香港建筑抗震垫图片要抗震设计吗

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看日本建筑如何抗震
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深圳建筑抗震设防7度高过香港 怪异建筑影响抗震
& &&会客室现场。(从左至右依次为毛同祥、谢卫兵、王兴法、赵群昌、左娟)
&&&&本期嘉宾:
&&&&深圳市建设工程质量监督总站总工办主任 谢卫兵
&&&&深圳市市政研究院有限公司结构专业总工 赵群昌
&&&&香港华艺设计顾问(深圳)有限公司首席总工程师 王兴法
&&&&深圳市欧博工程设计顾问有限公司结构部总工程师 毛同祥
&&&&主持人:南都记者 左娟   采写:南都记者 王莎莎
&&&&9月7日11时19分,云南彝良县5&.7级的地震,已过去了数天。云南地震是一面镜子,又暴露出建筑抗震性能在灾难面前的重要性。其实地震离深圳并不遥远,今年初河源地震深圳也有震感,而深圳所处的珠三角地区也是年全国24个地震重点监视防御区之一,因此深圳城市建筑的防震减灾设计责任重大。
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&&&&目前深圳的建筑物遵循的是什么标准规范、抗震标准怎么样、哪些地方或类型的房子需要加强?本期楼市会客室,邀请到富有实战经验的结构工程师以及质量监督人员,对提高建筑物防震效果和建筑标准各抒己见。
& &&假设震中在深圳,也可抗5&.5级
&&&&南方都市报:目前深圳建筑物的抗震标准是怎样的?对于建筑抗震的性能有哪些设计规范和验收标准?
&&&&谢卫兵:抗震设计规范是随着技术的进步不断修订的。从1974年第一版国家标准之后,、年都有修改提高,因此不同时期建设的房子是按照不同的抗震设计规范做的。
&&&&赵群昌:深圳特区成立后,经济总量不断提高,财产越来越多,经济实力不断提高,特区政府要求提高抗震设防标准,规定市区范围内是7度,关外有一部分是6度。
&&&&南都:7度的设防烈度,相当于可以抵御多大级别的地震?
&&&&谢卫兵:假设震中、震源就在深圳市,可以抵御大约M&5.5级的地震,如果震中越远,可以抵御的级别就更高了。当然,这里说的“能抵御”,是指“小震不坏、中震可修、大震不倒”,这也就是建筑抗震设防的目标。
&&&&南都:有人建议提高深圳的建设设防烈度,比如北京现在是8度,有没有这个必要?
&&&&谢卫兵:这个要国家层面研讨。国家有一个地震烈度区划图,是根据历史上这个地方出现的地震的大小、概率等因素定出的设防烈度,比如广东省内最高的设防烈度有8度的,如汕头、潮州等,也有最低6度的,如韶关、肇庆等。
&&&&赵群昌:香港的房子建得又高又细,看着就很吓人,但他们并没有对建筑物抗震设防的统一标准。可以说只要我们的商品房按照正规设计,抗震能力是没问题的。
&&&&毛同祥:还要看建筑造型,每栋楼对地震的反应都不一样。比如说超高层建筑高达400米就不是由地震控制,是由风荷载控制,要不要提高设防烈度影响不大。
&&&&王兴法:国家规范对设计是最低的标准,至少不能低于国家规定的标准。每家设计单位必须要遵守不能低于国家规定的标准。如果业主单位有要求的话,标准是可以提高的,但业主单位不能要求降低标准。
&&&&南都:各位在实践过程中,有没有碰到哪个主动提出提高抗震标准的?
&&&&王兴法:没有碰到过,提高抗震标准直接意味着建筑成本的增加。不过相关的设计和验收标准越来越高、越来越严,本身就提高了造价,只要符合国标就没问题。
&&&&赵群昌:隔震、减震技术在深圳用得并不多,甚至是非常少。一是深圳不在地震多发带,认为没这必要,二是人工成本越来越高,材料成本都还是其次,如果用隔震、减震技术会拉长工期。
&&&&呼吁对老房子进行抗震加固处理
&&&&南都:刚刚说到,不同时期建设的房子是按照不同的抗震设计规范做的,那么老房子是不是就没保障了?
&&&&王兴法:深圳一些老的学校,比如上世纪80年代建造的,前几年在做抗震的加固工作。
&&&&赵群昌:特别是学校、医院要进行抗震检定,检测如果抗震级别不够就要进行加固。
&&&&王兴法:小学有些加固,有些拆掉重建。政府进行抗震的检测界定,界定完以后让我们来判断这个房子还有没有价值。这里有一个比较,如果加固要很多钱,还不如拆掉重建。
&&&&南都:只对学校?那些旧的商品房小区、城中村等,怎么办?
&&&&谢卫兵:应该呼吁相关部门重视,将老房子对照现在的抗震标准进行加固,当然资金问题要分政府财政支出或业主出资、社会资金。如果老房子要跟新建房达到同样抗震设防标准,肯定有差距,那就差多少补多少,要做加固设计、加固鉴定。2010年标准代表我国抗震最高的水平了,这以后按照这个标准来设计和施工,能保证质量。
&&&&南都:是否通过技术手段加固处理就能达到现行设计一样的抗震效果?我在网上查到有专门的抗震加固公司。
&&&&谢卫兵:至少达到目前的最低标准(即7度设防烈度),有些房子不加固之前是6度设防,甚至是5度。
&&&&王兴法:抗震加固也要设计,也有标准,设计完后准备使用多少年,与使用年限有关系,还要满足现行的规范要求。如果按照规范标准来加固、设计、施工,在加固完后可以达到同样的设防标准。
&&&&南都:是否有些还是根本的材料问题,按照现在的抗震标准已经淘汰了?
&&&&赵群昌:比如砖石结构,结构要求有一定的强度,还要有一定的韧度,结构能够消耗地震的能量,在能量输入时自身进行消耗,砖石结构消耗能量很弱,此外就是要限制高度,深圳目前砖石结构基本淘汰了。那要是这样的,就不加固了,直接拆了重建。
&&&&偷面积的房子遇地震最危险
&&&&南都:在具体项目设计、建造过程中,是否有些做法是有损于建筑抗震性能的?
&&&&谢卫兵:超限的建筑物特别不利于抗震,抗震性能比较弱,要采取一些特殊的措施,而且成本会成倍增加。
&&&&王兴法:从抗震概念来说,建筑物要简单、规则、均匀、对称。这是结构的要求,但建筑师通常会觉得这样房子太单调了,非要弄出些有特别设计感的形状出来。尤其国外的建筑师很强势,结构工程师只能尽量满足他们的造型设计,可同时要满足抗震要求,就只能花钱使用更好或者特殊的材料,造价就上去了。现在超高层建筑的造价基本都比普通的楼翻倍。
&&&&南都:你的意思是,一些造型怪异的建筑,比如“大裤衩”、“大秋裤”等,不利于抗震?
&&&&王兴法:好的建筑是美学和力学的统一,既符合力学也符合美学。比如说柱子上面小下面大就符合受力原理;如果倒过来,下面小上面大就不符合受力原理,我觉得这样也并不好看。悬挑栏也是,根部大端口小就符合力学原理,反过来则违背力学原理。造型越怪异,就越需要通过额外的花费和技术手段,才能达到基本的抗震标准。
&&&&总的来说,国家对结构设计很重视,从标准的制定到监管都有一套规范,建设部目前112号文件规定超过规范的建筑物要专门审查,这些叫做超限,比如一些不太符合力学的设计、高度突破了规范规定的高度,不能说不能建,但是要经过论证和专家评审,重要的是还要经过国家级的专家评审。
&&&&南都:物业的使用是否有影响?
&&&&赵群昌:我来做个提醒,装修或者其他情况,业主都轻易不要动建筑物的结构。现在结构设计都计算得非常科学和严格,看着墙体很长,但不要轻易开缝、打洞,这些墙体在抗震的时候才能真正起作用。经过结构工程师设计的墙和后加的墙也并不一样,结构设计的墙是加了钢筋的,与柱子牢固连接的,家里装修能不改墙尽量不要改,如果要改最好问结构工程师。
&&&&毛同祥:现在深圳上还存在一种普遍现象,就是偷面积,这对结构很不利,可能会损伤建筑物按照原设计该有的抗震性能。比如本来结构上考虑要加强、加板的地方,现在没法加,一加就算面积,其实对结构安全性会有影响。
&&&&王兴法:我们在设计的时候楼板是传力的,本来钢筋混在一起咬合得很好,偷面积可能把楼板挖掉,随后自己一块加上,整体性就差了。偷面积的空间,如果真有大地震来就麻烦了。
&&&&(更多有关房屋抗震的报道,请参见今日南都惠州读本黄金楼市)
&&&&深圳建筑物按7度设防
&&&&按照国家规定的抗震设防标准,深圳建筑物按7度设防。假如地震震中、震源就在深圳市,就是深圳地壳运动了,发生了地震,深圳7度设防的房子能抵御大约M&5.5级的地震。比如今年河源的地震4.5级,对深圳没什么影响。
&&&&不同城市的设防标准是不相同的,一般情况下,建筑的抗震设防烈度应采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度,抗震设防烈度按照国家规定的权限批准。作为一个地区抗震设防依据的地震烈度,一般情况下取50年内超越概率为10%的地震烈度作为设防烈度。
&&&&国家有一个地震烈度区划图,根据历史上这个地方出现的地震的大小、概率等因素定出设防烈度。比如广东省内8度设防的地方有汕头、潮安、南澳、徐文、潮州,抗震设防烈度7度的地方有广州、深圳、汕尾、江门等,还有6度设防的,比如韶关、肇庆等,各地区设防烈度并不一样。
&&&&国家抗震标准已经5次修改
&&&&抗震设计规范随着技术的进步不断修订。1974年《工业与民用建筑抗震设计规范》是我国最早的抗震设计规范。此后不断演变,到1989年出台了《建筑抗震设计规范》,2001年更新了一次,2008年汶川地震后,住建部对一些重要内容又进行了修订。到了2010年国家进行了总体更新,沿用至今的规范就是《建筑抗震设计规范》G&B。
&&&&建筑抗震设计的监督和检查
&&&&建筑物的抗震设计,首先设计单位要按照设计规范,设计好后进行施工图审查,由专业审图单位进行。另外国家住建部每年派检查组到各地方对抗震设防的情况进行抽查,同时地方建设主管部门也会责成各建设项目设计单位自查。
&&&&从日常的检查情况来看,因抗震规范的要求都体现在图纸上,深圳建设工程质量监督总站也会责成各个责任单位:业主单位、施工单位、监理单位、设计单位,严格按规范落实有关强制性条文,同时也会对建筑实体进行抽查,抽查的内容主要有:是不是按图施工、材料是不是按规定送检、材料的抗震性能指标是不是符合规范要求等。
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高层抗震建筑——香港中国银行大厦
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土木吧 ,入省市交流群 好书推荐: 《装配式混凝土建筑设计与应用》 一般而言,任何形式的钢筋混凝土现浇结构体系建筑,如框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、无梁板结构等,都可以实现装配式。但因为抗震等因素,目前国内尚没有实现所有结构构件预制的装配式建筑。从结构形式上来看,装配式混凝土建筑的结构体系主要有:框架结构体系;剪力墙结构体系;框架-剪力墙结构体系;框架-核心筒结构体系;框架-钢支撑结构体系等。按照结构中预制混凝土构件应用部位及预制率的不同又可分为:(1)竖向承重构件现浇,外围护墙、内隔墙、楼板、楼梯等构件预制;(2)部分竖向承重构件以及外围护墙、内隔墙、楼板、楼梯等采用预制形式;(3)全部竖向承重构件,水平构件和非结构构件均采用预制形式。以上三种情况结构的预制率由低到高,具体分类详见表4.1。表4.1预制构件的应用部位构件竖向承重构件水平构件其他构件名称柱、剪力墙、核心筒等梁、板、阳台等外围护墙、内隔墙、楼梯、空调板等预制方式(1)全部现浇叠合预制(2)部分预制,部分现浇叠合预制(3)全部预制叠合预制目前,装配式混凝土结构设计的基本原则是基于“等同原则”,即通过采用可靠的连接技术与必要的构造措施,使装配式混凝土结构与现浇混凝土结构达到基本相同的力学性能。进而可以采用现浇结构的分析方法进行装配式混凝土结构的内力分析和设计计算。要实现“等同原则”,结构构件可靠的连接是根本保障。根据国内外多年的研究成果,对于装配整体式混凝土框架结构:当节点的构造及性能满足行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1)中的相关规定时,可认为其性能与现浇混凝土结构基本一致。对于装配整体式混凝土剪力墙结构,由于墙体之间的接缝数量多、连接复杂,接缝的施工质量对结构整体抗震性能的影响较大,并且缺乏成熟的可借鉴的工程经验,因此目前装配整体式混凝土剪力墙结构从技术上来讲很难完全实现与现浇混凝土剪力墙结构的“等同原则”,只能做到其承载力和抗震性能满足现行国家规范要求且不低于对应的现浇剪力墙结构。所以与现浇剪力墙结构相比,其最大适用高度有所降低。装配式框架-剪力墙结构是我国目前在高层公共建筑中应用较为广泛的一种预制装配混凝土结构体系,通常情况下采用框架预制,剪力墙现浇的方法以保证结构的整体抗震性能,结构适用高度可等同于现浇框架-剪力墙结构。设计流程装配式混凝土结构设计主要包括结构整体计算分析、结构构件的设计、预制构件的拆分与归并设计、预制构件的连接节点设计、预制构件的深化设计。其设计流程如图4.1所示。
图4.1设计流程图(1)结构整体计算分析目前,装配式混凝土结构设计时采用等同现浇的设计分析方法,故其整体计算分析与现浇混凝土结构相同。但考虑到装配式混凝土结构与现浇混凝土结构的区别,在利用目前设计常用的商用软件进行结构分析时,可按照现行国家规范及一些成熟的预制装配技术的要求对某些计算参数和计算模型进行调整。(2)结构构件的设计当结构整体计算分析完成后,需依据分析结果及现行国家规范进行结构构件设计。设计预制梁、柱、板等预制构件,可依据的现行规范有《混凝土结构设计规范》(GB50010)、《建筑抗震设计规范》(GB50011)、《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231)、《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1)、《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》(JGJ224),《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3)等。预制混凝土构件的设计除了要满足现浇混凝土构件的全部设计要求外,还要考虑构件在制作、运输与安装阶段的计算,包括预制构件生产阶段和施工阶段的验算。?(3)预制构件的拆分设计预制构件的拆分应在确定结构方案时统一考虑。装配整体式混凝土结构的构件拆分是设计的关键环节。拆分应考虑多方面的因素,包括项目定位、产业化政策、外部条件、建筑功能和艺术性、结构合理性、标准化模数化的集成、工厂化生产及经济、环境与制作运输安装环节的可行性和便利性等。构件拆分前,设计方需与建造商和施工方沟通,拆分应考虑施工条件和施工单位施工能力的影响,如运输吊装设备的大小规格是否满足施工要求。拆分应减少模板的种类,应使构件的种类尽量少,做到少规格、多组合,并且满足构件的运输、堆放和安装等要求。拆分应由建筑、结构、预算、工厂、运输和安装各个环节技术人员协作完成,技术协同应当贯穿整个项目建设过程,如图4.2所示。(4)预制构件的连接节点设计装配式混凝土结构等同现浇混凝土结构的设计是通过节点的可靠连接来保证的。装配式混凝土结构连接节点的选型和设计应注重概念设计,满足承载力、延性及耐久性要求。通过合理的连接节点与构造,保证构件传力的连续性和结构的整体稳定性,使整个结构具有与现浇混凝土结构相当的承载能力、刚度和延性,以及良好的抗风、抗震和抗偶然荷载的能力,并避免结构体系出现连续倒塌。装配式混凝土结构的节点连接应同时满足正常使用和施工阶段的承载力、稳定性和变形的要求;在保证结构整体受力性能的前提下,应力求连接构造简单,受力明确,传力直接,施工便捷,适合于工业化、机械化、标准化的施工及安装。??(5)预制构件的深化设计装配式混凝土结构的深化设计是装配式混凝土结构预制构件设计的重要组成部分。深化设计是指在原设计方案、施工图基础上,结合现场施工方案,工厂的生产条件,运输路况等对图纸进行完善、补充,绘制成具有满足构件厂加工要求的施工图纸。预制构件的深化设计须同时满足建筑、结构、机电、内部装修等各等专业及构件运输、安装等的要求。?装配整体式混凝土框架结构设计1、结构布置a. 平面《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1)关于装配式混凝土结构平面形状的规定与《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3)关于混凝土结构平面布置的规定相同,即满足以下要求:(1)平面形状宜简单、规则、对称,质量、刚度分布宜均匀;不应采用严重不规则的平面布置;(2)平面长度不宜过长,长宽比(L/B)宜按表4.15采用;(3)平面突出部分的长度l不宜过大,宽度b不宜过小,l/Bmax、l/b宜按表4.1-1采用;(4)平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置。
图4.58建筑平面规则性表4.15平面尺寸及突出部位尺寸的比值限值抗震设防烈度L/Bl/Bmaxl/b6、7度& 6.0& 0.35& 2.08度& 5.0& 0.30& 1.5b. 立面《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1)规定:装配式结构竖向布置应连续、均匀,应避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变,并应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)的有关规定。2、结构整体分析根据国内外多年的研究成果,有抗震设防要求的装配整体式框架结构,当采取了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后,其性能可等同于现浇混凝土框架结构。装配整体式混凝土框架结构在满足现行国家标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1),《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231)的相关规定时,可采用与现浇混凝土框架结构相同的方法进行结构分析。当同一层内既有预制又有现浇抗侧力构件时,地震设计状况下宜对现浇抗侧力构件在地震作用下的弯矩和剪力进行适当放大。《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1)规定:在结构内力与位移计算时,对现浇楼盖和叠合楼盖,均可假定楼盖在其自身平面内为无限刚性;楼面梁的刚度可计入翼缘作用予以增大;梁刚度增大系数可根据翼缘情况近似取为1.3~2.0(现浇楼盖),也可取合理的增大系数(叠合楼盖)。《装配式混凝土结构技术标准》(GB/T 51231)规定:主体结构计算时,应按下列规定计入外挂墙板的影响:(1)应计入支承于主体结构的外挂墙板的自重;(2)当外挂墙板相对于其支承构件有偏心时,应计入外挂墙板重力荷载偏心产生的不利影响;(3)采用点支承与主体结构相连的外挂墙板,连接节点具有适应主体结构变形的能力时,可不计入其刚度影响。(4)采用线支承与主体结构相连的外挂墙板,应根据刚度等代原则计入其刚度影响,但不得考虑外挂墙板的有利影响。在进行结构的内力和变形计算时,应考虑填充墙及外围护墙对结构刚度的影响。当采用轻质墙板填充墙时,可采用周期折减的方法考虑其对结构刚度的影响;对于框架结构,周期折减系数可取0.7~0.9。3、连接要求《装配式混凝土建筑技术标准》(GB/T 51231)规定:装配式混凝土结构中,节点及接缝处的纵向钢筋连接宜根据接头受力、施工工艺等要求选用套筒灌浆连接、机械连接、浆锚搭接连接、焊接连接、绑扎连接等连接方式。直径大于20mm的钢筋不宜采用浆锚搭接连接,直接承受动力荷载的构件纵向钢筋不应采用浆锚搭接连接。当采用套筒灌浆连接时,应符合现行行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》(JGJ355)的规定;当采用机械连接时,应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107)的规定;当采用焊接连接时,应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18)的规定。预制构件的拼接应符合下列规定:(1)预制构件拼接部位的混凝土强度等级不应低于预制构件的混凝土强度等级;(2)预制构件的拼接位置宜设置在受力较小的部位;(3)预制构件的拼接应考虑温度作用和混凝土收缩徐变的不利影响,宜适当增加配筋。纵向钢筋采用挤压套筒连接时应符合下列规定:1连接框架柱、框架梁、剪力墙边缘构件纵向钢筋的挤压套筒接头应满足I级接头的要求,连接剪力墙竖向分布钢筋、楼板分布钢筋的挤压套筒接头应满足I级接头抗拉的要求;2被连接的预制构件之间应预留后浇段,后浇段的高度或长度应根据挤压套筒接头安装工艺确定,应采取措施保证后浇段的混凝土浇筑密实;4.关键部位承载力计算接缝正截面承载力装配整体式结构中,接缝的正截面承载力应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010)的规定。接缝的受剪承载力应符合下列规定:
叠合梁端竖向接缝受剪承载力叠合梁端竖向接缝主要包括框架梁与节点区的接缝、梁自身连接的接缝以及次梁与主梁的接缝几种类型。叠合梁端竖向接缝受剪承载力的组成主要包括:新旧混凝土结合面的黏结力、键槽的抗剪能力、后浇混凝土叠合层的抗剪能力、梁纵向钢筋的销栓抗剪作用。行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1)不考虑新旧混凝土结合面的黏结力,取混凝土抗剪键槽的受剪承载力、后浇层混凝土部分的受剪承载力,穿过结合面的钢筋销栓抗剪作用之和。地震往复作用下,对后浇层混凝土部分的受剪承载力进行折减,参照混凝土斜截面受剪承载力设计方法,折减系数取0.6。混凝土叠合梁端竖向接缝的受剪承载力设计值应按下列公式计算:
图4.59叠合梁端受剪承载力计算示意图1—后浇节点区;2—后浇混凝土叠合层;3—预制梁;4—预制键槽根部截面;5—后浇键槽根部截面例:选取一实际工程项目中的次梁为例计算,次梁截面尺寸详见图4.60。混凝土强度等级为C35,fc=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2;钢筋采用HTRB600E,抗拉强度设计值为500N/mm2。次梁端部伸入主梁底部配筋2根25,上部5根25,由计算结果查得梁端剪力设计值为360kN。
图4.60次梁截面尺寸根据《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)中第7.2.2条,1)持久设计状态:其中:Ac1=130&300+50&180=48000mm2Ak1=180&200=36000mm2
预制柱底水平接缝受剪承载力预制柱底水平接缝处的受剪承载力的组成包括:新旧混凝土结合面的黏结力、粗糙面或键槽的抗剪能力、轴压产生的摩擦力、柱纵向钢筋的销栓抗剪作用或摩擦抗剪作用,其中后者为抗剪承载力的主要组成部分。在地震往复作用下,混凝土黏结作用及粗糙面的受剪承载力丧失较快,计算不考虑。当柱受压时,计算轴压产生的摩擦力,柱底接缝灌浆层上下表面接触的混凝土均有粗糙面及键槽构造,因此摩擦系数取0.8。当柱受拉时,没有轴压力产生的摩擦力,且由于钢筋受拉,计算钢筋销栓作用时,需要根据钢筋中的拉应力结果对销栓受剪承载力进行折减。因此在柱全截面受拉的情况下,不宜采用装配式构件。根据《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1),在地震设计状况下,预制柱底水平接缝的受剪承载力设计值应按下列公式计算:(1)当预制柱受压时:
以一实际工程中的柱为例。矩形柱截面计算参数: b=800mm,h=1000mm;混凝土强度等级为C45,fc=21.10N/mm2,ft=1.80N/mm2;钢筋采用HRB400,fy=360N/mm2;柱截面的纵向钢筋面积为As=314.16&8+490.87&10=7422mm2;由计算结果查得柱的轴向力设计值为4051kN,与此轴向力相应的柱底剪力设计值为V=234.78kN。
图4.61柱截面尺寸及配筋根据《装配式混凝土结构技术规程》(JGJ1-2014)中第7.2.3条,预制柱底水平接缝的受剪承载力设计值:
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