鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程_第1頁
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鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程_第3頁
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文檔簡介

鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

1總則

1.0.1為在鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中貫徹執(zhí)行國家技術(shù)政策,做到安全適用、技術(shù)先進、

經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量,制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于非抗震設(shè)計和抗震設(shè)防烈度為6度、7度抗震設(shè)計的標準設(shè)防類(丙類)民用建

筑。

1.0.3本規(guī)程是以我國現(xiàn)行標準《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB50068,《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》

GB50009,《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)》GB50010.《建筑抗震設(shè)計規(guī)》GB5001K《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗

收規(guī)》GB50204,《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149和其他有關(guān)規(guī)為依據(jù),以有關(guān)科研成果和工程

經(jīng)驗為基礎(chǔ)編制的。鋼筋混凝土異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工,除應符合本規(guī)程的規(guī)定外,尚應符合國家

現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。

2術(shù)語和符號

2.1術(shù)語

2.1.1異形柱speciallyshapedcolumn

截面幾何形狀為L形、T形和十字形,且截面各肢的肢高與肢厚比不大于4的鋼筋混凝土柱。

2.1.2異形柱結(jié)構(gòu)structurewithspeciallyshapedcolumns

異形柱框架結(jié)構(gòu)和異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的總稱。

2.1.3異形柱框架結(jié)構(gòu)framestructurewithspeciallycolumns

由梁和異形柱或部分異形柱組成的框架結(jié)構(gòu)。

2.1.4異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)frame-shearwallstructurewithspeciallycolumns由異形柱

框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。

2.1.5柱肢limbofcolumn

異形柱截面相互垂直的兩部分。

2.1.6翼緣flange

異形柱截面中垂直于框架主軸方向的柱肢。

2.1.7腹板wed

異形柱截面中平行于框架主軸方向的柱肢。

2.1.8柱肢高厚比ratiooflengthtothicknessoflimb

異形柱的肢高度與肢厚度的比值。

2.1.9轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件transfermember

完成上部樓層到下部樓層的結(jié)構(gòu)形式轉(zhuǎn)變或上部樓層到下部樓層結(jié)構(gòu)布置改變而設(shè)置的結(jié)構(gòu)構(gòu)

件,如轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換板等。

2.1.10轉(zhuǎn)換層transferstory

轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件所在的樓層。

2.2符號

2.2.1材料性能

&——混凝土彈性模量;

&一一鋼筋彈性模量;

£——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;

£一一混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值;

£、f———鋼筋抗拉、抗壓強度設(shè)計值;

九一一箍筋抗拉強度設(shè)計值。

2.2.2作用和作用效應

G,—第j.層的重力荷載代表值;

M'.r——框架節(jié)點左、右側(cè)梁端彎矩設(shè)計值;

"、必---截面中性軸X、y向的彎矩設(shè)計值;

N-軸向力設(shè)計值;

/—剪力設(shè)計值;

控“一一第二層對應于水平地震作用標準值的剪力;

匕一節(jié)點核心區(qū)翦力設(shè)計值;

——第】?個混凝土單元的應力;

。7---第J個鋼筋單元的應力。

2.2.3幾何參數(shù)

*,一一受壓鋼筋合力點至截面近邊的距離;

A----柱的全截面面積;

4,^一一第1.個混凝土單元的面積;

4,一一第/個鋼筋單元面積;

4,一一驗算方向的柱肢截面厚度反圍同一截面箍筋各肢總截面面積;

4〃一一節(jié)點核心區(qū)有效驗算寬度圍同一截面驗算方向的箍筋各股總截面面積;

4一一驗算方向的柱肢截面厚度;

b——垂直于驗算方向的柱肢截面高度;

力一一節(jié)點核心區(qū)的截面有效驗算厚度;

d——縱向受力鋼筋直徑;

&----箍筋直徑;

&----附加偏心距;

ei----初始偏心距;

的一一軸向力對截面形心的偏心距;

e“一一軸向力對截面形心軸y的初始偏心距;

——軸向力對截面形心軸x的初始偏心距;

A------梁截面高度;

----梁截面有效高度;

he---驗算方向的柱肢截面高度;

A——垂直于驗算方向的柱肢截面厚度;

h,一一第2?層樓層層高;

h,——節(jié)點核心區(qū)的截面高度;

兒一一驗算方向的柱肢截面有效高度;

//一房屋總高度;

〃一一節(jié)點上、下層柱反彎點之間的距離;

h--柱的計算長度;

r.一一柱截面對垂直于彎矩作用方向形心軸的回轉(zhuǎn)半徑;

人"一一柱截面最小回轉(zhuǎn)半徑;

5--------箍筋間距;

%八K,^—―第/個混凝土單元的形心坐標;

/八YsJ-第j,個鋼筋單元的形心坐標;

左、Io------截面形心坐標;

a——彎矩作用方向角;

〃----柱的凈高度;

Io——對截面形心軸的慣性矩;

J.一一框架梁截面按矩形計算的慣性矩。

2.2.4系數(shù)及其他

A一一框架柱的剪跨比;

41------配箍特征值;

----軸壓比;

——節(jié)點核心區(qū)剪力增大系數(shù);

一一承載力抗震調(diào)整系數(shù);

3——節(jié)點核心區(qū)翼緣影響系數(shù);

工一一節(jié)點核心區(qū)截面高度影響系數(shù);

八一一節(jié)點核心區(qū)軸壓比影響系數(shù);

一一偏心距增大系數(shù);

。一一全部縱向受力鋼筋配筋率;

。而“一一全部縱向受力鋼筋最小配筋率;

o皿一一全部縱向受力鋼筋最大配筋率;

Pv-----箍筋體積配箍率;

外一一考慮非承重填充墻剛度對結(jié)構(gòu)自振周期影響的折減系數(shù);

nc混凝土單元總數(shù);

n.——鋼筋單元總數(shù);

£一一相對界限受壓區(qū)高度;

員一一混凝土強度影響系數(shù)。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求

3.1結(jié)構(gòu)體系

3.1.1本規(guī)程適用的結(jié)構(gòu)體系是現(xiàn)澆鋼筋混凝土異形柱框架(包括底部為矩形柱或圓形柱,上部為異

形柱的框架)、部分框支異形柱框架、異形柱框架一剪力墻(不包括部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系)。

注:1.部分框支異形柱框架結(jié)構(gòu)體系是指底部為大開間矩形柱框架、上部為小開間異形柱框架的結(jié)構(gòu)體系,其結(jié)構(gòu)

設(shè)計應符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。

2.部分框支異形框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計,應符合《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ149中《底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的

異形柱結(jié)構(gòu)》的有關(guān)規(guī)定。

3.1.2異形柱結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度應符合表3.1.2的要求。

表3.1.2異形柱結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度(m)

抗震設(shè)計

結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計6度7度

0.05g0.10g0.15g

框架結(jié)構(gòu)24242118

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)45454035

部分框支異形柱框架結(jié)構(gòu)212118-

注:1房屋高度指室外地面至主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?/p>

2平面和豎向均不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)或IV類場地上的異形柱結(jié)構(gòu),適用的最大高度應適當降低;

3當房屋高度超過表中規(guī)定時,結(jié)構(gòu)設(shè)計應進行專門論證,并采取有效的加強措施。

3.1.3異形柱結(jié)構(gòu)房屋的最大高寬比不宜超過表3.1.3的限值。

表3.1.3異形柱結(jié)構(gòu)的最大高寬比

抗震設(shè)計

結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計6度7度

0.05g0.10g0.15g

框架結(jié)構(gòu)4.543.53

框架一剪力墻結(jié)構(gòu)554.54

部分框支異形柱框架結(jié)構(gòu)4.543.5-

3.1.4異形柱結(jié)構(gòu)房屋的柱網(wǎng)尺寸不宜大于7.2m。

3.1.5異形柱結(jié)構(gòu)房屋應采用現(xiàn)澆樓、屋面結(jié)構(gòu)。

3.1.6異形柱結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計,除應符合現(xiàn)行國家標準對一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定外,尚

應符合下列要求:

1異形柱結(jié)構(gòu)中不應采用部分由砌體墻承重的混合結(jié)構(gòu)形式;

2異形柱結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計時不應采用單跨框架結(jié)構(gòu);

3異形柱結(jié)構(gòu)的樓梯間、電梯井可根據(jù)建筑布置及結(jié)構(gòu)抗側(cè)向作用的需要,合理地布置剪力墻或

一般框架柱;

4抗震設(shè)計時,異形柱結(jié)構(gòu)不應采用多塔、連體和錯層等復雜結(jié)構(gòu)形式。

3.2結(jié)構(gòu)抗震等級

3.2.1異形柱結(jié)構(gòu)房屋應根據(jù)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)體系和房屋高度,采用不同的抗震等級,并應符合

相應的計算和構(gòu)造措施要求,結(jié)構(gòu)抗震等級應按表3.2.1采用。

表3.2.1異形柱結(jié)構(gòu)的抗震等級

抗震設(shè)防烈度

結(jié)構(gòu)體系6度7度

0.05g0.10g0.15g

框架結(jié)高度(m)W21>21W21>21W18>18

構(gòu)框架四三三一三(二)二(-)

框架一高度5)W30>30W30>30W30>30

剪力墻框架四三三二三(二)二(二)

結(jié)構(gòu)剪力墻三三二二二。二(-)

部分框高度(m)08>18W15>15

支異形框架四三三二

柱框架框支層

三三二二

結(jié)構(gòu)框架

注:1房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú话ň植客怀鑫蓓敳糠郑?

2建筑場地為I類時,除6度外,應允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度所對應的抗震等級采取抗震構(gòu)造措施,但

相應的計算要求不應降低;

3對7度(0.15g)時建于IH類、IV類場地的異形柱框架結(jié)構(gòu)和異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu),應按表中括號所示的

抗震等級采取抗震構(gòu)造措施;

4接近或等于高度分界線時,應結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級。

3.2.2異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)

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(jié)構(gòu)確定,最大適用高度可比異形柱框架結(jié)

構(gòu)適當增加。

3.2.3裙房與主樓相連時,裙房的抗震等級除應按裙房本身確定外,且不應低于主樓的抗震等級;主

樓結(jié)構(gòu)在裙房頂層及相鄰上下各一層應適當加強抗震構(gòu)造措施。

3.2.4地下室不宜采用異形柱結(jié)構(gòu),當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜慨愋沃Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時,地下一層結(jié)構(gòu)

的抗震等級應與上部結(jié)構(gòu)相同,地下一層以下的抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或四級。

3.3結(jié)構(gòu)布置

3.3.1異形柱結(jié)構(gòu)房屋宜采用規(guī)則的設(shè)計方案,抗震設(shè)計時,異形柱結(jié)構(gòu)房屋的建筑設(shè)計應符合抗震

概念設(shè)計的要求,不規(guī)則的建筑方案應按規(guī)定采取加強措施,不得采用特別不規(guī)則的建筑方案。

3.3.2抗震設(shè)計時,對不規(guī)則異形柱結(jié)構(gòu)的定義和設(shè)計要求,除應符合《建筑抗震設(shè)計規(guī)》GB500U

第3.4節(jié)的規(guī)定外,尚應符合本規(guī)程第3.3.4條和第3.3.5條的有關(guān)規(guī)定。

3.3.3異形柱結(jié)構(gòu)的平面布置應符合下列要求:

1異形柱結(jié)構(gòu)的一個獨立單元,結(jié)構(gòu)的平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱,減少偏心,剛度和承載力

分布宜均勻;

2異形柱框架及剪力墻均應雙向設(shè)置,縱、橫向柱網(wǎng)軸線宜分別對齊拉通,剪力墻中心線宜與框

架梁和異形柱中心線對齊;

3異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,當剪力墻之間的樓蓋、屋蓋無大洞口時,剪力墻的最大間距不宜

超過表3.3.3的限值(取表中兩個數(shù)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?。划敿袅﹂g距超過限值時,在結(jié)構(gòu)計算中應計入樓蓋、屋蓋平面變形的

影響。

表3.3.3剪力墻最大間距(m)

抗震設(shè)計

非抗震設(shè)計6度7度

0.05g0.10g0.15g

4.5B,554.0B,503.5B,453.OB,40

注:表中B為樓蓋寬度(m).

3.3.4異形柱結(jié)構(gòu)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(guī)則、均勻,避免過大的外挑和收;

2結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化,避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力沿豎向突變,豎向結(jié)

構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸和材料強度不宜在同一樓層變化;

3異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系的剪力墻應上下對齊連續(xù)貫通房屋全高。

3.3.5不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu),其抗震設(shè)計尚應符合下列要求:

1扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時,樓層豎向構(gòu)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(shù),樓層受剪承載力不應小于相

鄰上一樓層的65%;

3豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時,該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震力應乘以5的增大系數(shù);

4受力復雜部位的異形柱,宜采用一般框架柱。

3.3.6抗震設(shè)計時,異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻,其底部加強部位可為底部兩層。

3.4材料

3.4.1混凝土的強度等級不應高于C50;抗震等級為二級的框架梁、框架柱、剪力墻、節(jié)

點核心區(qū)不應低于C30,其他情況下不應低于C25。

3.4.2抗震設(shè)計時,異形柱結(jié)構(gòu)的鋼筋應符合下列要求:

1縱向受力鋼筋直選用符合抗震性能指標的HRB400級熱軋鋼筋,也可采用符合抗震性能指標的

HRB335級熱軋鋼筋;箍筋宜選用符合抗震性能指標的HRB335、HRB400級熱軋鋼筋。

2抗震等級為二級的框架結(jié)構(gòu),其縱向受力鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應

小于1.25,鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于1.3,且鋼筋在最大拉力下的總伸長

率實測值不應小于9%o

注:鋼筋的檢驗方法應符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)》GB50204的規(guī)定。

3.4.3異形柱結(jié)構(gòu)的外圍護墻與隔墻,其所用材料宜符合下列要求:

1應優(yōu)先采用輕質(zhì)材料,可根據(jù)不同條件選用砌體或墻板;

2當選用砌體墻時,塊體的強度等級不宜低于MU5;砌筑砂漿強度等級不宜低于M5,抗震設(shè)計時

不應低于M5o

4荷載和地震作用

4.1豎向荷載

4.1.1豎向荷載標準值應按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》GB50009的規(guī)定采用o

4.2風荷載及雪荷載

4.2.1基本雪壓及風壓應按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》GB50009給出的50年一遇的雪壓和風壓采用。

4.3地震作用

4.3.1異形柱結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度可采用中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度(或與設(shè)計基本地震加

速度值對應的烈度值)。對已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的地區(qū),可按批準的抗震設(shè)防烈度或設(shè)計地震動參數(shù)進

行抗震設(shè)防。

4.3.2抗震設(shè)防烈度為6度、7度(0.10g、0.15g)的異形柱結(jié)構(gòu)應進行地震作用計算及結(jié)構(gòu)抗震驗算。

4.3.3異形柱結(jié)構(gòu)的地震作用計算,應符合下列規(guī)定:

1一般情況下,應在結(jié)構(gòu)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(cè)力構(gòu)件承擔。7度(0.15g)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(zhuǎn)影響;對扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的結(jié)構(gòu),水平地震作用計算應計入

雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。

4.3.4異形柱結(jié)構(gòu)房屋的地震作用宜采用振型分解反應譜法計算。高度不超過40m,以剪切變形為主

且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡化方法計算。

4.3.5計算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期,應考慮非承重填充墻體對結(jié)構(gòu)整體剛度的影

響予以折減。

4.3.6考慮水平地震作用的扭轉(zhuǎn)影響時,可按下列規(guī)定計算其地震作用和作用效應:

1規(guī)則結(jié)構(gòu)不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時,平行于地震作用方向的兩個邊榴,其地震作用效應宜乘以增

大系數(shù)。一般情況下,短邊可按1.15采用,長邊可按1.05采用;當扭轉(zhuǎn)剛度較小時,宜按不小于1.3

采用。

2考慮雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應,可按下列公式中的較大值確定:

SEK=+(O.85SY)2(4.3.6-1)

SEK=Js;+(O.85SX)2(4.3.6-2)

式中:SEK一—地震作用標準值的扭轉(zhuǎn)效應;

Sx、SY一一分別為X向、y向單向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應。

4.3.7抗震驗算時,結(jié)構(gòu)任一樓層的最小水平地震剪力應符合下式要求:

④3.7)

式中:ZKi一一第/層對應于水平地震作用標準值的樓層剪力;

A一一剪力系數(shù),不應小于表4.3.7規(guī)定的樓層最小地震剪力系數(shù)值,對豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的

薄弱層,尚應乘以1.15的增大系數(shù);

G.——第J層的重力荷載代表值。

表4.3.7樓層最小地震剪力系數(shù)值

項目7度

0.10g0.15g

扭轉(zhuǎn)效應明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)0.0160.024

5結(jié)構(gòu)計算

5.1一般規(guī)定

5.1.1異形柱結(jié)構(gòu)房屋的力和位移應按彈性分析方法計算,并考慮各抗側(cè)力構(gòu)件共同工作。框架梁可

考慮在豎向荷載作用下梁端局部塑性變形引起的力重分布。

5.1.2異形柱結(jié)構(gòu)的分析模型應符合結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài),異形柱結(jié)構(gòu)的力和位移計算應采用空間分

析模型。

5.1.3梁、柱慣性矩可按下列方法取值:

異形柱:/=/。

邊框架梁:

中框架梁:I=2.0/v

式中:/?一一對截面中和軸的慣性矩;

Ix一一框架梁截面按矩形(不計翼緣兩側(cè))截面計算的慣性矩。

5.1.4考慮水平作用進行結(jié)構(gòu)的力與位移計算時,可假定樓板在其自身平面為無限剛性,并應在設(shè)計

中采取措施保證樓板平面的整體剛度。

對樓板大洞口的不規(guī)則類型,計算時應考慮樓板平面的變形,或?qū)Σ捎脴前迤矫鏌o限剛性假定的

計算結(jié)果進行適當調(diào)整。

5.1.5異形柱框架計算跨度應按下述方法取值:邊柱軸線取異形柱柱截面翼緣邊線;中柱軸線取異形

柱柱肢截面中性軸,相鄰兩柱軸線之間的距離即為框架計算跨度。

5.1.6計算框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的力和變形時,其剪力墻應計入端部翼墻的共同工作。翼墻的有效長度,

每側(cè)由墻面算起可取相鄰剪力墻凈間距的一半、至門窗洞口的墻長度及剪力墻總高度的15%三者的最小

值。

5.1.7結(jié)構(gòu)抗震計算時,剪力墻連梁的剛度可折減,折減系數(shù)不宜小于0.50。

5.1.8側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框架一剪力墻結(jié)構(gòu),任一層框架部分的地震剪力,不應小于結(jié)

構(gòu)底部總地震剪力的20%和按框架一剪力墻結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者

的較小值。

5.2結(jié)構(gòu)的水平位移限值

5.2.1在風荷載、多遇地震作用下,異形柱結(jié)構(gòu)房屋按彈性方法計算的樓層最大層間位移應符合下式

要求:

(5.2.1)

式中:一一風荷載、多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層最大彈性層間位移;

[Q]——彈性層間位移角限值,宜按表5.2.1采用;

h—計算樓層層高。

表5.2.1彈性層間位移角限值

結(jié)構(gòu)類型陽

框架、部分框支異形柱框架1/600

框架-剪力墻1/850

5.2.27度抗震設(shè)計時,部分框支異形柱結(jié)構(gòu)以及層數(shù)為10層及10層以上或高度超過28m的豎向不

規(guī)則異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu),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。

5.2.3罕遇地震作用下,異形柱結(jié)構(gòu)的彈塑性層間位移應符合下式要求:

△%=[4]/?(5.2.3)

式中:一—罕遇地震作用標準值產(chǎn)生的彈塑性層間位移;

[4]——彈塑性層間位移角限值,可按表5.2.3采用。

表5.2.3彈塑性層間位移角限值

結(jié)構(gòu)類型k]

框架、部分框支異形柱框架1/60

框架-剪力墻1/110

5.3計算要點

5.3.1二、三級抗震等級框架的梁柱節(jié)點處,除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者外,柱端組合的彎

矩設(shè)計值應符合下式要求:

£Mc=z£Mb(5.3.1)

式中:一一節(jié)點上、下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和,上、下柱端的彎

矩設(shè)計值,可按彈性分析分配;

ZAA,——節(jié)點左、右梁端,按反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和的較大值;

名——柱端彎矩增大系數(shù),二級取1.3,三級取1.1。

當反彎點不在柱的層高圍時,柱端截面組合的彎矩設(shè)計值可乘以上述柱端彎矩增大系數(shù)。

5.3.2二、三級抗震等級框架結(jié)構(gòu)的底層,柱下端截面的彎矩設(shè)計值,應分別乘以系數(shù)1.4和1.2確

定。

5.3.3二、三級抗震等級的角柱,其彎矩、剪力設(shè)計值應按本規(guī)程5.3.1和5.3.2條調(diào)整后乘以不小

于1.1的增大系數(shù)。

5.3.4二、三級抗震等級的框架梁和剪力墻中跨高比大于2.5的連梁,其梁端截面組合的剪力設(shè)計值

應按下式調(diào)整:

V=7vb(^+Mj/Z?+VGb(5.3.4)

式中:V一一梁端截面組合的剪力設(shè)計值;

/,,——梁的凈跨;

VGb一一梁在重力荷載代表值作用下,按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值;

一一分別為梁左、右端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值;

―梁端剪力增大系數(shù),二級取1.2,三級取1.1。

5.3.5二、三級抗震等級的框架柱,其組合的剪力設(shè)計值應按下式調(diào)整:

V=(5.3.5)

式中:V—柱端截面組合的剪力設(shè)計值;

Hn——柱的凈高;

一—分別為柱上、下端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設(shè)計值;

九c一一柱剪力增大系數(shù),二級取L2,三級取1.1。

5.3.6二、三級抗震等級的剪力墻底部加強部位,其截面組合的剪力設(shè)計值應按下式調(diào)整:

V=〃vw匕(5.3.6)

式中:V——剪力墻底部加強部位截面組合的剪力設(shè)計值;

7vw一一剪力墻剪力增大系數(shù),二級為1.4,三級為1.2。

兒——剪力墻底部加強部位截面組合的剪力計算值;

5.3.7雙肢剪力墻中,墻肢不宜出現(xiàn)小偏心受拉;當任一墻肢為大偏心受拉時,另一墻肢的剪力設(shè)計

值、彎矩設(shè)計值應乘以增大系數(shù)1.25。

6異形柱截面承載能力計算

6.1正截面承載力計算

6.1.1異形柱正截面設(shè)計宜按正截面承載力數(shù)值積分法進行計算。計算的基本假定可按《混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)計規(guī)》GB50010第7.1.2條的規(guī)定采用。

6.1.2按正截面承載力數(shù)值積分法進行計算時應符合下列要求:

1將柱截面劃分為有限個混凝土方格單元和鋼筋單元(圖6.1.2-1),近似取單元的應變和應力均

勻分布,合力點在單元形心處;

2混凝土單元的壓應力和鋼筋單元的應力按本規(guī)程第6.1.1條的假定確定;

3截面達到承載能力極限狀態(tài)時各單元的應變按截面應變保持平面的假定確定,任意混凝土或鋼

筋單元應變表達式為:

(6.1.2-1)

式中:——正截面的混凝土極限壓應變;

/?,一一混凝土或鋼筋單元重心到中和軸的距離;

Z一—混凝土受壓區(qū)邊緣到中和軸的最大距離。

4截面達到承載能力極限狀態(tài)時的極限曲率直,可按下列兩種情況確定:

1)當截面受壓區(qū)外邊緣的混凝土壓應變和達到混凝土極限壓應變且受拉區(qū)最

外排鋼筋的應變%小于0.01時,應按下列公式計算:

耙=q(6.1.2-2)

式中:xn一—混凝土受壓區(qū)邊緣到中和軸的距離。

2)當截面受拉區(qū)最外排鋼筋的應變分達到0.01且受壓區(qū)外邊緣的混凝土壓應變

久小于混凝土極限壓應變.U時,應按下列公式計算:

,0.01

耙=-.-----(6.1.2-3)

%—Xn

式中:h0l——截面受壓區(qū)外邊緣至受拉區(qū)最外排鋼筋之間垂直于中和軸的距離。

(a)(b)(c)

圖6.1.2-1異形柱雙向偏心受壓正截面承載力計算

(a)截面配筋及單元劃分;(b)應變分布;(c)應力分布

圖6.1.2-2雙向偏心異形柱截面

從一軸向力作用點;o一截面形心;x、y一截面形心軸;

x「x0一垂直于彎矩作用方向的截面形心軸。

5構(gòu)件正截面承載力應按下列公式計算:

?e人

NwgAWci+ZAj/j(6.1.2-4)

i=lj=l

以4今44(匕-為)+£4%(%-乂)

(6.1.2-5)

/=1;=1

%<X。)+之4%(Xsj-X。)

(6.1.2-6)

i=l./=1

(6.1.2-7)

eix=eicosa

(6.1.2-8)

eiy=弓sina

4=%+備(6.1.2-9)

%=-L(6.1.2-10)

a=arctana+而

(6.1.2-11)

My

式中:N一—軸向力設(shè)計值;

瓜、M,——對截面形心軸x、y的彎矩設(shè)計值,由壓力產(chǎn)生的偏心在x軸上側(cè)時〃取正值,

由壓力產(chǎn)生的偏心在y軸右側(cè)時照取正值;

出、ay----軸向力對截面形心軸y、x的初始偏心距;

a----初始偏心距;

6a——軸向力對截面形心的偏心距;

e.——附加偏心距,取20mm和0.15、”的較大值,此處人”為截面最小回轉(zhuǎn)半徑;

a——彎矩作用方向角(圖6.1.2-2),為軸向壓力作用點至截面形心的連線與截面形心

軸X正向的夾角,逆時針旋轉(zhuǎn)為正;

n一一角度參數(shù),當〃、我均為正值時〃=0;當掰為負值、版為正或負值

時〃=1;當〃為負值、腐為正值時〃=2;

Ai——第了個混凝土單元的應力及面積,為壓應力時取正值;

%」、&—第/個鋼筋單元的應力及面積,?!睘閴簯r取正值;

%、K一一截面形心坐標;

扃、Ki一一第i個混凝土單元的形心坐標;

%八Kj一一第J個鋼筋單元的形心坐標;

小、ns一一混凝土及鋼筋單元總數(shù)。

6.1.3有地震作用組合時異形柱雙向偏心受壓正截面承載力計算,應將式(6.L2-4)?(6.1.2-6)右邊

除以相應的承載力抗震調(diào)整系數(shù)7RE。/RE應按本規(guī)程第6.1.5條采用。

6.1.4異形柱雙向偏心受壓正截面承載力計算,應考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移和構(gòu)件撓曲引起的附加力,此時可將

軸向力對截面形心的初始偏心距a乘以偏心距增大系數(shù)〃a。〃。應按下列公式計算:

I

77a=1+(/。".)七(6.1.4-1)

(q/q)

1[o.232+0.604(6/q)—0.106(備/qp]

c(6.1.4-2)

6000

G="a/4(6.1.4-3)

式中:Jo一一柱的計算長度,應按國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)》GB50010第7.3.11條采用;

八一一柱截面對垂直于彎矩作用方向形心軸您-笳的回轉(zhuǎn)半徑

(圖6.1.2-2);

n一一柱截面對垂直于彎矩作用方向形心軸人-人的慣性矩;

A——柱的全截面面積。

按公式(6.1.4-1)計算時,柱的長細比7o/r0不應大于70o

注:當柱的長細比A/八不大于17.5時,可取=1.0。

6.1.5有地震作用組合的異形柱,正截面承載力抗震調(diào)整系數(shù)/RE應按下列規(guī)定采用:軸壓比小于

0.15的偏心受壓柱應取0.75;軸壓比不小于0.15的偏心受壓柱應取0.80;偏心受拉柱應取0.85。

6.2斜截面受剪承載力計算

6.2.1異形柱的受剪截面應符合下列條件:

1無地震作用組合

0.25偵%(6.2.1-1)

2有地震作用組合

剪跨比入>2的柱

KW_L(O.2@A。)(6.2.1-2)

/RE

剪跨比入W2的柱

VC^_L(O,15^AO)(6.2.1-3)

/RE

式中:K——斜截面組合的剪力設(shè)計值;

rRR——受剪承載力抗震調(diào)整系數(shù),取0.85;

員一一驗算方向的柱肢截面厚度;

AcO---驗算方向的柱肢截面有效高度。

6.2.2異形柱的斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定:

1當柱承受壓力時

1)無地震作用組合

匕遼+0-07N(6.2.2-1)

A+1.0S

2)有地震作用組合

匕WJ-仇4+7,,個%+0056"J(622-力

2當柱出現(xiàn)拉力時

1)無地震作用組合

匕4片/也%+%*%-02N⑥2-2T)

2)有地震作用組合

//也%+%4%-02N1(6.2.2-4)

式中:X——剪跨比。無地震作用組合時,取柱上、下端組合的彎矩設(shè)計值〃的較大值與相應的剪力

設(shè)計值匕和柱肢截面有效高度尾的比值;有地震作用組合時,取柱上、下端未經(jīng)按本規(guī)

程第5.3.1條?第5.3.3條調(diào)整的組合的彎矩設(shè)計值〃的較大值與相應的剪力設(shè)計值%

和柱肢截面有效高度瓦。的比值,即\=MJ(KAeo);當柱的反彎點在層高圍時,均可取

入=〃/2褊;當AVI.0時,取X=1.0;當入>3時,取X=3;此處,〃為柱凈高;

N——無地震作用組合時,為與荷載效應組合的剪力設(shè)計值匕相應的軸向壓力或拉力設(shè)計值;

有地震作用組合時,為有地震作用組合的軸向壓力或拉力設(shè)計值,當軸向壓力設(shè)計值N

>0.3々時,取代0.3£出此處,4為柱的全截面面積;

4V——驗算方向的柱肢截面厚度就圍同一截面箍筋各肢總截面面積;此處,n為鼠

圍同一截面箍筋的肢數(shù),4“為單肢箍筋的截面面積;

S一—沿柱高度方向的箍筋間距。

當公式(6.2.2-3)右邊的計算值和公式(6.2.2-4)右邊括號的計算值小于人,勺九。時,應取等于

心4%,且小勺%值不應小于0.36裁幾。

6.3異形柱框架梁柱節(jié)點核心區(qū)受剪承載力計算

6.3.1異形柱框架應進行梁柱節(jié)點核心區(qū)受剪承載力計算。

6.3.2節(jié)點核心區(qū)受剪的水平截面應符合下列條件:

1無地震作用組合

丫產(chǎn)0.2414/44(6.3.2-1)

2有地震作用組合

019

V產(chǎn)——金14"嘉〃j(6.3.2-2)

/RE

式中:匕一一節(jié)點核心區(qū)組合的剪力設(shè)計值;

7RE——承載力抗震調(diào)整系數(shù),取0.85;

“、h.一一節(jié)點核心區(qū)的截面有效驗算厚度和截面高度,可取4=4,h.=hc,此處,K、hc

分別為驗算方向的柱肢截面厚度和高度(圖6.3.2);

,N——軸壓比影響系數(shù),應按表6.3.2-1采用;

酊——翼緣影響系數(shù),應按本規(guī)程第6.3.4條的規(guī)定采用;

魚——截面高度影響系數(shù),應按表6.3.2-2采用。

0a「口

I%1㈤

2-23-3

(c)中間層端節(jié)點(d)中間層中間節(jié)點

圖6.3.2框架節(jié)點和梁柱截面

表6.3.2-1軸壓比影響系數(shù)以

軸壓比W0.30.40.50.60.70.80.9

1.000.980.950.900.880.860.84

注:軸壓比"/(工力指與節(jié)點剪力設(shè)計值對應的該節(jié)點上柱底部軸向壓力設(shè)計值〃與柱全截面面積4和混

凝土軸心抗壓強度設(shè)計值式乘積的比值。

表6.3.2-2截面高度影響系數(shù)九

hi(mm)W6007008009001000

久10.90.850.80.75

6.3.3節(jié)點核心區(qū)的受剪承載力應符合下列規(guī)定:

1無地震作用組合

匕=1.3,1+詈卜,一《)(6.3.3-1)

2有地震作用組合

匕=_L1/1+*I—£她+必%-。)(6.3.3-2)

A

/RELVfc)S\

式中:N——與組合的節(jié)點剪力設(shè)計值對應的該節(jié)點上柱底部軸向力設(shè)計值,當〃為壓力且心>0.3£力

時,取M=0.3£4;當〃為拉力時,取40;

Avj——核心區(qū)有效驗算寬度圍同一截面驗算方向的籟筋各肢總截面面積;

局——梁截面有效高度,當節(jié)點兩側(cè)梁截面有效高度不等時取平均值;

&——梁縱向受壓鋼筋合力點至截面近邊的距離。

6.3.4翼緣對節(jié)點核心區(qū)受剪承載力提高作用的翼緣影響系數(shù)應按下列規(guī)定采用:

1對柱肢截面高度和厚度相同的等肢異形柱節(jié)點,翼緣影響系數(shù)〃應按表6.3.4-1取用:

表6.3.4-1翼緣影響系數(shù)九

bf-bc(mm)0300400500600700

L形11.051.101.101.101.10

T形11.251.301.351.401.40

十字形11.401.451.501.551.55

注:1表中)為垂直于驗算方向的柱肢截面高度(圖6.3.2);

2表中的十字形和T形截面是指翼緣為對稱的截面。若不對稱時,則翼緣的不對稱部分不計算在反數(shù)值

3對T形截面,當驗算方向為翼緣方向時,或按L形截面取值。

2對柱肢截面高度與厚度不相同的不等肢異形柱節(jié)點,根據(jù)柱肢截面高度與厚度不相同的情況,

按表6.3.4-2可分為四類;在公式(6.3.2-1)、(6.3.2-2)和公式(6.3.3-1)、(6.3.3-2)中,"均應以

有效翼緣影響系數(shù)代替,1rf應按表6.3.4-2取用。

表6.3.4-2有效翼緣影響系數(shù)?f.?f

L形、T形和十字形截面

截面類型

A類B類C類D類

?Xie和和"<上和水上和

截面特征

h^bcht<bch含be

11(媒-1泄11(…)%1+(4-1)44

4f.ef4f

4A皿

注:1對A類節(jié)點,取L值按表6.3.4-1取用,但表中(a-A)值應以(及-以)值代替;

2對B類、C類和D類節(jié)點,確定".式值時,上值按表6.3.4-1取用,但對B類D類節(jié)點,表中(慶-以)值應分別

以(五-瓦)和(瓦-珀值代替。

6.3.5框架梁柱節(jié)點(圖6.3.2)核心區(qū)組合的剪力設(shè)計值匕應按下列公式計算:

1無地震作用組合

1)頂層中間節(jié)點和端節(jié)點

(6.3.5-1)

2)中間層中間節(jié)點和端節(jié)點

=M'+M:甌4](63.5-2)

2有地震作用組合

1)頂層中間節(jié)點和端節(jié)點

匕(6.3.5-3)

2)中間層中間節(jié)點和端節(jié)點

匕=〃1"""111-%匚4]

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