项具体内容是什么 (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,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著,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

异形柱结构设计要点

异形柱结构设计要点 3.1.2 异形柱结构适用的房屋最大高度应符合表3.1.2的要求。 表3.1.2 异形柱结构适用的房屋最大高度(m) 注:1 房屋高度指室外地面至主要屋面板的高度(不包括局部突出屋顶部分); 2 框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆 力矩的50%时,其适应的房屋最大高度可比框架结构适当增加; 3 平面和竖向均不规则的异形柱结构或Ⅳ类场地上的异形柱结构,适应的房屋最大高度应适当降低; 4 底部抽柱带转换层的异形柱结构,适应的房屋最大高度应符合本规程附录A的规定; 5 房屋高度超过表内规定的数值时,结构设计应有可靠依据,并采取有效的加强措施。 3.1.4 异形柱结构体系应通过技术、经济和使用条件的综合分析比较确定,除应符合国家现行标准对一般钢筋混凝土结构的有关要求外,还应符合下列规定: 1 异形柱结构中不应采用部分由砌体墙承重的混合结构形式; 2 抗震设计时,异形柱结构不应采用多塔、连体和错层等复杂结构形式,也不应采用单跨框架结构; 3 异形柱结构的楼梯间、电梯井应根据建筑布置及结构抗侧向作用的需要,合理地布置剪力墙或一般框架柱; 4 异形柱结构的柱、梁、剪力墙均应采用现浇结构。 3.1.5 异形柱结构的填充墙与隔墙应符合下列要求: 1 填充墙与隔墙应优先采用轻质墙体材料,根据不同条件选用非承重砌体或墙板; 2 墙体厚度应与异形柱柱肢厚度协调一致,墙身应满足保温、隔热、节能、隔声、防水和防火等要求; 3 填充墙和隔墙的布置、材料强度和连接构造应符合国家现行标准的有关规定。 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。 3.2.3 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;

民用建筑异形柱框架结构设计

民用建筑异形柱框架结构设计 摘要:本文笔者结合设计实践经验,阐述了钢筋混凝土异形柱框架结构设计方法及要点。 关键词:异形柱框架;结构设计;计算分析 TU24 前言 近年来,异形柱框架结构在多层民用建筑设计中得到了广泛的应用。所谓异形柱是相对于通常的矩形截面柱而言的,是指截面各肢长与肢厚之比不大于4的截面形状为“T”形、“十字”形、“L”形、“Z”形的钢筋混凝土柱。钢筋混凝土异形柱框架结构是指仅由异形柱作为竖向构件组成的结构体系,它有如下特点: (1) 具有一般矩形柱框架结构整体性较强,抗震延性好的优点。 (2)兼有砖混结构的优点,且又有效解决了砖混房屋超高的技术问题。因此特别适用于联排别墅、高档多层住宅等。 (3) 因墙体厚度一般与异形柱肢厚相同,室内不出现柱楞不露梁,使用面积能增加8%~10%。既改善了建筑功能,也提供了大空间及住户拆改装修的便利条件。 (4) 由于填充墙推荐采用粉煤灰、加气混凝土砌块等非粘土质新型轻质墙体材料, 使得造价能低于普通框架结构约10%~15%。 1 结构体系布置 1.1 适用条件 本着安全适用、技术先进、经济合理的设计原则, 异形柱框架结构型式适用于地震烈度7度及以下地区的民用房屋,尤其适用于带错层、跃层的多层复杂住《规程》关于异形柱框架结构的适用条件为: 7度区总高度不超过24m,宅和小高层。 总层数不超过8层;6度区总高度不超过35m,总层数不超过12层。超过此限制标准时的小高层, 建议采用短肢剪力墙结构。 1.2 结构布置 在工程设计实践中, 异形柱常用截面形式有“L”“T”“十”型等,特殊形式还有“Z”型和“一”型。在考虑满足建筑功能要求的前提下,体系以力求布局合理、刚度均匀、力求均衡、减少扭转为布置原则。因此异形柱的合理布局是整个结构布置的关键。柱布置时,宜规整对齐,并按“密柱小梁”的布置思路,平面节点(轴线交叉点)

(完整版)钢筋砼异形柱结构设计要点

钢筋砼异形柱结构设计要点 钢筋砼异形柱结构设计要点 (一)、异形柱结构体系:是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。异形柱结构是指L形、T形和十形截面柱。 (二)、异形柱结构适用条件: 1、居住建筑(住宅及宿舍); 2、抗震设防烈度为7度(0.10g及0.15g)和8度(0.20g,I、II、III类场地); 3、柱网尺寸不宜大于6.6m; 4、房屋总高度的限制。 (三)、异形柱结构的平面布置: 1、在异形柱结构的一个独立结构单元内,宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀。 2、结构平面布置应减小扭转效应的不利影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移分别不宜大于该楼层两端相应平均值的1.2倍,不应大于该楼层两端相应平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比不应大于0.85。 3、异形柱框架结构和异形柱框架-剪力墙结构均应设计成双向抗侧力结构体系。 4、异形柱结构的框架纵横柱网轴线宜对齐拉通;异形柱肢截面厚度中线与梁及剪力墙中线宜对齐重合。 5、异形柱结构不应用于单跨框架结构。 (四)、异形柱结构的竖向布置: 1、结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。 2、异形柱结构的侧向刚度沿竖向宜均匀分布,楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的75%,或其上相邻三层刚度平均值的85%。 3、楼层抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的85%,不应小于其上一层受剪承载力的70%。 4、异形柱框架不应采用楼层错层的设计方案。 5、异形柱不宜在楼层半层处单面设置挑梁。 (五)、异形柱结构应按下列原则考虑地震作用: 1、抗侧力结构正交布置时,应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用。 2、有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。 3、质量与刚度明显不对称、不均匀的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。 (六)、异形柱结构应根据不同情况,分别采用下列地震作用计算方法: 1、异形柱结构宜采用振型分解反应谱法,当质量和刚度不对称、不均匀时应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 2、高度不超过40m,以剪切变形为猪,且质量与刚度沿高度分布较均匀的异形柱结构,可采用底部剪力法。 (七)、异形柱结构构造做法: 1、异形柱截面各肢肢高与肢厚之比不应大于4,且肢厚不应小于200mm,肢高不应小于500mm。 2、框架梁截面高度Hb可按(1/10~1/15)L b确定(Lb为计算跨度),且不应小于400mm。梁的截面宽度Bb不宜小于1/4Hb及200mm。

异形柱结构技术规范理解应用

异型柱结构技术规范理解应用 问:“一”形柱为什么规程中未采用? 答:“一”形柱截面两主轴方向抗弯能力相差甚大。不论是在风荷载作用下还是在地震作用下结构中的柱,一般都是受到两个方向的弯矩同时作用,其受力后的表现可想而知,以上是正截面承载力方面。“一”形柱在双向剪力作用下性能也不好,由《混凝土结构设计规范GB50010》中柱双向受剪承载力计算公式可见,柱截面相邻两边长相差越多,其斜向受剪承载力越低。如果沿“一”形柱短边方向有梁与其相连,则此梁柱节点的核心区面积只有柱厚乘梁宽这一点点,显然承受不了它受到的节点剪力。 2000年前中国建筑科学研究院抗震所做了“高层建筑短肢剪力墙结构振动台试验研究”项目。试验结果为:“破坏最严重的墙肢是底层‘一’字形的小墙肢”。该文结论之一是:“短肢墙应在两个方向均有连接,避免采用孤立的‘一’字形墙肢。”这也可看为是对前面分析的试验验证。所以异形柱规程未将“一”形柱列入。 问:规程为什么未将Z形柱列入? 答: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。其正截面受弯及双向受剪性能可参见“一”形截面柱的解释。 仅有的Z形柱试验是李杰等人做的沿Z形中间肢作用弯矩和剪力的试验。结果是在肢中间沿柱长方向,出现较大的裂缝。一般情况即斜向受力,现无试验研究。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!节点受剪性能到底如何?这些都没有试验结果可以借鉴。钢筋混凝土结构是复杂的非线性复合材料结构,目前还离不开试验,在无大量试验背景下就提出计算公式并列入规程指导设计,显然是太草率了! 问:目前工程中遇到Z形柱怎样设计计算较好? 答:工程中经常遇到需要做Z形柱的情况,在设计计算时较好的方法是在PMCAD 输入时将其按两个L形柱来输入并进行内力及配筋计算。因为Z形柱受力较大时

简述异形柱结构的特点

简述异形柱结构的特点 摘要: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。采用异形柱结构避免了框架柱在室内凸出,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。近年来异形柱结构在建筑业界尤其是在住宅设计中得到了广泛应用。本文首先分析了异型柱框架结构体系的技术优点,其次与矩形柱进行比较,突出其受力特点和构造特点,在此基础上进一步分析了异形柱结构设计的一般特点和设计中的计算要点,最后提出了异形柱抗震性能的加强措施。 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 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

异形柱结构设计中常见的几个问题答疑

异形柱结构设计中常见的几个问题答疑 1.问:“一”形柱为什么规程中未采用? 答:“一”形柱截面两主轴方向抗弯能力相差甚大.不论是在风荷载作用下还是在地震作用下结构中的柱一般都是受到两个方向的弯矩同时作用,其受力后的表现可想而知,以上是正截面承载力方面.“一”形柱在双向剪力作用下性能也不好,由《混凝土结构设计规范》GB50010柱双向受剪承载力计算公式可见,柱截面相邻两边长相差越多,其斜向受剪承载力越低.如沿“一”形柱短边方向有梁与其相连,则此梁柱节点的核心区面积只有柱厚乘梁宽这一点点,显然承受不了它受到的节点剪力. 2000年前中国建筑科学研究院抗震所做了“高层建筑短肢剪力墙结构振动台试验研究”(见《建筑科学》2000年1期12-16页程绍革、陈善阳、刘经伟的文章)项目.试验结果为:“破坏最严重的墙肢是底层‘一’字形的小墙肢”.注:按文中所附图中小墙肢的长宽比例可其墙肢长/墙肢厚之比很小,属于柱的范围.该文结论之一是:“短肢墙应在两个方向均有连接,避免采用孤立的‘一’字形墙肢.”这也可看为是对前面分析的试验验证. 所以异形柱规程未将“一”形柱列入. 2.问:规程为什么未将Z形柱列入?

答: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,如图示.其正截面受弯及双向受剪性能可参见“一”形截面柱的解释. 仅有的Z形柱试验是李杰等人做的沿Z形中间肢作用弯矩和剪力的试验,结果是在此肢中间沿柱长方向出现较大的裂缝.一般情况即斜向受力现无试验研究.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!节点受剪性能到底如何?这些都没有试验结果可以借鉴.钢筋混凝土结构是复杂的非线性复合材料结构,目前还离不开试验,在无大量试验背景下就提出计算公式并列入规程指导设计,显然是太草率了! 3.问:为什么规程中的“异形柱”只限于肢厚小于300mm(L、T、+)异形柱? 答:现在建筑界所讲的“异形柱”,特点是截面肢薄,由此引起构件性能与矩形柱性能的差异.这些包括受力、变形、构造做法等一系列差异.制定规程主要是针对肢厚200、250mm的异形柱,如将肢厚等于和大于300mm的L、T、+异形柱也列入其中,将会有大量篇幅是在后者上,即后者所占的篇幅要大于前者所占篇幅,这将使规程变得“失去重心”.例如:《混凝土结构设计规范》GB50010规定柱截面任一边的尺寸不宜小于300mm,但异形柱的(两肢)肢厚在此情况时,可服从 GB50010的规定,即混凝土强度等级可到C50以上;纵筋直径

论述异形柱框架的结构设计

论述异形柱框架的结构设计 发表时间:2018-05-04T15:24:32.053Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第1期作者:胡广鸿 [导读] 在国民经济建设的脚步下,住宅产业的迅速发展,人们对住宅建筑使用的要求越来越高。 广州市住宅建筑设计院有限公司 摘要:在国民经济建设的脚步下,住宅产业的迅速发展,人们对住宅建筑使用的要求越来越高,如何合理地利用建筑的有效面积,这对住宅结构设计提出一项新要求。异型柱框架结构体系在一定程度上满足上述要求,博采了框架及剪力墙结构体系的优点,将是今后住宅结构体系的发展方向之一。 关键词:异形柱框架;结构设计 引言:随着建筑行业的发展,普通框架结构的露梁露柱对建筑平面与空间分隔已越来越不能被房屋使用者所接受。异形柱框架结构与传统的框架结构体系相比,由于肢厚与填充墙基本等厚,解决了普通矩形柱框架结构在房间内露柱造成使用不便的问题,使用面积相应增加许多,解决了砖混结构超高和大开间要求存在的技术问题,因此该结构受到建筑师及广大用户的推广。 一、异形柱及异形柱结构的定义 异形柱框轻结构即是由异形(T型、L型、十字型)柱组成框架,由轻质填充墙所形成的结构。根据建筑布置及结构受力需要,异形柱结构中的框架柱可全部采用异形柱,也可部分采用一般框架柱。T型、L型、十字型三种截面形式的异形柱在实际工程中应用较多,积累的实验研究、理论研究及工程实际经验较多。而对其他形状截面的柱,为适应异形柱结构发展的需要,有待今后进一步研究。 二、异型柱框架结体系主要技术优点 柱肢厚通常用180-200mm,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,便于使用美观,还增加了房间使用面积,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,使房间布置更灵活,能更好实现建筑功能的要求;虽然增加了施工难度,但因扩大使用面积,加之自重较轻,减少基础费用,综合考虑总体经济效益较好。 三、异形往结构设计的一般规定 3.1结构布置 (1)异形框架宜双向设置,框架柱相对齐,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。 (2)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。 (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。 3.2适用高度、高宽比及长细比限制 异形柱框架在7度抗震设防烈度区,要求房屋高度≤35m,层数<12,建筑物的高宽比不宜大于5;8度区房屋高度不大于25m,建筑物的高度比不宜大于4。另外,柱净高与截面长边之比,即长细比不宜大于4小于8,长细比大于8,易引起失稳破坏。 3.3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。 四、异形柱的结构计算方法 4.1等代矩形柱计算法 (1)将异形柱截面折算成惯性距相等的矩形截面而且将等代矩形柱的形心置于异形柱两肢肝轴线的交点上, (2)将其输入空间分析程序(如TBSA)进行位移和内力计算,可简化工程量。 (3)以上电算输出的是作用在等代矩形杆形心处的组合内力,需将其回归到单肢截面的形心处。这样每天单肢就可按其各自的组合内力进行正、斜截面的配筋计算。 这样用面积等效换算作抗压抗剪分析的方法在工程应用较多。但用这种方法计算时应明确的是:按矩形柱计算时得出的内力要转换到异形柱上断面形心的位置。然后按矩形柱计算陪配筋;按矩形柱得出的轴压比应乘以矩形柱断面面积与异形柱断面而积之比值才是异形柱的轴压比。 4.2直接计算法 根据国内外的部分实验结果,进行统计分析,拟合成经验公式。即按T型截面分别计算出纵向力作用x轴及y轴,考虑相应的初始偏心距增大系数后,按仅考虑曲肘边纵向受力钢筋计算的偏心受压构件所能承载的纵向力Nx和Ny,然后以初始偏心距的截面边长的比值为参数进行修正。 4.3先配筋再复核法 对有经验的设计人员,在参考一些相关算例的前提下,可以先对异形柱配筋再复核截面就显得更为简便,截面复核时可分x轴和y轴均按T型截面分别复核。不论是哪种计算方法,都可以参与混凝土结构设计相关规范有关偏心受压构件的内容来进行计算。 五、异形柱框架结构的计算要点 5.1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,柱应具有足够打的截面尺寸,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。 5.2剪跨比的限制 剪跨比是反应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

异形柱 规范

1总则 1.0.1 为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。 1.0.2 本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度(O.10g,O.15g)和8度(0.20g)抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。 1.0.3 混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 异形柱specially-shaped column 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比不大于4的柱。 2.1.2 异形柱结构structure with specially-shaped columns 采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构 2.1.3 柱截面肢高肢厚比ratio of section height to section thickness of column leg 异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。 2.2 符号 2.2.1 作用和作用效应 Gj——第j层的重力荷载代表值; Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值; Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值; N——轴向力设计值; Vc——柱斜截面剪力设计值; VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力; Vj-—节点核心区剪力设计值; σi——第i个混凝土单元的应力; σj——第j个钢筋单元的应力。 2.2.2 材料性能 fc——混凝土轴心抗压强度设计值; ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值; fy——钢筋的抗拉强度设计值; fyV——箍筋的抗拉强度设计值。 2.2.3 几何参数 as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离; A——柱的全截面面积; Aci-—第i个混凝土单元的面积; Asj-—第j个钢筋单元的面积; Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积; Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积; bc-—验算方向的柱肢截面厚度; bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度; bj——节点核心区的截面有效验算厚度; d——纵向受力钢筋直径;

异形柱小结

异形柱小结(上海规程) 1. 异型柱的截面型式包括T形、十形、L形、Z形和一字形。 2. 异型柱每一肢的宽厚比(h c/b c)应小于5。58时, 为一般剪力墙。实质上,短肢剪力墙是传统的“柱”和传统的“墙”两种构件的过渡型式。 3. 异型柱结构体系中宜采用新型轻质填充墙体材料。 4. 异型柱结构的柱网尺寸不宜大于6m。(江苏规程) 5. 7度设防地区异型柱框架结构的最大适用高度为30m。 注:房屋高度指室外设计地坪至檐口处(当房屋为坡屋顶时,为屋面的中间高度处)的高度,不包括局部突出屋面的水箱、电梯间等部分。 6. 异型柱框架结构的最大高度:6度区不宜超过27m,不应超过35m,总层数不应超过12 层;7度区不应超过24m,总层数不应超过8层。(江苏规程) 7. 异型柱结构的高宽比(H/B)不宜大于4。 8. 异型柱结构的高宽比(H/B):6度区不宜大于5;7度区不宜大于4。(江苏规程) 9. 异型柱结构应采用现浇钢筋混凝土结构,不得采用装配式楼板。 10. 异型柱结构不宜设防震缝。 11. 异型柱结构宜设地下室。主要是考虑到底层异型柱的计算高度较大,侧移刚度较小,也 可以通过在±0.000标高处加设框架梁(底层架空)来解决。 12. 底层大空间的异型柱框架,底层柱应采用矩形柱。(江苏规程) 13. 楼板平面最远角点位移和楼层两端平均侧移之比不应大于1.5。 14. 现浇钢筋混凝土异型柱结构的顶层楼板厚度不宜小于130mm,地下室顶板厚度不宜小于 180mm,一般楼层现浇板厚度不宜小于110mm,且不应小于100mm。 15. 异型柱框架结构的抗震等级(7度设防):h≤24m时为三级;h>24m时为二级。 16. 异型柱框架结构的抗震等级:7度区H≤22m时为三级;H>22m时为二级;6度区H≤ 22m时为四级;H>22m时为三级。(江苏规程) 17. 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应考虑双向水平地震作用下的扭转影响。 18. 考虑非承重填充墙影响的周期折减系数ψT=0.75~0.85。当填充墙采用多孔砖和混凝土 小型砌块时,取ψT=0.75;采用加气混凝土砌块时,取ψT=0.85。 19. 考虑非承重填充墙影响的周期折减系数ψT=0.6~0.7。(江苏规程) 20. 框架梁的截面惯性矩增大系数:边框梁为1.5;中框梁为2.0。 21. 因为异型柱结构中柱肢的长度较大,故结构计算时应将梁柱节点考虑为刚域,即考虑支 座宽度,这样可减少梁的计算跨度。 22. 异型柱框架结构的内力于位移计算优先采用空间杆系有限元分析方法(可采用TAT软 件),对于平面形状和刚度明显不对称、不均匀的结构,计算分析应考虑扭转耦联影响。 (江苏规程) 23. 在竖向荷载作用下,可考虑框架梁梁端调幅,调幅系数可取0.8~0.9。 24. 异型柱结构按多遇地震作用下弹性方法计算的楼层层间位移与层高之比△u e/H j不宜超过 1/600。 25. 异型柱框架结构的水平位移限值(按《抗规》及《高规》执行):(江苏规程)

异形柱规范

1 总则 为在混凝土异形柱结构设计及施工中贯彻执行国家技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。 本规程主要适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度,和8度抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。 混凝土异形柱结构的设计及施工,除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语、符号 术语 异形柱 specially-shaped column 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比不大于4的柱。 异形柱结构 structure with specially-shaped columns 采用异形柱的框架结构和框架-剪力墙结构 柱截面肢高肢厚比 ratio of section height to section thickness of column leg 异形柱柱肢截面高度与厚度的比值。 符号 作用和作用效应 Gj——第j层的重力荷载代表值; Mbl、Mbr——框架节点左、右侧梁端弯矩设计值; Mx、My——对截面形心轴x、y的弯矩设计值; N——轴向力设计值; Vc——柱斜截面剪力设计值; VEKi-—第i层对应于水平地震作用标准值的剪力; Vj-—节点核心区剪力设计值; σi——第i个混凝土单元的应力;

σj——第j个钢筋单元的应力。 材料性能 fc——混凝土轴心抗压强度设计值; ft-—混凝土轴心抗拉强度设计值; fy——钢筋的抗拉强度设计值; fyV——箍筋的抗拉强度设计值。 几何参数 as'——受压钢筋合力点至截面近边的距离; A——柱的全截面面积; Aci-—第i个混凝土单元的面积; Asj-—第j个钢筋单元的面积; Asv--验算方向的柱肢截面厚度bc范围内同一截面箍筋各肢总截面面积; Asvj-—节点核心区有效验算宽度范围内同一截面验算方向的箍筋各肢总截面面积;bc-—验算方向的柱肢截面厚度; bf——垂直于验算方向的柱肢截面高度; bj——节点核心区的截面有效验算厚度; d——纵向受力钢筋直径; dv——箍筋直径; ea——附加偏心距; e1-—初始偏心距; e0--轴向力对截面形心的偏心距; eix--轴向力对截面形心轴y的初始偏心距; eiy--轴向力对截面形心轴x的初始偏心距; hb-—梁截面高度; hb0-—梁截面有效高度; hc-—验算方向的柱肢截面高度; hf----垂直于验算方向的柱肢截面厚度;

(完整版)异形柱结构设计要点

异形柱结构设计要点3.1.2 异形柱结构适用的房屋最大高度应符合表 3.1.2的要求。 表3.1.2 异形柱结构适用的房屋最大高度(m) 结构体系非抗震设计 抗震设计 6度7度8度0.05g 0.10g 0.15g 0.20g 框架结构24 24 21 18 12 框架-剪力墙结构45 45 40 35 28 注:1 房屋高度指室外地面至主要屋面板的高度(不包括局部突出屋顶部分); 2 框架-剪力墙结构在基本振型地震作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆 力矩的50%时,其适应的房屋最大高度可比框架结构适当增加; 3 平面和竖向均不规则的异形柱结构或Ⅳ类场地上的异形柱结构,适应的房屋最大高度应适当降低; 4 底部抽柱带转换层的异形柱结构,适应的房屋最大高度应符合本规程附录A的规定; 5 房屋高度超过表内规定的数值时,结构设计应有可靠依据,并采取有效的加强措施。 3.1.4 异形柱结构体系应通过技术、经济和使用条件的综合分析比较确定,除应符合国家现行标准对 一般钢筋混凝土结构的有关要求外,还应符合下列规定: 1 异形柱结构中不应采用部分由砌体墙承重的混合结构形式; 2 抗震设计时,异形柱结构不应采用多塔、连体和错层等复杂结构形式,也不应采用单跨框架结构; 3 异形柱结构的楼梯间、电梯井应根据建筑布置及结构抗侧向作用的需要,合理地布置剪力墙或一般 框架柱; 4 异形柱结构的柱、梁、剪力墙均应采用现浇结构。 3.1.5 异形柱结构的填充墙与隔墙应符合下列要求: 1 填充墙与隔墙应优先采用轻质墙体材料,根据不同条件选用非承重砌体或墙板; 2 墙体厚度应与异形柱柱肢厚度协调一致,墙身应满足保温、隔热、节能、隔声、防水和防火等要求; 3 填充墙和隔墙的布置、材料强度和连接构造应符合国家现行标准的有关规定。 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。 3.2.3 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;

异形柱结构设计问题综述

异形柱结构设计问题综述 1概述 住宅开发商及用户对建筑住宅中柱甚至主梁不突出墙面的呼吁,日益高涨,从而极大地推动了柱截面形式的变革,促使异形柱结构的诞生,并在全国广大地区蓬勃发展。异形柱指的是除矩形、圆形以外的截面形式,如T形、十字形、形等截面形式它的优点是,柱肢基本与填充墙等厚,使室内不出现柱楞,便于室内灵活布置,又可增加使用面积。异形柱结构分为异形柱框架结构和异形柱框架一剪力墙结构,各种结构各有不同的适用高度,且均比普通柱结构要求更严。 2异形柱的受力性能 2.1承载能力 异形柱不同于矩形柱,它由多肢组成,柱肢截面高度与柱肢宽度的比值一般在2~4,墙肢平面内外2个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异。 2.2变形特征 一般住宅的层高在2_8~3.0m,异形柱肢厚在200mm左:占,异形柱为了获得足够的承载力,肢长一般不会太小,这就容易造成柱剪跨比过小,形成短柱(柱净高H/柱肢长h小于4),以剪切变形为主,构件变形能力下降。即使存在轴压比较小的柱H/h>4,由于异形柱属薄壁构件,也会因截面曲率M/EI或ecufX(ecu为混凝土的极限压应变,x为截面受压区高度)较小,使弯曲变形性能有限,延性较差。 2.3破坏机理

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混凝土协调变形,这种变形协调,使各柱肢内存在比较大的翘曲应力和剪应力。而该剪应力的存在,使柱肢极易先出现裂缝,即产生腹剪裂缝,使得各肢的核心混凝土处于三向剪力状态,导致异形柱脆性增加,使得异形柱较普通截面柱变形能力低。同时,异形柱存在着单纯翼缘柱肢受压的情况,其延性更差,不对称截面导致不对称延性。当荷载作用在腹板平面内,翼缘在受拉侧,异形柱小偏压脆性破坏;翼缘在受压侧时,异形柱大偏压延性破坏。由国内外大量的试验资料和理论分析表明,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、剪跨比、配箍率以及箍筋问距S与纵筋直径d的比值等。异形柱由于其截面的特殊性及受力性能的复杂性,在设计中,必须通过可靠的计算分析和必要的构造措施,来保证其强度和延性。 3异形柱的计算分析 3.1计算方法 在低烈度区,且水平力作用在截面对称轴内时(如异形柱为十字形),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,按混凝土设计规范计算。而在高烈度区,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,应选用带有异形柱计算功能的软件,如中国建筑科学研究院的TAT,SATWE程序等。TBSA软件不能直接输入异形柱的截面形式,需按柱子双向刚度相等原则,将异形截面简化为矩形截面,但此时存在面积误差,

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