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1、混凝土异形柱结构技术规程新规范分析及解读混凝土异形柱规程JGJ149-2017已执行，与旧规程JGJ149-2006相比，其在规范适用范围、最大使用高度及高宽比、抗震等级、结构布置、弹性及弹塑性变形等方面的不同，导致异形柱框架及异形柱框剪结构的设计与之前的设计有所区别，系统梳理了新旧规程在上述要求之间的异同，分析了设计中对配筋的影响，供设计师参考。-X-t-刖三混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-2017（后续简称“新规程”）于2017年12月1日执行，相比旧规程混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-2006（后续简称“旧规程”）做了一些调整，这些调整涉及到规程使用范畴、内力分析及调整、变形
2、限值控制及构件构造限值不同等，本文对新规范的调整做了系统的梳理，与旧规范做了对比分析，同时对使用新规范进行异形柱结构体系设计时引起的配筋量的变化及需要注意的事项进行梳理。并结合PKPM软件V4.1版本对旧规程条文的实现做解读，同时对新规程软件的实现做了系统的梳理，供设计中参考。适用范围新规程明确要求适用于非抗震和抗震设防烈度为6度，7度和8度抗震设计的一般居住建筑混凝土异形柱结构的设计及施工。旧规程的适用范围不包括8度0.3g,即对于8度半地区异形柱规程是不能使用的。相比旧规程，新规程扩大了使用范围，对于异形柱框架-剪力墙结构可以在8度0.3g使用，但是也仅限于I、II类场地，当然与旧规程相同
3、的是8度区0.3g不允许使用异形柱框架结构体系。需要注意的是，按照中国地震动参数区划图GB183062015,全国设防区域已经全覆盖，在国内已经不存在非抗震区，本规程中提到的非抗震相关的内容在设计中已无意义。最大适用高度和高宽比新规范要求对非抗震区的异形柱框架结构与框架一剪力墙结构体系最大适用高度为28m、58m,相对旧规程中的最大适用高度24m、45m有了较大幅度的提高，最大适用高度对于框架一剪力墙结构做的提高更大。对于6度、7度0.1g、7度0.15g及8度0.2g的异形柱框架结构的最大适用高度分别为24m、21m、18m、12m,该最大适用高度与旧规程的要求完全一致。对于6度、7度0.1
4、g、7度0.15g及8度0.2g、8度0.3g（仅I、Il类场地土）的异形柱框剪结构的最大适用高度分别为55m、48m、40m、28m、21m,相对旧规程而言，增加了异形柱框剪在8度0.3g的使用，同时最大适用高度也做了不同程度的提高，也取消了对于平面和竖向均不规则的异形柱结构或者IV类场地上的异形柱结构最大适用高度适当降低的限制。非抗震区的异形柱框架结构与框架一剪力墙结构体系最大高宽比为4.5、5,相对旧规程中的最大高宽比为2.5、5,对于框架最大高宽比有了较大幅度的提高,框剪最大高宽比保持不变。对于6度、7度0.1g、7度0.15g及8度0.2g的异形柱框架结构的最大高宽比为4、3.5、3
5、、2.5,该最大高宽比与旧规程相比，对7度0.15g从2.5提高到3.5。对于6度、7度0.1g、7度0.15g及8度0.2g、8度0.3g（仅I、11类场地土）的异形柱剪架结构的最大高宽比分别为5、4.5、4、3.5、3,相对旧规程而言，增加了异形柱框剪在8度0.3g的高宽比，其他烈度下的框剪最大高宽比新旧规范保持一致。根据框架倾覆力矩比例判断结构设计方法新规程增加了对于异形柱框剪结构根据规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值，确定结构的设计方法。这条是新规程相比旧规程增加的部分，新规程这条的要求与建筑抗震设计规范GB500112010(后续简称“抗规”)
6、的要求一致。这导致对于异形柱框剪结构的设计与原设计方法有一定的区别，对于框架柱底层倾覆力矩大于结构底层地震总倾覆力矩80%时,按照框剪结构进行设计,但是对最大适用高度按照纯框架要求采用，同时框架部分的如抗震等级及轴压比等构造措施需要按照异形柱框架的要求执行。结构布置新规程中增加了对于8度区0.3g现浇异形柱结构剪力墙最大间距要求为2倍楼盖宽度与25m的较小值。其他非抗震、6度、7度0.1g、7度0.15g及8度0.2g对应的剪力墙最大间距分别为：min(4.5B,55m)、min(4.0B,50m)、min(3.5B,45m)min(3.0B,40m)、min(2.5B,35m),B为楼盖宽度
7、。新旧规程相比，增加了对于8度0.3g的现浇异形柱结构剪力墙最大间距的要求，非抗震及其他抗震烈度下的要求新旧规范一致。对于装配整体式结构，新规程仅仅要求在非抗震区适用，剪力墙最大间距为min(3.5B,45m),其他烈度下不允许使用，这与旧规范有很大的区别，旧规程中对于其他烈度下均可以使用装配整体式。按照中国地震动参数区划图GB183062015,全国范围内已无非抗震区，即装配整体式异形柱框剪在以后的设计中不能使用。新规程中要求对于抗震安全性和使用功能有较高要求的异形柱结构可采用隔震设计，隔震设计执行相关抗震与隔震规范要求。隔震设计在旧规范中是没有要求的，这是新增加的条文，隔震设计的要求与普通
8、的框架、框剪结构要求一致。新规程中增加了对于地下室顶板嵌固刚度比的要求及地下室顶板的构造要求，该要求同抗规及高规。结构抗震等级新规程中对于抗震等级的要求基本整体同旧规程，对比分析主要有以下几点：1、对于异形柱框架结构的抗震等级要求新旧规程完全一致。2、新规程异形柱框剪结构增加了8度0.3g的抗震等级为一级，这个是新规程增加的，旧规程没有该烈度下的结构。3、异形柱框剪新规程中对于7度0.1g细分了高度划分，分别为高度小于21m,剪力墙与框架抗震等级分别为三级与四级，这是新规程新增的内容；高度大于21m小于30m,剪力墙与框架抗震等级分别为二级与三级，旧规程高度小于30m的异形柱框剪,剪力墙与框架
9、抗震等级分别为二级与三级;高度大于30m,剪力墙与框架抗震等级均为二级；新旧规程要求一致。4、异形柱框剪新规程中对于7度0.15g也根据高度进行了抗震等级的划分,分别为高度小于18m,剪力墙与框架抗震等级分别为二级与四级，对于建造在IIkIV类场地土的异形柱框剪，剪力墙与框架抗震等级分别为二级与三级，这是新规程新增的内容。高度大于18m小于30m,剪力墙与框架抗震等级分别为二级与三级，对于建造在HI、IV类场地土的异形柱框剪，剪力墙与框架抗震等级均为二级，旧规程高度小于30m的异形柱框剪，剪力墙与框架抗震等级分别为二级与三级，对于建造在HI、IV类场地土的异形柱框剪，剪力墙与框架抗震等级均为二
10、级，新旧规程要求一致。高度大于30m,剪力墙与框架抗震等级均为二级，对于建造在ni、IV类场地土的异形柱框剪，剪力墙与框架抗震等级分别为一级和二级，新旧规程要求一致。5、新规程对异形柱框剪8度0.2g也细分了高度划分，分别为高度小于18m,剪力墙与框架抗震等级均为二级，这是新规程新增的内容；对于高度大于18m小于28m,剪力墙与框架抗震等级分别为一级与二级，这与旧规程高度小于28m的抗震等级要求一致。6、新规程取消了对于除6度以外的异形柱结构，建筑场地为I类时，抗震构造措施降低的要求。这对建造在较高烈度区I类场地的框架及框剪构造措施控制配筋时有一定的配筋量的提高。结构分析新规程增加了对于二阶效
11、应影响比较明显的结构，需要按照混凝土结构设计规范GB50010-2010要求考虑结构二阶效应，这在旧规程中没有要求，但是在设计中由于PKPM等软件均提供了结构整体是否考虑二阶效应的判断，并且当需要计算时，程序都提供了选项让设计师考虑重力二阶效应。变形控制新规程对于弹性变形的控制与弹塑性变形的要求如下。对于框架结构在风荷载、多遇地震作用下的结构弹性层间位移角限值为1/550,底层抽柱带转换层的异形柱框架在风荷载、多遇地震作用下的结构弹性层间位移角限值为1/650,旧规程框架结构及底层抽柱带转换层的异形柱框架的弹性层间位移角限值分别为：1/600、1/700,新规程对异形柱框架结构变形做了适当的放
12、松。对于异形柱框剪结构在风荷载、多遇地震作用下的结构弹性层间位移角限值为1/800,底层抽柱带转换层的异形柱框剪在风荷载、多遇地震作用下的结构弹性层间位移角限值为1/900,旧规程框剪结构及底层抽柱带转换层的异形柱框剪的弹性层间位移角限值分别为：1/850、1/950,新规程对异形柱框剪结构变形也做了适当放松。框架结构及底层抽柱带转换层的异形柱框架在罕遇地震作用下的结构弹塑性层间位移角限值为1/50、1/60,旧规程对应的结构弹塑性层间位移角限值分别为：1/60、1/70,新规程对异形柱框架罕遇地震下的变形也做了放松控制。框剪结构及底层抽柱带转换层的异形柱框剪在罕遇地震作用下的结构弹塑性层间位
13、移角限值为1/110、1/120,旧规程对应的结构弹塑性层间位移角限值分别为：1/100、1/110,新规程对异形柱框剪结构罕遇地震下的变形也做了放松控制底层抽柱带转换层异形柱结构要求新规程要求在进行抗震设计时，底层抽柱带转换层的异形柱结构，其转换梁和转换梁下的柱抗震等级需按照规程3.3.1条的相关规定提高一级采用。这是新规程新提出的要求，旧规程没有这个提高。这个提高会导致相关的计算措施及构造措施提高，有可能导致用钢量上升。新规程对落地的框架柱及不落地的框架柱提出了新的要求。落地的框架柱应连续贯通其所在框架全高；不落地的框架柱应连续贯通其所在框架转换层以上的所有楼层。抗震设计时，底部抽柱数不宜
14、超过转换层相邻上部楼层框架柱总数的80%,非抗震设计时，底部抽柱数不宜超过转换层相邻上部楼层框架柱总数的40%o这条要求在旧规范中是没有的，新规范对于抽柱数量提出了严格的要求。柱相关的调整。新规程区分了框架与框剪不同的抗震等级对应调整及构造措施不同，异形柱框架无级抗震等级，但是异形柱框剪有一、二、三、四抗震等级，对应的调整做了细致区分。1、强柱弱梁调整。新规程调整区分框架框剪不同的调整系数，修改为类似现行抗规、高规的执行方式。框架二、三、四级框架对应调整系数1.5,1.3,1.2,同普通结构对应抗震等级的调整系数。框剪的调整系数同抗规、高规上普通非框架结构的调整系数，一，二，三，四级对应框架柱
15、调整系数1.4,1.2,1.1,Llo需要区分结构类型采用不同的强柱弱梁调整系数。这个是与旧规程有很大区别的，旧规程是不区分结构体系的，这可能导致框架及框剪结构中框架柱强柱弱梁调整系数变大，组合弯矩变大，计算配筋变大。2、纯框架底层柱弯矩放大系数调整。新规程中的调整要求及系数同抗规、高规中对普通框架的要求，只是没有一级抗震等级的调整。抗震等级二，三，四级对应框架柱调整系数1.5,1.3,1.2。这个新旧规范的要求是一致的。3、新规程对角柱调整同抗规、高规对于一般结构角柱的调整，各抗震等级的角柱，在有地震作用组合下的剪力、弯矩设计值按照调整后的值再乘以不小于1.1的增大系数。这个要求与旧规范要求
16、也完全一致。4、新规程与旧规程对于小偏心受拉的柱调整均没有要求，但是按照抗规、高规中对于地震组合下的小偏心受拉的柱需要对柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%o此要求虽然规范无要求，但是在PKPM软件执行过程中程序是执行了该条要求，异形柱如果存在地震下小偏心受拉的柱程序会放大配筋25%o5、强剪弱弯调整。新规范调整区分框架框剪不同的调整系数，修改为类似现行抗规、高规的执行方式。框架二，三，四级对应系数1.3,1.2,1.1,同一般结构对应抗震等级的调整系数。框剪的调整系数同抗规、高规上普通非框架结构的调整系数，一，二，三，四级对应框架柱调整系数1.4,1.2,1.1,1.1。新规程与旧规程有较大区别的，旧规程是不区分结构体系的，这可能导致框架及框剪结构中框架柱强剪弱弯调整系数变大，尤其一一级的框剪结构中框架柱，剪力放大系数1.4,旧规程中剪力放大系数最大为1.2。节点核心区截面验算及抗
