異形柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循的規(guī)定

異型柱結(jié)構(gòu)的發(fā)展近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，住房條件獲得了較大的改善。舒適度已經(jīng)不再是人們選擇住房的唯一標(biāo)準(zhǔn)，美觀(guān)和結(jié)構(gòu)布置的多樣性被越來(lái)越多人關(guān)注。過(guò)去，矩形截面柱在布置時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)室內(nèi)的棱角，影響了美觀(guān)，也減小了使用面積。在商品房時(shí)代，為了彌補(bǔ)矩形柱的不足，滿(mǎn)足人們對(duì)住宅建筑的需求，落實(shí)國(guó)家墻體改革政策，20世界70年代，我國(guó)開(kāi)始在住宅結(jié)構(gòu)中采用異形柱框架結(jié)構(gòu)體系。1999年，國(guó)務(wù)院辦公廳72號(hào)文件《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見(jiàn)的通知》的“加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究”專(zhuān)題中'，將異形柱框輕體系列為住宅建設(shè)的五種結(jié)構(gòu)體系之一

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異型柱結(jié)構(gòu)的定義異形柱結(jié)構(gòu)是指全部或部分柱截面為L(zhǎng)形、T形、十字形（以L(fǎng)形柱作角柱，T形柱作邊柱，十字形柱作中柱），截面高與肢厚之比小于或等于4的框架結(jié)構(gòu)。混凝土異形柱結(jié)構(gòu)體系是以異形柱代替一般框架柱作為豎向支撐構(gòu)件而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系。3

異型柱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)異形柱結(jié)構(gòu)體系避免了普通框架柱在室內(nèi)凸出、占用建筑空間的問(wèn)題，改善了建筑觀(guān)瞻，為建筑設(shè)計(jì)及使用功能帶來(lái)靈活性和方便性。由于室內(nèi)不見(jiàn)棱角，圍護(hù)墻及隔墻較薄，與黏土磚結(jié)構(gòu)相比，增加使用面積8%-10%；與矩形柱框架結(jié)構(gòu)相比，增加使用面積0.6%-1.2%以上。同時(shí)，結(jié)合墻體改革，采用保溫、隔熱、輕質(zhì)、高效的墻體材料作為框架填充墻及內(nèi)隔墻，使用輕質(zhì)填充墻，可以使結(jié)構(gòu)平均自重不超過(guò)12-14kN/m2，以此來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)黏土磚墻，以貫徹國(guó)家關(guān)于節(jié)約能源、節(jié)約土地、利用廢料、保護(hù)環(huán)境的政策。采用異形柱框架結(jié)構(gòu)，是墻體改革、節(jié)約能源消耗、減輕建筑物自重、增加使用面積、適應(yīng)功能變化需求的主要途徑之一。最初，異形柱結(jié)構(gòu)體系主要用于住宅建筑，近年來(lái)逐步擴(kuò)展到用于較規(guī)則的宿舍建筑等。4

異型柱結(jié)構(gòu)體系混凝土異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在異形柱框架結(jié)構(gòu)體系中設(shè)置一定數(shù)量的剪力墻所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系?；炷廉愋沃蚣荏w系中，在適當(dāng)位置布置一定數(shù)量的剪力墻，有效地減少了異形柱承擔(dān)的內(nèi)力，增加了結(jié)構(gòu)的剛度，還能使建筑布置有一定的靈活性。混凝土異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系屬多道抗震防線(xiàn)的結(jié)構(gòu)體系，剪力墻作為第一道防線(xiàn)，異形柱框架作為第二道防線(xiàn)，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的抗震能力，是實(shí)際工程中常用的一種結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)根據(jù)建筑功能需要設(shè)置底部大空間時(shí)，可通過(guò)框架底部抽柱并設(shè)置轉(zhuǎn)換梁(轉(zhuǎn)換構(gòu)件宜采用梁)，形成底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)。底部大空間異形柱結(jié)構(gòu)可用于非抗震設(shè)計(jì)和6度、7度(0．109)抗震設(shè)計(jì)的房屋建筑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求：①在地面以上大空間的層數(shù)：非抗震設(shè)計(jì)不超過(guò)3層，抗震設(shè)計(jì)不超過(guò)2層；②適用的房屋最大高度應(yīng)按表1-3規(guī)定的限值降低不少于10%，且異形柱框架結(jié)構(gòu)不應(yīng)超過(guò)6層，異形柱框架一剪力墻結(jié)構(gòu)非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)超過(guò)12層，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)超過(guò)10層；③異形柱框架結(jié)構(gòu)的底部托柱框架不應(yīng)采用單跨框架；④落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通房屋全高，轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的框架柱不應(yīng)采用異形柱；不落地的框架柱應(yīng)連續(xù)貫通轉(zhuǎn)換層以上的所有樓層

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異型柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定2006年，住建部發(fā)布關(guān)于發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的公告，2017年，住建部對(duì)該規(guī)定進(jìn)行修改，新規(guī)編號(hào)GJ149-2017，自2017年12月1日起實(shí)施。新規(guī)對(duì)混凝土異形柱結(jié)構(gòu)提出了以下規(guī)定：第3.1條結(jié)構(gòu)體系3.1.1??異形柱結(jié)構(gòu)可采用框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)建筑布置及結(jié)構(gòu)受力的需要，異形柱結(jié)構(gòu)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(dāng)根據(jù)建筑功能需要設(shè)置底部大空間時(shí)，可通過(guò)框架底部抽柱并設(shè)置轉(zhuǎn)換梁，形成底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定。3.1.2異形柱結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度應(yīng)符合表3.1.2的要求。底部抽柱帶轉(zhuǎn)換層的異形柱結(jié)構(gòu)，房屋適用的最大高度應(yīng)符合本規(guī)程附錄A的規(guī)定；8度(0.30g)的異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)僅限用于Ⅰ、Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地。注：房屋高度超過(guò)表內(nèi)規(guī)定的數(shù)值時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有可靠依據(jù)，并采取有效的加強(qiáng)措施。3.1.3??異形柱結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比不宜超過(guò)表3.1.3的限值。3.1.4異形柱結(jié)構(gòu)體系應(yīng)通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件的綜合分析比較確定，除應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：1）不應(yīng)采用部分由異形柱框架與部分砌體墻承重組成的混合結(jié)構(gòu)形式；2）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)，不宜采用連體和錯(cuò)層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式；3）樓梯間、電梯井宜根據(jù)建筑布置及受力的需要，合理地布置剪力墻、一般框架柱或肢端設(shè)暗柱的異形柱;樓梯間的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的相關(guān)規(guī)定；4）異形柱結(jié)構(gòu)的柱、梁、樓梯、剪力墻均應(yīng)采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，樓板宜采用現(xiàn)澆，也可采用現(xiàn)澆層厚度不小于60mm的裝配整體式疊合樓板；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，樓板宜采用現(xiàn)澆，也可采用帶現(xiàn)澆層的裝配整體式疊合樓板。第3.2條結(jié)構(gòu)布置3.2.1異形柱結(jié)構(gòu)宜采用規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;抗震設(shè)計(jì)的異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)采用符合抗震概念設(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。3.2.2抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)規(guī)則性的判別及對(duì)不規(guī)則異形柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的相關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合本規(guī)程第3.2.3條～第3.2.5條的相關(guān)規(guī)定。3.2.3異形柱結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)符合下列規(guī)定：1）異形柱結(jié)構(gòu)的一個(gè)獨(dú)立單元內(nèi)，結(jié)構(gòu)的平面形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，質(zhì)量、剛度和承載力分布宜均勻。2）異形柱結(jié)構(gòu)的框架縱、橫柱網(wǎng)軸線(xiàn)宜分別對(duì)齊拉通;異形柱截面肢厚中心線(xiàn)宜與框架梁及剪力墻中心線(xiàn)對(duì)齊。3）異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻宜均勻布置，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的布置宜使各主軸方向的側(cè)向剛度接近。剪力墻的間距不宜超過(guò)表3.2.3中限值的較小值;當(dāng)剪力墻間距超過(guò)限值時(shí)，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)計(jì)入樓蓋、屋蓋平面內(nèi)變形的影響。注：表中B為樓蓋寬度(m)。3.2.4異形柱結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)符合下列規(guī)定：1）建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則、均勻，避免過(guò)大的外挑和內(nèi)收；2）結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿豎向宜相近或均勻變化，避免側(cè)向剛度和承載力沿豎向的突變;高層異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)相鄰樓層的側(cè)向剛度變化應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3的有關(guān)規(guī)定；3）異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系的剪力墻應(yīng)上下對(duì)齊、連續(xù)貫通房屋全高。3.2.5不規(guī)則的異形柱結(jié)構(gòu)，其抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：1）扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響，且樓層豎向構(gòu)件的最大彈性水平位移和層間位移分別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(yīng)大于1.45；2）側(cè)向剛度不規(guī)則時(shí)，剛度小的樓層地震剪力應(yīng)乘以不小于1.15的增大系數(shù)；3）樓層承載力突變時(shí)，其薄弱層對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力應(yīng)乘以1.25的增大系數(shù);樓層受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%；4）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時(shí)，構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)根據(jù)不同條件和情況乘l以1.25~1.50的增大系數(shù)；5）受力復(fù)雜不利部位的柱，宜采用肢端設(shè)暗柱的異形柱或一般框架柱。3.2.6對(duì)抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT(mén)要求的異形柱結(jié)構(gòu)，可采用隔震設(shè)計(jì)，采用隔震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的相關(guān)規(guī)定。第3.3條結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)3.3.1抗震設(shè)計(jì)時(shí)，異形柱結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防烈度、建筑場(chǎng)地類(lèi)別、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和房屋高度，按表3.3.1的規(guī)定采用不同的抗震等級(jí)，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。建筑場(chǎng)地為Ⅰ類(lèi)時(shí)，除6度外，應(yīng)允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度所對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低。注:1）房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂部分)；2）對(duì)7度((0.15g)時(shí)建于Ⅲ、IⅣ類(lèi)場(chǎng)地的異形柱框架結(jié)構(gòu)和異形柱框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)按表中括號(hào)內(nèi)所示的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施；3）房屋高度接近或等于表中高度分界數(shù)值時(shí)，允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場(chǎng)地、地基條件適當(dāng)確定抗震等級(jí)。3.3.2當(dāng)異形柱結(jié)構(gòu)的地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層與首層的側(cè)向剛度比不宜小于2，地下一層及以下不應(yīng)采用異形柱，地下一層結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下一層以下抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不應(yīng)低于四級(jí)。作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，且應(yīng)采用雙層雙向配筋，每層每個(gè)方向的配筋率不宜小于0.25%。第4.1條結(jié)構(gòu)計(jì)算分析4.1.5??異形柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：持久設(shè)計(jì)狀況、短暫設(shè)計(jì)狀況：γ0S≤R地震設(shè)計(jì)狀況：S≤R/?γRE式中：γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，不應(yīng)小于1.0；S——作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；R——構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；γRE——構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)。第6.2條結(jié)構(gòu)構(gòu)造6.2.5異形柱中全部縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表6.2.5-1規(guī)定的數(shù)值，且柱肢肢端縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表6.2.5-2規(guī)定的數(shù)值。表6.2.5-1異形柱全部縱向受力鋼筋的最小配筋百分率(%)注:1表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值用于框架結(jié)構(gòu)的柱;采用40OMPa級(jí)縱向受力鋼筋時(shí)，應(yīng)