1、框架结构设计框架结构设计1 1 框架结构的受力特点框架结构的受力特点l一般情况下,框架底部柱M、N、V最大,往上逐渐减小,底部柱多属于小偏心受压构件,顶部几层可能为大偏心受压构件。l当荷载条件大致相同时,各层框架梁M、V较为接近,变化不大。l框架结构的水平侧移由两部分组成:剪切变形:这是由框架整体受剪,梁柱杆件发生弯曲变形而产生的水平位移,一般底层层间变形最大,向上逐渐减小。弯曲变形:这是由框架在抵抗倾覆弯矩时发生的整体弯曲,由柱子的拉伸和压缩而产生的水平位移。当框架结构高宽比不大于4时,框架水平侧移中弯曲变形部分所占比例很小,位移曲线一般呈剪切型。2 2框架结构设计应注意的几个问题框架结构设
2、计应注意的几个问题n框架结构的适用范围框架结构的适用范围n单跨框架的规定单跨框架的规定n框架结构砌体填充墙框架结构砌体填充墙n混合承重混合承重n框架结构与框架框架结构与框架-剪力墙结构的选择剪力墙结构的选择框架结构的适用范围框架结构的适用范围l非抗震设计时的多层及高层建筑l抗震设计时的多层及小高层建筑(7度区以下)l高烈度区不宜采用纯框架结构l一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济,因此6层以上的建筑结构宜采用框架-剪力墙结构或壁式框架单跨框架的规定单跨框架的规定抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。因为单跨框架的耗能能力较弱,超静定次数少,一旦柱子出现塑性铰(在强震时不可避免),出现连续倒
3、塌的可能性很大。框架结构砌体填充墙框架结构砌体填充墙高层规程规定,框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时,框架结构如采用砌体填充墙,其布置应符合下列要求:1 避免形成上下层刚度变化过大2 避免形成短柱3 减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。混合承重混合承重高层规程规定,框架结构按抗震设计时,不应部分采用由砌体墙承重的混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部突出屋顶的倒塌机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。框架结构与框架框架结构与框架-剪力墙结构的选择剪力墙结构的选择高层规程规定,抗震设计的框架结构中,当仅布置少量钢筋混凝土剪力墙时,结构分析计算时应考虑剪力墙与框架的
4、协同工作。如楼、电梯间位置较偏而产生较大的刚度偏心时,宜将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施,减小剪力墙的作用,并宜增加与剪力墙相连的柱子配筋。3 3框架结构计算简图的确定框架结构计算简图的确定n计算单元的选取计算单元的选取计算单元选取计算单元选取n计算简图计算简图实际结构实际结构l01l02计算简图计算简图4 4 框架结构的内力计算框架结构的内力计算竖向荷载作用下的框架结构内力计算竖向荷载作用下的框架结构内力计算分层法分层法弯矩二次分配法弯矩二次分配法水平荷载作用下的框架结构内力计算水平荷载作用下的框架结构内力计算反弯点法反弯点法D D值法值法1竖向荷载作用下的框架结构
5、内力计算竖向荷载作用下的框架结构内力计算分层法分层法 忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移;忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移;每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层柱产生内力,不在其他层梁和其他层柱下层柱产生内力,不在其他层梁和其他层柱 上产生内力。上产生内力。根据以上假定,多、高层框架可分层作为若干根据以上假定,多、高层框架可分层作为若干个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算,一般循环似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算,一般循环2次。次。分层法计算示意图分层法计算示意
6、图 由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定,计由于除底层外上层各柱的柱端实际为弹性固定,计算简图中假定为完全嵌固,为减少计算误差,除底层柱算简图中假定为完全嵌固,为减少计算误差,除底层柱外,上层各柱的线刚度乘以外,上层各柱的线刚度乘以0.9的修正系数。的修正系数。线刚度修正线刚度修正 考虑除支座外,框架各节点为弹性固定,因考虑除支座外,框架各节点为弹性固定,因此底层柱的弯矩传递系数取此底层柱的弯矩传递系数取1/2,其他各层柱的弯,其他各层柱的弯矩传递系数取矩传递系数取1/3;传递系数修正传递系数修正 分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩,各柱的最终弯分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩,各柱的最终弯矩为
7、与各柱相连的两层计算弯矩叠加;矩为与各柱相连的两层计算弯矩叠加;在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度。在内力与位移计算中,所有构件均可采用弹性刚度。3-921 ik 将框架分层将框架分层 将除底层柱之外的所有层柱的线刚度均乘以将除底层柱之外的所有层柱的线刚度均乘以0.9;分层后的简单框架可用弯矩分配法计算。用不来将,分层后的简单框架可用弯矩分配法计算。用不来将,每一节点经过二次分配就足够了;每一节点经过二次分配就足够了;采用弯矩分配法的计算过程中,柱传递系数取采用弯矩分配法的计算过程中,柱传递系数取1/3,但对底层仍取但对底层仍取1/2;梁的弯矩为最后弯矩,柱的弯矩为上下层取代数和;梁
8、的弯矩为最后弯矩,柱的弯矩为上下层取代数和;若节点处不平衡弯矩较大,在分配一次。若节点处不平衡弯矩较大,在分配一次。弯矩二次分配法弯矩二次分配法 首先计算框架各构件的刚度和分配系数;首先计算框架各构件的刚度和分配系数;计算框架各层梁端在竖向荷载作用下的固端弯矩;计算框架各层梁端在竖向荷载作用下的固端弯矩;计算框架各节点的不平衡弯矩,并将每一节点的不计算框架各节点的不平衡弯矩,并将每一节点的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传递,传递系数仍平衡弯矩同时进行分配并向远端传递,传递系数仍为为1/2;进行两次分配后结束(仅传递一次,但分配两次);进行两次分配后结束(仅传递一次,但分配两次);水平荷载作用下
9、的框架结构内力计算水平荷载作用下的框架结构内力计算n反弯点法反弯点法 适用于梁柱线刚度比不小于适用于梁柱线刚度比不小于3的框架结构;的框架结构;常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用常用于在初步设计中估算梁和柱在水平荷载作用 下的弯矩值。下的弯矩值。弯矩为零的点(反弯点)的位置按下图取值(以弯矩为零的点(反弯点)的位置按下图取值(以EI梁梁=为前题)。为前题)。反弯点位置图反弯点位置图 柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。柱的抗侧移刚度为:抗侧移刚度为:EIci 第第i根柱的刚度;根柱的刚度;hi 第第i根柱的柱高。根柱的柱高。3-16Di2c6
10、iihEI2c6iihEI3c12iiihEID 以三层框架为例,用反弯点法计算水平荷载作以三层框架为例,用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。用下框架的内力。u 顶层顶层因此各柱的剪力为:因此各柱的剪力为:3-173-18u 第二第二层层各柱的剪力为:各柱的剪力为:3-19u 第一第一层层各柱的剪力为:各柱的剪力为:3-20 柱端弯矩:柱端弯矩:已知反弯点处的剪力值便可以求出每一已知反弯点处的剪力值便可以求出每一根柱各截面的弯矩。根柱各截面的弯矩。梁端弯矩:梁端弯矩:分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。分边柱节点和中间柱节点两种情况处理。边节点:边节点:c2c1bMMM cbMM 中节点:
11、中节点:c2c1b2b1b1b1MMiiiM c2c1b2b1b2b2MMiiiM cb2b1b1b1MiiiM cb2b1b2b2MiiiM n D值法值法(1)反弯点法的问题)反弯点法的问题 柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高,未考柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高,未考虑节点梁柱线刚度比的影响;虑节点梁柱线刚度比的影响;认为反弯点的位置是固定不变的,实际上它与梁认为反弯点的位置是固定不变的,实际上它与梁柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。(2)D值法的基本思
12、想值法的基本思想与反弯点法相比:与反弯点法相比:相同之处相同之处 先确定反弯点位置先确定反弯点位置 不同之处不同之处 考虑了上述因素的影响,对柱的抗侧考虑了上述因素的影响,对柱的抗侧刚度和柱的反弯点位置进行了修正。刚度和柱的反弯点位置进行了修正。因此,因此,D值法又称为修正的反弯点法,适用于梁值法又称为修正的反弯点法,适用于梁柱线刚度比小于柱线刚度比小于3的情况。的情况。(3)柱的抗侧刚度)柱的抗侧刚度 式中,式中,c 柱抗侧移刚度修正系数,按下表柱抗侧移刚度修正系数,按下表的公式计算。的公式计算。柱的部位及固定情况一般层底层,下面固支底层,下端铰支cc43212iiiiii ii 2c c2
13、1iiii ii 25.0c c21iiii ii215.0c i1i2ici3i4i1i2ici1i2ic3-21(4)修正的反弯点高度)修正的反弯点高度式中式中 y0标准反弯点高度比;标准反弯点高度比;y1因上、下层梁刚度比变化因上、下层梁刚度比变化 的修值;的修值;y2因上层层高变化的修正值;因上层层高变化的修正值;y3因下层层高变化的修正值。因下层层高变化的修正值。hyVMyhVMiABiBA 1柱端弯矩柱端弯矩ViVi3-225 5 框架结构的最不利内力及内力组合框架结构的最不利内力及内力组合控制截面控制截面框架梁柱最不利内力组合框架梁柱最不利内力组合梁端弯矩调幅梁端弯矩调幅控制截面
14、控制截面控制截面控制截面梁:跨中、支座截面梁:跨中、支座截面柱:柱顶、柱底截面柱:柱顶、柱底截面梁控制截面梁控制截面柱控制柱控制截面截面框架梁柱最不利内力组合框架梁柱最不利内力组合梁跨中截面:梁跨中截面:+Mmax及相应的及相应的V(正截面设计)(正截面设计)梁支座截面:梁支座截面:-Mmax及相应的及相应的V(正截面设计)(正截面设计)Vmax及相应的及相应的M (斜截面设计)斜截面设计)柱柱 截截 面:面:+Mmax及相应的及相应的N、V -Mmax及相应的及相应的N、V Nmax及相应的及相应的M、V Nmin及相应的及相应的M、V Vmax及相应的及相应的M、N梁端弯矩调幅梁端弯矩调幅
15、n竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅 在竖向荷载作用下,可以考虑梁端塑性变形内力重在竖向荷载作用下,可以考虑梁端塑性变形内力重分布,减小梁端负弯矩,相应增大梁跨中弯矩。分布,减小梁端负弯矩,相应增大梁跨中弯矩。调幅后的支座弯矩为:调幅后的支座弯矩为:=M式中式中 梁支座截面调幅后的弯矩;梁支座截面调幅后的弯矩;M 梁支座调幅前按弹性方法计算的弯矩;梁支座调幅前按弹性方法计算的弯矩;调幅系数,现浇框架:调幅系数,现浇框架:0.80.9 装配式框装配式框 架:架:0.70.8。MM 截面设计时,梁跨中正弯矩至少应取按简支梁截面设计时,梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩
16、之半。如为均布荷载,则计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载,则 2161lqgM 中中 竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅,再与风荷载竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅,再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。和水平地震作用产生的弯矩进行组合。调幅后的跨中弯矩为:调幅后的跨中弯矩为:21RLCMMMMMM MMLMRM6 6 框架梁设计框架梁设计n框架梁承载力计算框架梁承载力计算n框架梁的构造要求框架梁的构造要求框架梁承载力计算框架梁承载力计算自学自学框架梁的构造要求框架梁的构造要求框架结构的主梁截面高度框架结构的主梁截面高度h hb b可按可按(1/101/101/181/18)l lb b确定,确
17、定,l lb b为主梁计算跨度;为主梁计算跨度;梁净跨与截面高度之比不宜小于梁净跨与截面高度之比不宜小于4 4。梁的截面宽。梁的截面宽度不宜小于度不宜小于200mm200mm,梁截面的高宽比不宜大于,梁截面的高宽比不宜大于4 4。梁的截面高度梁的纵向钢筋要求n沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向配筋,一、沿梁全长顶面和底面应至少各配置两根纵向配筋,一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm,且分别不应,且分别不应小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的小于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4;三、四级抗震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于三、四级抗
18、震设计和非抗震设计时钢筋直径不应小于12mm;n一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋一、二级抗震等级的框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋的直径,对矩形截面柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的直径,对矩形截面柱,不宜大于柱在该方向截面尺寸的的1/20;对圆形截面柱,不宜大于纵向钢筋所在位置柱;对圆形截面柱,不宜大于纵向钢筋所在位置柱截面弦长的截面弦长的1/20。n纵向受拉钢筋的最小配筋百分率纵向受拉钢筋的最小配筋百分率min(%),非抗),非抗震设计时,不应小于震设计时,不应小于0.2和和45ft/fy二者的较大值;抗震二者的较大值;抗震设计时,不应小于表设计时,不应小于表6.3.2-1规定
19、的数值;规定的数值;框架梁箍筋构造规定(非抗震设计)n应沿梁全长设置箍筋;应沿梁全长设置箍筋;n截面高度大于截面高度大于800mm的梁,其的梁,其箍筋直径箍筋直径不宜小于不宜小于8mm;其;其余截面高度的梁不应小于余截面高度的梁不应小于6mm。在受力钢筋搭接长度范围内,。在受力钢筋搭接长度范围内,箍筋直径不应小于搭接钢筋最大直径的箍筋直径不应小于搭接钢筋最大直径的0.25倍。倍。n箍筋间距箍筋间距不应大于表不应大于表6.3.5的规定;在纵向受拉钢筋的搭接长的规定;在纵向受拉钢筋的搭接长度范围内,箍筋间距尚不应大于搭接钢筋较小直径的度范围内,箍筋间距尚不应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不倍,且不
20、应大于应大于100mm;在纵向受压钢筋的搭接长度范围内,箍筋间距;在纵向受压钢筋的搭接长度范围内,箍筋间距尚不应大于搭接钢筋较小直径的尚不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大于倍,且不应大于200mm;n当梁的剪力设计值大于当梁的剪力设计值大于0.7ftbh0时,其时,其箍筋面积配筋率箍筋面积配筋率应应符合下式要求:符合下式要求:n当梁中当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋配有计算需要的纵向受压钢筋时,其箍筋配置尚应符时,其箍筋配置尚应符合下列要求:合下列要求:1)箍筋直径不应小于纵向受压钢筋最大直径的)箍筋直径不应小于纵向受压钢筋最大直径的0.25倍;倍;2)箍筋应做成封闭式;)箍筋应做成封
21、闭式;3)箍筋间距不应大于)箍筋间距不应大于15d且不应大于且不应大于400mm;当一层内的;当一层内的受压钢筋多于受压钢筋多于5根且直径大于根且直径大于18mm时,箍筋间距不应大于时,箍筋间距不应大于10d(d为纵向受压钢筋的最小直径);为纵向受压钢筋的最小直径);4)当梁截面宽度大于)当梁截面宽度大于400mm且一层内的纵向受压钢筋多且一层内的纵向受压钢筋多于于3根时,或当梁截面宽度不大于根时,或当梁截面宽度不大于400mm但一层内的纵向受压但一层内的纵向受压钢筋多于钢筋多于4根时,应设置复合箍筋。根时,应设置复合箍筋。框架梁箍筋构造规定(抗震设计)延性要求延性要求n抗震设计时,计入受压钢
22、筋作用的梁端截面混凝土受压区高抗震设计时,计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比值,一级不应大于度与有效高度之比值,一级不应大于0.25,二、三级不应大于,二、三级不应大于0.35;n抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%;n框架梁沿梁全长箍筋的面积配筋率应符合下列要求:框架梁沿梁全长箍筋的面积配筋率应符合下列要求:n抗震设计时,梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最抗震设计时,梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应符合表小直径应符合表6.3.2-2的要求;当梁端纵向钢筋配筋率大于的要求;当梁端纵向钢筋配筋率大
23、于2%时,表中箍筋最小直径应增大时,表中箍筋最小直径应增大2mm。n第一个箍筋应设置在距支座边缘第一个箍筋应设置在距支座边缘50mm处;处;n在箍筋加密区范围内的箍筋肢距:一级不宜大于在箍筋加密区范围内的箍筋肢距:一级不宜大于200mm和和20倍箍筋直径的较大值,二、三级不宜大于倍箍筋直径的较大值,二、三级不宜大于250mm和和20倍箍筋直倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于径的较大值,四级不宜大于300mm;n箍筋应有箍筋应有135弯钩,弯钩,弯钩端头直段长度弯钩端头直段长度不应小于不应小于10倍倍的箍筋直径和的箍筋直径和75mm的较大值;的较大值;n在纵向钢筋在纵向钢筋搭接长度范围内搭接长度范
24、围内的箍筋间距,钢筋受拉时不的箍筋间距,钢筋受拉时不应大于搭接钢筋较小直径的应大于搭接钢筋较小直径的5倍,且不应大于倍,且不应大于100mm;钢;钢筋受压时不应大于搭接钢筋较小直径的筋受压时不应大于搭接钢筋较小直径的10倍,且不应大倍,且不应大于于200mm;n框架梁框架梁非加密区箍筋最大间距非加密区箍筋最大间距不宜大于加密区箍筋间距不宜大于加密区箍筋间距的的2倍。倍。梁的纵向受力钢筋要求梁的纵向受力钢筋要求n纵向受拉钢筋的最小配筋百分率纵向受拉钢筋的最小配筋百分率min(%),非抗震设计时,),非抗震设计时,不应小于不应小于0.2和和45ft/fy二者的较大值;抗震设计时,不应小于二者的较大
25、值;抗震设计时,不应小于表表6.3.2-1规定的数值;规定的数值;n抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级不应小于比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小,二、三级不应小于于0.3;框架梁、柱,其受剪截面应符合下列要求框架梁、柱,其受剪截面应符合下列要求 强剪弱弯强剪弱弯7 7 框架柱设计框架柱设计框架柱承载力计算框架柱承载力计算 自学自学框架柱构造要求框架柱构造要求一般要求柱截面尺寸柱截面尺寸 n矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜小于矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜小于250mm250m
26、m,抗震设,抗震设计时不宜小于计时不宜小于300mm300mm;圆柱截面直径不宜小于;圆柱截面直径不宜小于350mm350mm;n柱剪跨比宜大于柱剪跨比宜大于2 2;n柱截面高宽比不宜大于柱截面高宽比不宜大于3 3。n框架柱的截面尺寸宜满足框架柱的截面尺寸宜满足n轴压比要求轴压比要求030clb025clhccNAfn框架梁、柱,其受剪截面应符合下列要求:框架梁、柱,其受剪截面应符合下列要求:柱纵向钢筋要求柱纵向钢筋要求n抗震设计时,宜采用对称配筋;抗震设计时,宜采用对称配筋;n抗震设计时,截面尺寸大于抗震设计时,截面尺寸大于400mm400mm的柱,其纵向钢筋间距不的柱,其纵向钢筋间距不宜大
27、于宜大于200mm200mm;非抗震设计时,柱纵向钢筋间距不应大于;非抗震设计时,柱纵向钢筋间距不应大于350mm350mm;柱纵向钢筋净距均不应小于柱纵向钢筋净距均不应小于50mm50mm;n全部纵向钢筋的配筋率,非抗震设计时不宜大于全部纵向钢筋的配筋率,非抗震设计时不宜大于5%5%、不应大、不应大于于6%6%,抗震设计时不应大于,抗震设计时不应大于5%5%;n一级且剪跨比不大于一级且剪跨比不大于2 2的柱,其单侧纵向受拉钢筋的配筋率的柱,其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于不宜大于1.2%1.2%;n边柱、角柱及剪力墙端柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉边柱、角柱及剪力墙端柱考虑地震作用组合产
28、生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%25%。柱中箍筋规定(非抗震设计)柱中箍筋规定(非抗震设计)n周边箍筋应为周边箍筋应为封闭式封闭式;n箍筋间距箍筋间距不应大于不应大于400mm400mm,且不应大于构件截面的短边尺寸和最小,且不应大于构件截面的短边尺寸和最小纵向受力钢筋直径的纵向受力钢筋直径的1515倍;倍;n箍筋直径箍筋直径不应小于最大纵向钢筋直径的不应小于最大纵向钢筋直径的1/41/4,且不应小于,且不应小于6mm6mm;n当当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%3%时,箍筋直径不应小于时,箍筋直径不
29、应小于8mm8mm,箍筋间距不应大于最小纵向钢筋直径的,箍筋间距不应大于最小纵向钢筋直径的1010倍,且不应大于倍,且不应大于200mm200mm;箍筋末端应做成;箍筋末端应做成135135弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于弯钩且弯钩末端平直段长度不应小于1010倍箍筋直径;倍箍筋直径;n当柱每边纵筋多于当柱每边纵筋多于3 3根时,应设置根时,应设置复合箍筋复合箍筋(可采用拉筋);(可采用拉筋);n柱内纵向钢筋采用搭接做法时,柱内纵向钢筋采用搭接做法时,搭接长度范围内箍筋搭接长度范围内箍筋直径直径不应小于不应小于搭接钢筋较大直径的搭接钢筋较大直径的0.250.25倍;在纵向受拉钢筋的搭接长度范围
30、内的倍;在纵向受拉钢筋的搭接长度范围内的箍筋箍筋间距间距不应大于搭接钢筋较小直径的不应大于搭接钢筋较小直径的5 5倍,且不应大于倍,且不应大于100mm100mm;在;在纵向受压钢筋的搭接长度范围内的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小纵向受压钢筋的搭接长度范围内的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的直径的1010倍,且不应大于倍,且不应大于200mm200mm。当受压钢筋直径大于。当受压钢筋直径大于25mm25mm时,尚应时,尚应在搭接接头端面外在搭接接头端面外100mm100mm的范围内各设置两道箍筋。的范围内各设置两道箍筋。抗震设计延性要求延性要求n轴压比要求:为了使柱在包括地震作用等多种荷载作用
31、下处于轴压比要求:为了使柱在包括地震作用等多种荷载作用下处于大偏心受压状态,具有较大的屈服后变形能力和耗能能力,具有大偏心受压状态,具有较大的屈服后变形能力和耗能能力,具有较好的延性和抗震性能,规范规定了混凝土柱的轴压比限值。对较好的延性和抗震性能,规范规定了混凝土柱的轴压比限值。对于四类场地土且高于于四类场地土且高于40m40m的框架结构或高于的框架结构或高于60m60m的其他结构体系的的其他结构体系的混凝土房屋建筑,其轴压比限值应减小混凝土房屋建筑,其轴压比限值应减小0.05.0.05.n抗震设计时,抗震设计时,柱箍筋加密区的范围柱箍筋加密区的范围应符合下列要求:应符合下列要求:1 1、底
32、层柱的上端和其他各层柱的两端,应取矩形截面、底层柱的上端和其他各层柱的两端,应取矩形截面柱之长边尺寸(或圆形截面柱之直径)、柱净高之柱之长边尺寸(或圆形截面柱之直径)、柱净高之1/61/6和和500mm500mm三者之最大值范围;三者之最大值范围;2 2、底层柱刚性地面上、下各、底层柱刚性地面上、下各500mm500mm的范围;的范围;3、底层柱柱根以上、底层柱柱根以上1/3柱净高的范围;柱净高的范围;4、剪跨比不大于、剪跨比不大于2的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度的柱和因填充墙等形成的柱净高与截面高度之比不大于之比不大于4的柱全高范围;的柱全高范围;5、一级及二级框架角柱的全高范围;、
33、一级及二级框架角柱的全高范围;6、需要提高变形能力的柱的全高范围。、需要提高变形能力的柱的全高范围。n抗震设计时,柱箍筋在规定的范围内应加密,抗震设计时,柱箍筋在规定的范围内应加密,加密区的箍筋间距和加密区的箍筋间距和直径直径,应符合下列要求:,应符合下列要求:n二级框架柱二级框架柱箍筋直径不小于箍筋直径不小于10mm、肢距不大于、肢距不大于200mm时,除柱时,除柱根外最大间距应允许采用根外最大间距应允许采用150mm;三级框架柱三级框架柱的截面尺寸不大于的截面尺寸不大于400mm时,箍筋最小直径应允许采用时,箍筋最小直径应允许采用6mm;四级框架柱四级框架柱的剪跨比的剪跨比不大于不大于2或
34、柱中全部纵向钢筋的配筋率大于或柱中全部纵向钢筋的配筋率大于3%时,箍筋直径不应小时,箍筋直径不应小于于8mm。n 剪跨比不大于剪跨比不大于2的柱的柱,箍筋间距不应大于,箍筋间距不应大于100mm,一级时尚不应,一级时尚不应大于大于6倍的纵向钢筋直径。倍的纵向钢筋直径。n箍筋应为箍筋应为封闭式封闭式,其末端应做成,其末端应做成135弯钩弯钩且弯钩末端平直段长且弯钩末端平直段长度不应小于度不应小于10倍的箍筋直径,且不应小于倍的箍筋直径,且不应小于75mm;n箍筋加密区的箍筋加密区的箍筋肢距箍筋肢距,一级不宜大于,一级不宜大于200mm,二、三级不,二、三级不宜大于宜大于250mm和和20倍箍筋直
35、径的较大值,四级不宜大于倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束;采用。每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束;采用拉筋组合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住封闭箍。拉筋组合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住封闭箍。n柱柱非加密区的箍筋非加密区的箍筋,其,其体积配箍率体积配箍率不宜小于加密区的一半;不宜小于加密区的一半;其其箍筋间距箍筋间距,不应大于加密区箍筋间距的,不应大于加密区箍筋间距的2倍,且一、二级不倍,且一、二级不应大于应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级不应大于倍纵向钢筋直径,三、四级不应大于15倍纵向钢筋直倍纵向钢筋直径。径。n柱加密区范围内箍筋的
36、柱加密区范围内箍筋的体积配箍率体积配箍率,应符合下列规定:,应符合下列规定:n对对一、二、三、四级框架柱一、二、三、四级框架柱,其箍筋加密区范围内箍筋的体积,其箍筋加密区范围内箍筋的体积配箍率尚且分别不应小于配箍率尚且分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%和和0.4%;n 剪跨比不大于剪跨比不大于2的柱的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于配箍率不应小于1.2%;设防烈度为设防烈度为9度度时,不应小于时,不应小于1.5%;n计算计算复合箍筋的体积配箍率复合箍筋的体积配箍率时,应扣除重叠部分的箍筋体积;时,应扣除重叠部分的箍筋体积;计算计算复
37、合螺旋箍筋的体积配箍率复合螺旋箍筋的体积配箍率时,其非螺旋箍筋的体积应乘以时,其非螺旋箍筋的体积应乘以换算系数换算系数0.8。柱纵向钢筋要求柱纵向钢筋要求n柱全部纵向钢筋的配筋率,不应小于表柱全部纵向钢筋的配筋率,不应小于表6.4.3-1的规定值,且的规定值,且柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.2%;抗震设计时,对;抗震设计时,对类场地上较高的高层建筑,表中数值应增加类场地上较高的高层建筑,表中数值应增加0.1;强柱弱梁、强剪弱弯的要求强柱弱梁、强剪弱弯的要求n 抗震设计时,四级框架柱的柱端弯矩设计值可直接取考虑抗震设计时,四级框架柱的柱端弯矩设计值可直接
38、取考虑地震作用组合的弯矩值;一、二、三级框架的梁、柱节点处,地震作用组合的弯矩值;一、二、三级框架的梁、柱节点处,除顶层和柱轴压比小于除顶层和柱轴压比小于0.15者外,柱端考虑地震作用组合的者外,柱端考虑地震作用组合的弯矩设计值应按下列公式予以调整:弯矩设计值应按下列公式予以调整:n抗震设计的框架柱、框支柱端部截面的剪力设计值,一、二、三抗震设计的框架柱、框支柱端部截面的剪力设计值,一、二、三级时应按下列公式计算;四级时可直接取考虑地震作用组合的剪级时应按下列公式计算;四级时可直接取考虑地震作用组合的剪力计算值。力计算值。n抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。一、二、三级框架角柱经按本规正截面承载力设计。一、二、三级框架角柱经按本规程第程第6.2.16.2.3条调整后的弯矩、剪力设计值应乘以条调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于不小于1.1的增大系数。的增大系数。
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