异型柱结构设计要点.doc

1.   异型柱结构设计要点
7.1.        一般规定
7.1.1.   住宅设计中时，选择异型柱结构应慎重。有抗震设防要求的混凝土异形柱结构应遵守建筑所在地的异形柱结构设计规程、规范和有关技术文件的规定。
7.1.2.   现浇混凝土异形柱结构可采用框架结构和框架—剪力墙结构体系。
7.1.3.   异形柱结构适用的房屋最大高度和层数应满足表7.1.3.所示的要求。
表7.1.3 异形柱结构适用的房屋最大高度和层数
结 构 体 系
非抗震设计
抗 震 设 防 烈 度
6度
7度
高度
层数
高度
层数
0.10g时高度
0.15g时高度
层数
框架结构
30
8
30
8
25
22
7
框架-剪力墙结构
50
9
45
9
40
35
8

7.1.4.   异形柱结构的抗震等级应按表7.1.5的规定。
按表7.1.5 异形柱结构的抗震等级
结 构 体 系
抗 震 设 防 烈 度
6度
7度
框架结构
高度（m）
≤15m
>15m
≤18m
>18m
框架
四
三
三
二
框架—剪力墙结构
高度（m）
≤18m
>18m
≤21m
>21m
框架
四
三
三
二
剪力墙
三
三
二
二
7.1.5.   框架—剪力墙结构中，剪力墙承担地震倾覆力矩不宜小于总力矩的50%；否则，其框架部分抗震等级应按框架结构采用，最大适用高度可比框架结构适当增加。当高度未达到30米，可加少量短肢剪力墙以控制位移或者在楼梯间设短肢墙来避免短柱，此时墙的抗震等级可按上表。但当短肢墙承担地震倾覆力矩50%以上时，短肢墙抗震等级应提高一级。
7.1.6.   异形柱的肢高与肢厚之比不应大于4，也不宜小于2.5。肢厚不应小于200mm，且不应小于层高的1/20。"一"字型柱肢厚不应小于240mm。异型柱最小长细比为1/20。
7.1.7.   异型柱结构应尽量上下柱对齐，不宜采用框架梁托柱；当因建筑需要梁托柱时，托柱转换不应超过二次，同时还应采取必要的加强措施。
7.2.        计算要点
7.2.1.   异形柱结构应进行双向水平地震作用计算，当斜交异形柱结构交角大于15°时，应分别计算各方向水平地震作用。
7.2.2.   异形柱框架结构的基本自震周期应考虑非承重墙的影响，折减系数可取0.6—0.7。
7.2.3.   异形柱框架结构的内力及位移应按弹性方法计算，在竖向荷载作用下，可考虑梁端塑性内力重分布。非抗震和抗震设计的异形柱梁柱节点均应进行受剪承载力验算。
7.2.4.   异形柱配筋应按双偏压计算；”Z”形柱应按剪力墙输入计算程序计算；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层间最大位移△uc与层高Hj之比θc不宜超过表7.2.4中弹性层间位移角限值。
表7.2.4 弹性层间位移角限值
结构体系

框架结构
1/550
框架—剪力墙结构
1/800
7.3.        构造要求
7.3.1.   异形柱的轴压比不应大于表7.3.1限值
表7.3.1 异形柱的轴压比限值

L,Z形截面
T形截面
一形截面
十形截面
二级抗震
0.5
0.55
0.45
0.65
三级抗震
0.6
0.65
0.55
0.8
四级抗震
0.65
0.70
0.60
0.8
7.3.2.   抗震设计时，异形柱箍筋的加密区范围、加密区的箍筋最大间距和箍筋最小直径应符合表7.3.2的规定
表7.3.2
抗震等级
箍筋加密区范围
箍筋最大间距
箍筋最小直径
一级抗震
A.      柱端，取截面长边尺寸、柱净高的1/6和500 mm三者中的最大值；
B.       底层柱，柱根不小于柱净高的1/3；当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上、下各500mm；
C.      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的柱取全高；
D.     一、二、三级抗震等级的框架角柱取全高。
5d,100
10
二级抗震
7d,100
8
三级抗震
7d,120(柱根100)
8
四级抗震
7d,150(柱根100)
6(柱根8)
7.3.3.   异型柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不应小于表7.3.3规定的数值，同时每侧钢筋的配筋率不应小于0.2%，建于Ⅳ类场地且高于30m的框架，表中数值宜增加0.1。
表7.3.3 异型柱全部纵向受力钢筋的最小配筋率
柱类型
抗震等级
非抗震
一级
二级
三级
四级
中柱、边柱
1.0
0.8
0.8
0.8
0.8
角柱
1.2

1.0
0.9
0.8
0.8

7.3.4.   抗震设计时，异型柱中全部纵向钢筋的配筋率对HRB335、HRB400和RRB400级钢筋不宜大于3%。
7.3.5.   柱在同一截面内，纵向受力钢筋宜采用相同直径，其直径不应大于25mm，且不应小于14mm。内折角处应设置纵向受力钢筋；异型柱肢厚在200～250mm之间时，每排纵筋不应多于3根，必要时可分几排设置，但不宜大于三排；两排钢筋间的净距不应小于50mm。
7.3.6.   纵向钢筋间距一级抗震等级时，不应大于200mm，二、三级时不宜大于200mm，四级时不宜大于250mm，非抗震设计时不宜大于300mm。不能满足时，应设置纵向构造钢筋，其直径一、二级抗震等级时可采用14mm，三、四级时可采用12mm，并设拉筋，拉筋间距与箍筋间距相同。
7.3.7.   异形柱框架结构柱中距尺寸不宜大于7m；填充墙应采用轻质墙体材料。
7.3.8.   三角形坡屋面梁在不影响建筑使用和美观的前提下宜在三角形底部设水平梁，当不能设水平梁时，应根据具体情况采取加强措施。
7.3.9.   宜避免板托柱情况的出现，当不可避免时，应验算板冲切。同时，板厚不应小于150mm，宜在板内设暗梁，暗梁作法同5.2.2.10条。
7.3.10.    本技术措施未规定的设计构造要求应按照当地异型柱有关规范、规程执行，也可参考按《混凝土异型柱结构技术规程》2003年12月征求意见稿。