8.异形柱结构培训(幻灯片)2006

第一章
第一节
一、任务的来源 二、《规程》编制组的组成规程编制工作源自规程编制任务及编制组的组成
第二节 第三节
《规程》的主要内容 《规程》编制的基础
一、关于异形柱结构发展的依据
国家建设部近几年来发布了一系列有关指导性的文件，其中有关异形柱住宅结构 体系的研究和发展方面内容的文件，列举如下： 建设部（1995年）在《2000年小康型城乡住宅科技产业工程一项目实施方案》 文件关于“住宅结构体系成套技术研究”专题中，列出了异形柱框架、大开间住宅等 结构体系，并在框轻、轻板大开间灵活住宅体系的关键技术中提出了“T”、“L”、 “十”形截面柱框架。 建设部（1996年）在《住宅产业现代化试点技术发展要点》（试点）文件关于 “住宅结构体系“专题中，提出了发展由T形边柱、十形中柱、L形角柱组成的异形柱 框架结构体系。 建设部（1998年）在《关于建筑业进一步推广应用10项新技术的通知》的：“建 筑节能和新型墙体应用技术”专题中，提出发展框架轻墙建筑体系，积极采用异形柱 框架结构……，开发轻质保温隔热墙体材料和框架轻墙多层建筑工艺体系”。
天津大学试验（1992）
异形柱框架试件的滞回曲线
异形柱框架试件的的恢复力特性模型
根据试验所得的滞回曲线确定异形柱框架理想化恢复力特性模型，恢复力特 性模型属退化三折线型，其规律可用下式来描述： 式中 y—相应与屈服点的位移值； m—相应于已经历过的最大位 移点的位移值； —建议取用0.4～0.55
4. 关于梁柱节点核心区受剪承载力计算与构造的条文编制，原有成果依据主要为框 架底层节点的研究成果。为进一步补充顶层端节点和中间节点的数据，在本《规程》编 制阶段，天津大学、南昌大学又完成了16个梁柱节点试件的试验研究。 5. 关于异形柱结构适用的房屋最大高度的有关条文，系基于天津大学根据国家现行 相关标准及本《规程》的规定，对150多例异形柱结构典型工程的弹性及弹塑性分析结 果，针对多种不同情况和条件（平面布置、柱网尺寸、结构自重、抗震设防烈度及场地 类别），考虑现有异形柱结构抗震试验研究成果，及设计、施工的工程实践经验综合归 纳得到的，并通过《规程》试设计的考核。 6. 关于异形柱结构地震作用计算原则的有关条文，为反映异形柱内力、变形特性随 地震作用方向变化呈现显著差异的特性，编制组对一批异形柱结构典型工程进行了多方 向地震作用的分析研究，根据系列计算结果，分析归纳出规律性的结论，由此确定：异 形柱结构除在0、90正交方向外尚须对45方向进行地震作用补充验算的条文规定。 7. 关于异形柱结构的抗震试验，由于异形柱结构是新型结构体系，目前尚没有实际 地震作用下结构的震害破坏资料，将异形柱结构的抗震试验研究做得充分一些，对《规 程》编制是有重要意义的。 近几年来国内已进行过十余项异形柱结构的抗震试验（包括振动台试验及水平往复 荷载试验），但它们主要限于7度抗震设防条件，为研究考核8度抗震设防条件下异形柱 结构的抗震性能及震害破坏规律，在本《规程》编制阶段，昆明理工大学、天津大学、 同济大学等又协作进行了一批针对8度抗震设防条件的异形柱结构抗震试验：包括6层框 架结构模型振动台试验、10层框架—剪力墙结构模型振动台试验，及异形柱结构模型的 水平往复荷载试验。这批试验研究成果与以往已有的一批抗震试验研究成果一起，对研 究异形柱结构的抗震性能及震害破坏规律很有意义，成为《规程》编制的重要基础。
8. 底部抽柱带转换层异形柱结构的条文规定，主要基于东南大学的9层底 部抽柱带转换层异形柱结构模型的振动台试验、及系统计算分析的研究 成果，
并考虑现有关于底部抽柱带转换层异形柱结构的实际工程设计施工经验编制的，有关 条文规定通过了《规程》试设计的考核。 9. 天津大学配合《规程》编制了异形柱正截面、斜截面受剪承载力及节点核心区 受 剪 承 载 力 设 计 计 算 的 专 用 软 件 CRSC （ Computation and Reinforcement of Structure with specially shaped columns ） ， 可 与 现 行 通 用 大 型 软 件 TAT 及 SATWE配套使用，使正截面承载力繁复的数值分析更为便捷，已在天津市及国内其 他地区工程设计中应用。 10. 中国建筑标准设计院配合《规程》编制了异形柱结构标准设计图集。
三、《规程》编制基于系统扎实的科研成果基础 本《规程》的编制主要基于下列科研成果： 异形柱结构体系是一种新型的结构体系，加上异形柱的特性较普通矩形柱更为复 杂，又缺乏结构震害资料，所以必须在异形柱结构的基础性科学研究方面多做工作。 从上个世纪70年代后期迄今，异形柱结构已经成为建筑结构领域科学研究受关注的热 门课题之一，积累了一批异形柱结构丰富的科研成果，为《规程》的编制提供了重要 的科研成果基础。 1. 异形柱截面设计（包括正截面、斜截面及梁柱节点）的条文内容编制，主要是 基于十余年来天津大学对75个异形柱截面（T形、L形及十形）柱的试验研究及理论研 究成果，其中正截面32个试件，斜截面27个试件，梁柱节点16个试件，是《规程》编 制的基本依据。该批科研成果曾获得天津市建委一九九八年度科技进步一等奖、建设 部一九九九年科技成果重点推广项目、建设部科技进步二等奖、论文“等肢L形截面双 向偏心受压柱的设计方法”获美国考尔比科学文化中心奖状。 2. 为使异形柱轴压比限值的表达形式与国家现行标准相关规定的表达形式协调一 致，及改进异形柱加密区箍筋配置的条文规定，在《规程》编制阶段，天津大学又在 天津市规程原有研究成果基础上系统地进行了12960根T形、L形及十形截面柱在不同 弯矩作用方向角、不同轴压比条件下截面曲率延性比的电算分析，由此得到与国家现 行标准相关规定表达形式一致的异形柱轴压比限值，反映了最不利弯矩作用方向角域 条件下对应各抗震等级的最大轴压比限值。 3. 为制定异形柱斜截面受剪承载力计算的有关条文，在《规程》编制阶段，天津 大学在原有成果基础上，又对国内总计为63个试件的试验结果进行了统计分析，验证 了所提计算方法有较大的安全储备，由此得到与国家现行标准形式一致的斜截面受剪 承载力公式。
=(y/m)
异形柱结构抗震试验研究现有主要成果
二、振动台试验：
1. 7层钢筋混凝土异形柱支撑框架模型振动台试验研究，杨玉成等，《地 震工程与工程振动》，15（1）1995年。 2. 中高层（12层、大开间）钢筋混凝土异形柱结构试验与理论研究，蒋 永生等，地震工程与工程振动》，2002年10月,22卷，5期。 3. 9层（带转换层）钢筋混凝土异形柱框架结构模型模拟地震振动台试验 研究，吕志涛等，《建筑结构学报》2002年2月，23卷，1期。 4. 7层（带转换层）钢筋混凝土异形柱框架结构模型模拟地震振动台试验 研究，吕志涛等，异形柱《规程》编制组会议交流材料，2002年9月。 5. 15层钢筋混凝土异形柱结构振动台试验研究，李杰等，（同济大学）， 《土木工程学报》，2002年6月，35卷，3期。 6. 6层异形柱框架结构模型振动台试验研究，（按8度抗震设防要求）， 国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》编制组组织云南省建设 厅、昆明理工大学、天津大学、同济大学协作完成（2003年）。 7. 10层异形柱框架—剪力墙结构模型振动台试验研究，（按8度抗震设防 要求），国家行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》编制组组织云 南省建设厅、昆明理工大学、天津大学、同济大学协作完成（2003 年）。 8. 多层异形柱框架结构隔震性能的试验研究，高向宇、周福霖等，《世 界地震工程》，1997年12月，13卷，4期。
建设部在《一九九九年科技成果重点推广项目》中列出了“大开间住宅钢 筋混凝土异形柱框轻结构技术”（编号99010），完成单位：天津大学建筑工程 学院土木工程系，天津市新型建材建筑设计研究院。 国务院办公厅（1999年）72号文件《关于推进住宅产业现代化提高住宅质 量若干意见的通知》第二节“加强基础技术和关键技术的研究，建立住宅技术保 障体系“之三”加强新型结构技术的开发研究”专题中，异形柱框轻结构体系被 列为当前我国住宅建设中五种主要结构体系之一，并要求进一步完善和提高。
异形柱结构抗震试验研究现有主要成果
一、水平往复荷载试验：
1. 2. 3. 异形柱框架结构抗震性能试验研究，王军（后勤工程学院硕士 学位论文），1990年4月。 钢筋混凝土异形柱斜撑框架及框架结构抗震性能试验研究，李 晓轩（天津大学硕士学位论文），1992年。 水平荷载下底层抽柱的异形柱框架试验研究，郑作樵（福州大 学）《砼结构基本理论及工程应用》，2000年。 异形柱空间框架结构的受力性能，郑建岚等，（福州大学）， 2000年。 钢筋混凝土异形柱框架结构抗震试验分析，黄雅捷等，（西安 建筑科技大学），《建筑结构》，2002年1月，32卷，1期。 外掺粉煤灰混凝土异形柱边框架试验研究，李杰等，（同济大 学），《同济大学学报》，2002年2月，30卷，2期。 陶粒混凝土异形柱框架抗震性能试验研究，蒋利学等，（上海 市建筑科技研究院），《建筑结构》2003年9月，33卷，9期。 混凝土异形柱框架水平往复荷载试验，国家行业标准《混凝土 异形柱结构技术规程》编制组组织云南省建设厅、昆明理工大 学、天津大学协作完成。（2005年）
中华人民共和国行业标准
混凝土异形柱结构技术规程
Technical specification for concrete structures with specially shaped columns JGJ 149－2006 J 514－2006
建设部2006年3月1日批准 2006年8月1日实施
国家发展计划 委员 会 、 科学 技术 部（1999年）联合 印 发 《当 前优 先发 展的 高技 术产 业化 重点 领域 指南 》 第 125项“新型建筑体 系” 近期 产业 化的 重点 中 ， 隐型 框架 轻型 节能 建筑 体系 被列 为当 前需 优先 开发 和应 用的 新型 建筑体系之一。 上述一系列文件 是异 形柱 结构 体系 发展的重要依据。
二、《规程》编制基于相当规模的工程应用、设计施工实践经验及地方规程编制经验 混凝土异形柱结构在国内各地建成总量，目前难以全面掌握准确统计数字，据保守 粗估已超过2000万m2。在一批国家级住宅示范工程中建有采用异形柱结构的住宅。例 如在天津市，1999年建成并鉴定通过的建设部康居示范小区——华苑碧华里异形柱结构 多层住宅等一批工程。 混凝土异形柱结构体系原来主要用于住宅建筑，近年来逐渐扩展到用于平面及竖向 较为规则的宿舍建筑，工程实践表明效果良好，异形柱结构体系也可用于类似较为规则 的一般民用建筑。 各省市陆续编制、实施了异形柱结构的设计、施工暂行规定或地方标准： 1. 《天津市框架轻型住宅设计与施工的若干技术规定》JG4-90； 2. 广东省标准：《钢筋混凝土异形柱设计规程》DBJ/T15-15-95； 3. 天津市标准《大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程》DB29-16-98； 4. 甘肃省标准设计《钢筋混凝土异形柱结构框架构造图集》DBJ/T25-77-99； 5. 安徽省标准《异形柱框架轻质墙（抗震）设计规程》DB34/222-2001； 6. 江苏省标准：《钢筋混凝土异形柱框架结构技术规程》GB32/512-2002； 7. 江西省标准：《钢筋混凝土异形柱结构技术规程》DB36/T386-2002； 8. 上海市标准：《钢筋混凝土异形柱结构技术规程》DG/TJ08-009-2002； 9. 河北省标准：《钢筋混凝土异形柱框轻住宅技术规程》GB13（J）36-2002； 10. 天津市标准：《钢筋混凝土异形柱结构技术规程》DB29-16-2003（系98年天津 市标准按国家新规范的修订版）。 上列这些地方标准的实施，均为本《规程》的编制提供了重要的基础。