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      《混凝土異形柱結構技術規程》JGJ 149-2006

      5057

      1總 則

      1.0.1 為在混凝土異形柱結構設計及施工中貫徹執行國家技術經濟政策,做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量,制定本規程。
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      1.0.2 本規程主要適用于非抗震設計和抗震設防烈度為6度、7度(0.10g,0.15g)和8度(0.20g)抗震設計的一般居住建筑混凝土異形柱結構的設計及施工。
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      1.0.3 混凝土異形柱結構的設計及施工,除應符合本規程的規定外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
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      2術語、符號

      2.1 術 語

      2.1.1 異形柱 specially shaped column

      截面幾何形狀為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 異形柱結構 structure with specially shaped columns

      采用異形柱的框架結構和框架-剪力墻結構。

      2.1.3 柱截面肢高肢厚比 ratio of section height to section thickness of column 1eg

      異形柱柱肢截面高度與厚度的比值。
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      2.2 符號

       


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      3結構設計的基本規定

      3.1 結構體系

      3.1.1 異形柱結構可采用框架結構和框架—剪力墻結構體系。

      根據建筑布置及結構受力的需要,異形柱結構中的框架柱,可全部采用異形柱,也可部分采用一般框架柱。

      當根據建筑功能需要設置底部大空間時,可通過框架底部抽柱并設置轉換梁,形成底部抽柱帶轉換層的異形柱結構,其結構設計應符合本規程附錄A的規定。
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      3.1.2 異形柱結構適用的房屋最大高度應符合表3.1.2的要求。
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      3.1.3 異形柱結構適用的最大高寬比不宜超過表3.1.3的限值。
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      3.1.4 異形柱結構體系應通過技術、經濟和使用條件的綜合分析比較確定,除應符合國家現行標準對一般鋼筋混凝土結構的有關要求外,還應符合下列規定:

      1 異形柱結構中不應采用部分由砌體墻承重的混合結構形式;

      2 抗震設計時,異形柱結構不應采用多塔、連體和錯層等復雜結構形式,也不應采用單跨框架結構;

      3 異形柱結構的樓梯間、電梯井應根據建筑布置及結構抗側向作用的需要,合理地布置剪力墻或一般框架柱;

      4 異形柱結構的柱、梁、剪力墻均應采用現澆結構。
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      3.1.5 異形柱結構的填充墻與隔墻應符合下列要求:

      1 填充墻與隔墻應優先采用輕質墻體材料,根據不同條件選用非承重砌體或墻板;

      2 墻體厚度應與異形柱柱肢厚度協調一致,墻身應滿足保溫、隔熱、節能、隔聲、防水和防火等要求;

      3 填充墻和隔墻的布置、材料強度和連接構造應符合國家現行標準的有關規定。
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      3.2 結構布置

      3.2.1 異形柱結構宜采用規則的結構設計方案。抗震設計的異形柱結構應符合抗震概念設計的要求,不應采用特別不規則的結構設計方案。
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      3.2.2 抗震設計時,對不規則異形柱結構的定義和設計要求,除應符合國家現行標準外,尚應符合本規程第3.2.4條和第3.2.5條的有關規定。
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      3.2.3 異形柱結構的平面布置應符合下列要求:

      1 異形柱結構的一個獨立單元內,結構的平面形狀宜簡單、規則、對稱,減少偏心,剛度和承載力分布宜均勻;

      2 異形柱結構的框架縱、橫柱網軸線宜分別對齊拉通;異形柱截面肢厚中心線宜與框架梁及剪力墻中心線對齊;

      3 異形柱框架-剪力墻結構中剪力墻的最大間距不宜超過表3.2.3的限值(取表中兩個數值的較小值),當剪力墻之間的樓蓋、屋蓋有較大開洞時,剪力墻間距應比表中限值適當減小。當剪力墻間距超過限值時,在結構計算中應計入樓蓋、屋蓋平面內變形的影響。底部抽柱帶轉換層異形柱結構的剪力墻間距宜符合本規程附錄A的有關規定。


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      3.2.4 異形柱結構的豎向布置應符合下列要求:

      1 建筑的立面和豎向剖面宜規則、均勻,避免過大的外挑和內收;

      2 結構的側向剛度沿豎向宜均勻變化,避免抗側力結構的側向剛度和承載力沿豎向的突變,豎向結構構件的截面尺寸和材料強度不宜在同一樓層變化;

      3 異形柱框架-剪力墻結構體系的剪力墻應上下對齊連續貫通房屋全高。
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      3.2.5 不規則的異形柱結構,其抗震設計尚應符合下列要求:

      1 扭轉不規則時,樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的比值不應大于1.45;

      2 樓層承載力突變時,其薄弱層地震剪力應乘以1.20的增大系數;樓層受剪承載力不應小于相鄰上一樓層的65%;

      3 豎向抗側力構件不連續(底部抽柱帶轉換層異形柱結構)時,該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應乘以1.25~1.5的增大系數;

      4 受力復雜部位的異形柱,宜采用一般框架柱。
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      3.3 結構抗震等級

      3.3.1 抗震設計時,異形柱結構應根據結構體系、抗震設防烈度和房屋高度,按表3.3.1的規定采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。
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      3.3.2 框架-剪力墻結構,在基本振型地震作用下,當框架部分承受的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50%時,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定。

      3.3.3 當異形柱結構的地下室頂層作為上部結構的嵌固端時,地下一層結構的抗震等級應按上部結構的相應等級采用,地下一層以下的抗震等級可根據具體情況采用三級或四級。
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      4結構計算分析

      4.1 極限狀態設計

      4.1.1 居住建筑異形柱結構的安全等級應采用二級。
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      4.1.2 異形柱結構的設計使用年限不應少于50年。
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      4.1.3 異形柱結構應進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的計算和驗算。
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      4.1.4 異形柱結構中異形柱正截面、斜截面及梁柱節點承載力應按本規程第5章的規定進行計算;其他構件的承載力計算應遵守國家現行相關標準的規定。
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      4.1.5 異形柱結構構件承載力應按下列公式驗算:

      4.1.6 異形柱結構的構件截面設計應根據實際情況,按國家現行標準的有關規定進行豎向荷載、風荷載和地震作用效應分析及作用效應組合,并取最不利的作用效應組合作為設計的依據。

      4.1.7 異形柱結構應進行風荷載、地震作用下的水平位移驗算。


      4.2 荷載和地震作用

      4.2.1 異形柱結構的豎向荷載、風荷載及雪荷載等取值及組合應符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009的有關規定。

      4.2.2 異形柱結構抗震設防烈度和設計地震動參數應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011的有關規定確定;對已編制抗震設防區劃的地區,可按批準的抗震設防烈度或設計地震動參數進行抗震設防。
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      4.2.3 抗震設防烈度為6度、7度(0.10g、0.15g)及8度(0.20g)的異形柱結構應進行地震作用計算及結構抗震驗算。
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      4.2.4 異形柱結構的地震作用計算,應符合下列規定:

      1 一般情況下,應允許在結構兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算,各方向的水平地震作用應由該方向抗側力構件承擔,7度(0.15g)及8度(0.20g)時尚應對與主軸成45°方向進行補充驗算;

      2 在計算單向水平地震作用時應計入扭轉影響;對扭轉不規則的結構,水平地震作用計算應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響。
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      4.2.5 異形柱結構地震作用計算宜采用振型分解反應譜法,不規則的異形柱結構的地震作用計算應采用扭轉耦聯振型分解反應譜法。
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      4.3 結構分析模型與計算參數

      4.3.1 在豎向荷載、風荷載或多遇地震作用下,異形柱結構的內力和位移可按彈性方法計算。框架梁及連梁等構件可考慮在豎向荷載作用下梁端局部塑性變形引起的內力重分布。
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      4.3.2 異形柱結構的分析模型應符合結構的實際受力狀況,異形柱結構的內力和位移分析應采用空間分析模型,可選擇空間桿系模型、空間桿-薄壁桿系模型、空間桿-墻板元模型或其他組合有限元等分析模型。

      規則結構初步設計時,也可采用平面結構空間協同模型估算。
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      4.3.3 異形柱結構按空間分析模型計算時,應考慮下列變形:

      ——梁的彎曲、剪切、扭轉變形,必要時考慮軸向變形;

      ——柱的彎曲、剪切、軸向、扭轉變形;

      ——剪力墻的彎曲、剪切、軸向、扭轉變形,當采用薄壁桿系分析模型時,還應考慮翹曲變形。
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      4.3.4 異形柱結構內力與位移計算時,可假定樓板在其自身平面內為無限剛性,并應在設計中采取措施保證樓板平面內的整體剛度。

      對樓板大洞口的不規則類型,計算時應考慮樓板平面內的變形,或對采用樓板平面內無限剛性假定的計算結果進行適當調整。
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      4.3.5 異形柱結構內力與位移計算時,樓面梁剛度增大系數、梁端負彎矩和跨中正彎矩調幅系數、扭矩折減系數、連梁剛度折減系數的取值,以及框架—剪力墻結構中框架部分承擔的地震剪力調整要求,可根據國家現行標準按一般混凝土結構的有關規定采用。
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      4.3.6 計算各振型地震影響系數所采用的結構自振周期,應考慮非承重填充墻體對結構整體剛度的影響予以折減。
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      4.3.7 異形柱結構的計算自振周期折減系數ψT可按下列規定取值:

      1 框架結構可取0.60~0.75;

      2 框架—剪力墻結構可取0.70~0.85。
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      4.3.8 設計中所采用的異形柱結構分析軟件的技術條件,應符合本規程的有關規定。軟件應經考核驗證和正式鑒定,對結構分析軟件的計算結果應經分析判斷,確認其合理有效后方可用于工程設計。
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      4.4 水平位移限值

      4.4.1 在風荷載、多遇地震作用下,異形柱結構按彈性方法計算的樓層最大層間位移應符合下式要求:

      4.4.2 7度抗震設計時,底部抽柱帶轉換層的異形柱結構、層數為10層及10層以上或高度超過28m的豎向不規則異形柱框架-剪力墻結構,宜進行罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算。彈塑性變形的計算方法,可采用靜力彈塑性分析方法或彈塑性時程分析方法。

      4.4.3 罕遇地震作用下,異形柱結構的彈塑性層間位移應符合下式要求:


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      5截面設計

      5.1 異形柱正截面承載力計算

      5.1.1 異形柱正截面承載力計算的基本假定應按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010第7.1.2條的規定采用。
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      5.1.2 異形柱雙向偏心受壓的正截面承載力可按下列方法計算:

      1 將柱截面劃分為有限個混凝土單元和鋼筋單元(圖5.1.2-1),近似取單元內的應變和應力為均勻分布,合力點在單元形心處;

       

      2 截面達到承載能力極限狀態時各單元的應變按截面應變保持平面的假定確定;

      3 混凝土單元的壓應力和鋼筋單元的應力應按本規程第5.1.1條的假定確定;

      4 無地震作用組合時異形柱雙向偏心受壓的正截面承載力應按下列公式計算(圖5.1.2-1)

      5 有地震作用組合時異形柱雙向偏心受壓正截面承載力應 按公式(5.1.2-1)~(5.1. 2-8)計算,但在公式(5.1.2-1)~ (5.1.2-3)右邊應除以相應的承載力抗震調整系數γRE。γRE應按本規程第5.1.8條采用。

       

       

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