关于对天津《异形柱技术规程》的若干思考

异形柱结构在住宅结构中有其独特的优势，钢筋混凝土异形柱结构技术规程>征求意见稿已发布，王老师在本栏目也开设了 连载异形柱结构设计疑难释义 ，现将我个人对已发布的天津市标准《异形柱结构技术规程》一些具体条文的若干思考，以连载形式发出，希望朋友们参与讨论，也希望全国规程早日问世。

（一）对规程3.3.1的思考 规程3.3.1是关于抗震等级的确定，依据是抗震规范6.1.2条和高规4.8.2条，并根据异形柱结构的特点做了更严格的调整。但这三本规范都没有涉及到在框剪结构中是否可以采用短肢剪力墙。

高规7.1.2： 高层建筑不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

短肢剪力墙尚须一般剪力墙的支持，将其作为异形柱框-剪结构中的剪力墙，担负起抗震第一道防线的任务显然是不合适的，因此建议当框剪结构高度超过28米，即为高层时，剪力墙应主要由一般剪力墙构成，其中少许的短肢剪力墙应比一般剪力墙抗震等级提高一级。

当高度未达到28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现规程。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。

另外，在“当剪力墙承担地震倾覆力矩不超过总力矩的50%时，其框架部分抗震等级应按框架结构采用”这句话之后，应加上“ 最大适用高度可比框架结构适当增加”。这是有必要的，其含义是：此种结构的抗震性能，变形特征以及适用高度是在典型的框架结构和框剪结构之间。

目前规程在框剪结构中抗震等级的划分是以30米为界，建议改用高规的界限28米。

不成熟的意见，欢迎讨论。

（二）对规程7.3.3的思考

此条是关于梁柱节点的构造。

（1）这里存在最大的问题是如何满足“强剪弱弯”的抗震要求。


以图7.3.3-1中横向梁为例，假如梁宽300，柱宽200，柱筋直径20，保护层厚度30，则两梁纵筋间距在柱边为300-（50+30+20）X2=100，即箍筋宽度变为100，梁的抗剪截面严重削弱，如何在强震中满足“强剪弱弯”是个值得关注的问题，应对此进行研究，如果有必要，应补充验算公式。

（2）由于梁筋在支座处弯入支座，梁腹部在靠近支座的1米左右距离形成由15mm-100mm的楔形素混凝土区域，而混凝土规范规定，保护层大于40，应采取抗裂措施，因此建议在腹板中增加梁侧筋，无须用箍筋固定，直接贴柱筋外侧伸入柱中即可。

（3）提醒在设计中应注意纵筋的间距，200宽柱，20柱筋，净距只有100，即排列3根梁纵筋，满足构造的最大的直径16，这是很多设计者容易忽略的。因此当梁宽《柱宽时，最好梁筋一排只配2根。

（三）对规程7.3.5的思考

其中第三条是对梁支座处纵向受拉钢筋最大配筋百分率限值的要求。看看其条文说明：在地震作用组合内力作用下，支座处纵钢筋有可能一侧受拉，另一侧受压，会引起钢筋在节点区的锚固长度不够，。。，设计时不应考虑纵向钢筋的受压作用。

而在抗震规范6.3.3：梁端纵向钢筋的配筋率不应大于2.5%,且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，。。，二三级不应大于0.35。

可见二者的区别在于是否考虑受压钢筋的作用。作为异形柱结构，似乎没有特殊的理由使“钢筋在节点区的锚固长度不够”，这样规定，虽然减小了梁端钢筋的最大配筋率，使塑性铰更可能出现在梁端，但也可能给梁的设计带来困难，比如采用C25，HRB400，最大配筋率限制仅为1.1%,采用C30，HRB400，也仅为1.4%。

个人认为此条规定值得商榷，实现强柱弱梁有相应的调整系数和计算公式，如无充分依据，建议此条直接按抗震规范要求即可。

（四）对规程7.2.1的思考

7.2.1：抗震设计时，框架柱的净高与柱截面长边之比不宜小于4，不应小于3。

注意，是不应。

但是，楼梯间柱通常是不满足这一条的。

对比一下抗震规范6.3.7的注：剪跨比小于1.5的柱。轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。这里实际上留了个活口，知道在实际设计中是不可能避免的。实际上一般工程楼梯间短柱无非采用加强纵筋和全高加密箍筋来处理。相比之下，《异形柱规程》显得稍欠圆滑。如果真的不能如抗震规范这样规定，在条文说明中最好能给出一定建议或措施。

就我所知的几种做法发表一下看法：

（1）楼梯柱伸牛腿搭楼梯梁。---抗震整体性不好。如为增强整体性，在节点处后浇混凝土，则仍是短柱。


（2）楼层梁上起小柱搭楼梯梁，不会形成短柱，但小柱的抗震性不好。


（3）楼梯柱用矩形柱代替，仍是短柱，但责任推给了抗震规范。另外不能实现完全的不露柱，心理或许有些不舒服。


（4）采用短肢剪力墙或剪力墙，是我喜欢的方法，避开了短柱问题，抗震也好，当然要注意扭转。为避免吸引过多的地震作用，可调整墙肢长度或开竖缝，一般调整起来不会很难。

(五）对异形柱结构中使用扁平柱的思考。

一字形柱未列入规程，原因个人认为大概有：

1.延性差

2.两主轴方向刚度相差大，平面外刚度太弱，较难满足强柱弱梁

3.节点抗剪能力差

并参见王老师异形柱结构设计疑难释义 中介绍。个人认为主要限制是第一条，第二条可通过算验算确定是否满足，第三条即可以用规范节点公式验算，也可在梁端水平加腋以解决。

既然规范不推荐使用，在有进一步结论之前，设计者应避免使用一字柱。避开的方法有二，一是减小长宽比，使之满足普通柱的要求，即长宽比不大于3。其实如果满足剪跨比不大于2的要求，设层高2800，梁高400，则柱长边不大于（2800-400）/4=600，因此无论采用200X600或250X600柱，都可视为普通柱。

抗震规范6.3.4：一二级框架梁内贯通筋直径，对矩形柱，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20。

6.3.6:柱截面的宽度和高度均不宜小于300。

由此综合考虑，在异形柱结构中使用扁平柱是可以的，建议最小厚度取250，梁纵筋用3级钢，直径不超过12。各项验算同普通框架柱，构造和轴压比建议控制更严格一些。

另一个方法是将柱加长变为剪力墙，这样做就避开了规范限制，当变为普通墙时，应注意单片剪力墙设计的各项注意事项；当变为短肢墙时，受力与一字柱相比没有本质的改善，如前贴所说，个人认为异形柱+短肢墙的体系应慎重。


(六）对规程8.0.8的思考

8.0.8：异形柱混凝土应连续浇筑，分层振捣，且每层柱高范围内不得留置施工缝。

混凝土施工规范允许施工缝留在梁底，也允许留在楼板顶，规程这样规定本意是保证异形柱的整体性，但个人认为恐怕会适得其反，柱合上模板，从楼板顶浇灌混凝土，要作到分层振捣几乎是不可能的，混凝土质量如何保证，如果浇注质量无法保证，再精确的计算也变的没有意义。

去年《建筑结构》上有篇文章，专门分析了施工质量对台湾集集地震震害的影响，我记的其中分析混凝土柱浇注质量低劣的最主要的原因就是整层浇注，节点区有梁纵横钢筋，柱纵筋，加密箍筋，柱下部也有箍筋加密区，要做到整层浇注而柱下部混凝土密实是很不容易的，因此文章明确提出不应整层浇注。而在高规上，即使抗震等级为一级的框架柱和剪力墙均没有整层浇注的规定，必要时可验算施工缝的抗剪。而且由于异形柱自身的特点，截面小，节点区钢筋比普通柱更加密集，因此本条每层柱高范围内不得留置施工缝的要求个人认为是很不合适的，建议取消。