2022年柱及剪力墙配筋总结精编版 .docx

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1、精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_框架柱及剪力墙结构设计2022 年 02 月目录第一部分框架柱结构设计2一、框架柱的受力特点2二、框架柱的截面挑选.2三、框架柱的构造要求.4四、框架柱配筋设计 .5五、框架柱施工图的绘制方法.6六、框架柱设计简洁显现的问题.7其次部分剪力墙结构设计 .7一、剪力墙的特点 .7二、剪力墙布置 .8三、剪力墙墙厚 .10四、剪力墙配筋设计 .11五、剪力墙施工图绘制的几点规定.18六、剪力墙设计中简洁显现的问题.19第三部分用探究者软件帮助施工图绘制 .20一、TSSD的特点 . .20二、使用 TSSD的要求 .20三、TSSD的

2、主要设置参数 . .20四、TSSD的实例 . .21可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第一部分框架柱结构设计一、框架柱的受力特点楼面荷载通过楼板传递到梁后, 需要经过柱传递到基础, 荷载向下传递过程中对柱会产生压力, 因此受压是框架柱最重要的受力特点. 楼面荷载在梁内传递过程中对梁会产生弯矩,为平稳梁端弯矩,柱也会受到弯矩的作用.此外,当结构受到风荷载 或的震作用时,框架柱仍要传递剪力,以及剪力产生的弯矩.因此,框架柱受到的内 力有压力、剪力及弯矩,图一是框架在竖向荷载下的受力简图.图一 框架柱在竖向荷载作用下的内力简图二、框架柱

3、的截面挑选柱的截面挑选与其受力特点有关,为保证柱在受压的前提下,仍能发挥其抗剪、 抗弯才能, 需要将柱受到的压力限制在肯定范畴内, 通常采纳 轴压比 这个指标来定义这个限值.此时轴压比为N/fc*A=11900/11900=1.0如掌握此柱的轴压比为 0.8,说明该柱仍有 20%的安全储备.因此 轴压比实际反映了构件抗压承载力的发挥程度, 轴压比越小, 构件的安全储备越高 （抗震概念上称延性越好 ）.关于延性： 延性是指材料超过弹性极限后破坏前抗击变形的才能.影响延性的因素很多,以下仅争论与轴压比的关系：框架柱同时受到压力、 剪力及弯矩的作用, 破坏形式有两种, 小偏心受压破坏和大偏心受压破坏

4、. 大偏心受压破坏是受拉钢筋先屈服然后混凝土被压碎,实际是受拉破坏,属于延性破坏.小偏心受压破坏由于混凝土压碎而产生, 不发生钢筋受拉破坏, 属于脆性破坏. 构件轴压比越小, 意味着受到的压力越小, 构件发生小偏心受压破坏的可能性越小, 发生大偏心受压的弯曲破坏可能性越大, 符合抗震设计中延性设计的原就.轴压比与柱截面有关,因此通过轴压比指标可以确定框架柱截面的大小.现行抗震规范对轴压比的规定如表一, 框架柱轴压比不宜超过表中数值, 且不应大于 1.05.建造于类场的且较高的高层建筑,表中数值应适当减小.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_轴压比是一个比值, 其分子项为柱所受到的压

5、力, 分母项为柱的砼抗压才能, 运算公式为：轴压比 =N/fc*A结构类型表一柱轴压比限值表抗震等级一二三四可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式中 N 为轴压力, A 为柱截面面积, fc*A 为承载力.以 C25 砼为 例, 一根截面 为 1000mmx1000mm 的 砼柱 , 其受压 承载力=fc*A=11.9x1000x1000=11900000 N=11900 kN=1190 t,如此柱受到的压力为 11900 kN,框架结构0.650.750.850.9框剪结构0.750.850.900.95可编辑资料 - - - 欢迎

6、下载精品_精品资料_框支结构0.60.7表中红色数字表示新抗规的要求, 与原规范相比, 新规范的变化主要表达在两个方面,一是四级框架柱的限值由1.05 调整到 0.9 和 0.95,二是框架结构减小了 0.05.留意表中限值适用于 剪跨比 大于 2、砼强度等级不高于 C60 的框架柱. 剪跨比不大于 2 的框架柱,表中限值应降低 0.05.砼强度等级高于 C60 时,按抗规附录 B 设计.设置芯柱或箍筋加大加密时, 可提高柱的变形才能, 此时轴压比限值可适当放宽, 详规范 6.3.6 条的注解 3、4 条.从该表可以看出,不同结构体系中的框架柱,轴压比限值不同.抗震等级越高, 或者说要求在结构

7、中发挥作用越大的框架柱,其安全储备要求越高.关于抗震等级： 抗震等级反映了对结构的抗震要求. 由于构件在结构中发挥的作用不同, 同一结构不同构件、 同一构件在不同结构体系中的抗震要求可能不同.如框剪结构中的框架, 其抗震要求就可低于框架结构中的框架, 缘由是框剪结构中主要是剪力墙发挥作用.柱截面大小与轴压比有关, 轴压比影响到框架柱的延性, 因此如何正确运算轴压比在框架柱设计中很重要.运算轴压比时轴力 N 取考虑的震作用组合的设计值,按抗规5.4.1 条确定.按抗规 6.3.6 注解 1 条,无需进行的震作用运算的结构,可取无的震作用组合的轴力设计值.按抗规 5.1.61 条, 6 度区部分建

8、筑可不进行截面抗震验算.依据5.1.6 条文说明,当的震作用在结构设计中基本上不起掌握作用时,以及被的震体会所证明者, 可不做抗震验算. 考虑到电算速度较快, 无论的震作用是否起掌握作用, 建议均进行的震作用运算.例如彰武项目,裙楼为四层商业,框架结构,6 度,类场的,乙类建筑,框架抗震等级为三级,查表一,框架柱轴压比限值为0.85.采纳 SATWE 运算,考虑的震作用时框架柱的最大轴压比为0.81,不考虑的震作用时最大轴压比为0.940.81.显现这种情形与工程条件有关,该工程为多层建筑,的震烈度低,活荷载较大.考虑的震作用时,按抗规 5.4.1 条,荷载效应组合的设计值为S1.2 重力荷载

9、代表值 1.3 水平的震作用 1.2（恒载 0.5 活载） 1.3 水平的震作用 1.2 恒载 0.6 活载 1.3 水平的震作用（式一）不考虑的震作用时, 按荷载规范 3.2.3 条,由可变荷载效应掌握时, 荷载效应组合的设计值为S=1.2 恒载 1.4 活载 1.4x0.6 风 （式二）比较式一和式二,当的震作用较小,活荷载较大时,式二的运算结果可能大于式一,说明框架柱轴力的最不利组合设计值为非的震作用组合.留意按表一验算轴压比时轴力N 并不肯定是最不利组合,当最不利组合设计值N为非的震组合时,应按抗规 6.3.6 注解 5 条掌握轴压比,即要求轴压比 1.05 即可.本项目按考虑的震作用

10、轴压比0.81 0.85,满意要求.如按不考虑的震作用,0.940.8%,满意要求.如按 08 规范扣除重叠部分箍筋体积,就v 4x78.5x（600-2x30） x2/（291600x100）=1.16%仍可满意规范要求.4、施工要求： 为保证砼浇筑质量,柱纵筋净距不小于50mm.四、框架柱配筋设计从前面分析可知,框架柱主要传递以下内力：压力、弯矩和剪力.压力由砼、纵 筋及箍筋承担, 其中砼及纵筋由运算确定, 箍筋主要起约束作用, 防止纵筋发生压屈破坏,提高砼变形才能从而提高柱延性. 弯矩产生的拉力由纵筋承担, 纵筋可按压弯构件运算确定.剪力由箍筋承担,同样由压弯构件运算确定.PKPM 可以

11、完成框架柱的内力及配筋运算, 我们主要是依据其运算结果进行施工图绘制, SATWE 运算前需要确定柱的运算参数,可在SATWE 中定义,图四为配筋参数：图四SATWE 参考设置SATWE 运算的框架柱配筋包括 6 个结果, 其单位为 cm2,以图二为例, 数值 2.6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_表示该框架柱角筋的面积不小于2.6 cm2,即 260mm2.（注：采纳单偏压算法时角筋可不受此值掌握.）图二框架柱运算结果数值 9 表示该框架柱 X 方向每边纵筋的总面积不小于 900mm2.数值 18 表示框架柱 Y 方向每边纵筋的

12、总面积不小于1800mm2.数值 1.8 表示该框架柱节点域配置的箍筋面积在X 、Y 两个方向均不小于 180mm2, 默认箍筋间距为 100.（4） ,可满意加密区、节点域及非加密区的运算要求. （注： SATWE 箍筋运算结果已考虑体积配箍率）3. 确定纵筋根数及直径：该柱采纳 4 肢箍,因此纵筋第一按 4 根考虑, X 方向需要的纵筋直径为 900/4 225,采纳 4 18 即可,图三配筋为 2 25 2 22,面积为 2X（ 490 380） 1740,偏大.Y 方向需要的纵筋直径为 1800/4 450,可采纳 4 25,图三中 Y 方向配筋为面积也为 1740,略偏小.五、框架柱

13、施工图的绘制方法目前结构施工图通常采纳平法方法绘制, 也就是依据国家标准图集 混凝土结构施工平面整体表示方法制图规章和构造详图 （ 03G101-1）绘制施工图, 框架柱采纳平法绘制有两种方式, 截面注写和列表注写方式. 图三的框架柱施工图称为截面注写 方式,更常用的是采纳列表注写方式,如表三所示.表三框架柱表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数值 G2.3 表示框架柱加密区配置的箍筋面积在X 、Y 两个方向均不小于 230mm2,默认箍筋间距为 100.柱号标高bxh角筋b 边一侧中部筋h 边一侧中部筋箍筋箍筋类型号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数值 0.6

14、表示框架柱非加密区配置的箍筋面积在X 、Y 两个方向均不小于 60mm2,KZ114.050 21.600600x6004D252D222D2214x4d10100/200可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_默认箍筋间距为 100.如实配箍筋在非加密区采纳 200 间距时,要求箍筋面积为 60X2 120.依据 SATWE 运算结果,该柱配筋过程如下：1. 确定箍筋肢距：依据抗规 6.3.9 条,一级抗震柱箍筋肢距不大于200,该框架柱截面为 600X600,肢数取 4 可满意要求.2. 确定箍筋直径及间距：依据抗规6.3.7-2 条

15、,一级抗震柱箍筋直径不小于10,如取直径为 10,就箍筋面积 4X78.5314 230 180 120,如实配10100/200对于某层框架柱,即使柱截面都相同,各柱的运算结果往往不同.截面不同,或截面相同但纵筋不同, 或截面纵筋相同但箍筋不同的各种运算结果,会导致框架柱编号种类繁多.为简化施工图绘制,要对框架柱进行归并,以下归并原就可供参考：1. 截面相同编为同一主编号,如600X600 的柱都编号为 KZ1 ,并尽量使用相同肢数的箍筋,如都采纳 4X4 肢箍,纵筋或箍筋不同加副编号,如KZ1a, KZ1b.2. 纵筋都是构造配筋的柱编为同一个号,其它纵筋不同的柱可按20%的归并率编可编辑

16、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为同一个号.箍筋不同时编号原就类似.3. 角柱最好编为同一个号.4. 个别柱配筋（如楼梯间柱）或标高不同时也可在平面图中单独标注,不肯定要列表表示.六、框架柱设计简洁显现的问题1. 未考虑梁柱偏心影响：按抗规 6.1.5 条,梁柱偏心较大时应计入偏心的影响.建模时应按实际偏心输入梁柱.2. 角柱定义：按抗规 6.2.6 条,一、二、三、 四级抗震的角柱,剪力及弯矩应至少放大 10%.应在 SAWTE 特殊构件定义菜单中的特殊柱一栏指定角柱,如图五.图五SATWE 特殊构件定义3. 角柱加密：按抗规 6.3

17、.9-1-4）条,一、二级框架的角柱应全高加密.4. 短柱加密：按抗规 6.3.9-1-4）条,短柱应全高加密. 短柱的体积配箍率不应小于 1.2%,详抗规 6.3.9-3-3）条或高规 6.4.7 条.什么是短柱：短柱是指剪跨比 2 的框架柱, M/（Vh0）,对于框架结构标准层,可取 Hn/（ 2 h0）,也就是说,柱净高度小于柱截面高度的 4 倍时,即为短柱.特殊留意楼梯间框架柱,由于平台标高与楼面不同,很简洁形成短柱.5. 短柱轴压比：短柱的轴压比限值要求更严格, 详细规定详抗规 6.3.6 条的注解 2.6. 核心区箍筋运算值大于加密区,要留意表达核芯区箍筋.列表中可增加一列表示核芯

18、区箍筋,相差不多时也可将加密区箍筋增大.7. 纵筋根数与箍筋肢数：列表平法图不表示柱钢筋的详细位置,建议纵筋根数与箍筋肢数相同,保证钢筋肢距不简洁出错.其次部分剪力墙结构设计一、剪力墙的特点（一）从框架柱到剪力墙顾名思义, 剪力墙是抗击剪力的墙体. 剪力可能由风力或的震产生, 当剪力由的震引起时, 称为抗震剪力墙或简称抗震墙. 墙体可以采纳各种结构材料, 如砌体或钢筋混凝土, 本文仅争论钢筋混凝土抗震墙, 下文所显现的剪力墙一词均指钢筋混凝土抗震墙.从字面上看,剪力墙是为抗击剪力而设置的,实际上,结构受到的剪力越大,说明水平荷载（风力或的震作用）越大,当建筑物较高时,结构对抗击变形的要求要高于

19、对抗击剪力的要求.以一根高度为H 的悬臂梁受到均布荷载 q 为例（图六）,其顶点位移和基底剪力分别为：结构顶点位移： qH4/48EI结构底部剪力： V=qH可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图六悬臂梁受到匀称荷载作用从上式可以看出,结构底部剪力与结构高度H 成正比,顶点位移就与结构高度H 的 4 次方成正比. 当结构高度增大, 结构位移会急剧增大, 因此水平荷载对结构的影响更主要的是表达在结构位移上 .另一方面, 结构通过其刚度来抗击变形, 结构变形与刚度成反比,刚度（ EI）就由材料弹性模量和截面惯性矩打算.对于高层建筑,为抗击水平荷载下的庞大变形, 结构构件截面必需具有很大

20、的惯性矩. 剪力墙的惯性矩要远远大于框架柱,以 400X400 的框架柱和 400X3000 的剪力墙为例（图七）说明二者的差别.远小于平面内刚度, 结构分析中, 通常忽视其平面外刚度, 认为剪力墙只承担平面内方向的水平荷载.水平荷载（风或的震作用）往往沿结构两个方向（X 和 Y）发生, 因此结构必需在两个方向都设置剪力墙.（二）剪力墙的特点从外形上看, 剪力墙可看作一面竖向放置的楼板, 从抗击竖向力的角度来说, 它可以看作拉长了的框架柱,从抗击侧向力的角度来说,它可以看作一根竖向悬臂梁.与楼板相像, 由于表面积较大, 剪力墙简洁显现温度收缩裂缝, 因此剪力墙通常配置有双层双向的分布筋.与框架

21、柱类似, 为保证受压构件在竖向力作用下具有肯定的延性,剪力墙也要掌握轴压比.与框架柱相比,剪力墙受压时具有以下不同点：第一,剪力墙需要发挥的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_二者的惯性矩分别为：图七框架柱和剪力墙截面作用更大,因此 轴压比要求比框架柱更严.其次,剪力墙一般较薄,在压力作用下容易失稳.此外,剪力墙受到的竖向力是楼板传递的, 这些作用力可能具有肯定的偏心, 对剪力墙产生 平面外弯矩 ,因此剪力墙的竖向分布筋除了抗击温度应力之外,仍具有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_柱： I bh3/12=0.44/12=0.002m4剪力墙： I=0.4X3 3/12

22、 0.9 m4,6.25/0.0108422惯性矩与截面高度的 3 次方成正比,剪力墙的刚度是框架柱的400 倍以上,即使剪力墙厚度减小为 200,刚度仍为框架柱的 200 倍多.因此,高层建筑结构通常需要设置剪力墙.平面外刚度： 上述剪力墙惯性矩 I=0.9m4 是按 b=0.4m,h=3.0m 运算出来的,截面高度 h 取的是剪力墙墙长方向的尺寸,刚度EI 称为剪力墙平面内刚度.如取截面高度为剪力墙墙厚方向,相应的刚度称为平面外刚度,此时惯性矩I=3X0.4 3/12 0.016 m4, 0.016/0.9=0.0178也就是说,剪力墙平面外刚度只有平面内刚度的1/56.由于剪力墙平面外刚

23、度远抗击平面外弯矩的作用.与悬臂梁类似,剪力墙要抗击侧向力（水平荷载）产生的剪力和弯矩,因此剪力墙的水平分布筋除了抗击温度应力之外, 仍需要抗击剪力. 为了抗击 平面内弯矩 ,剪力墙的端部应集中配置一部分纵筋, 除此之外, 墙身竖向分布筋也能抗击一部分平面内弯矩.依据以上分析,剪力墙身兼数职,具有板、梁、柱的受力特点,设计时要针对这些特点进行分析.二、剪力墙布置剪力墙是为抗击变形而设置的, 因此剪力墙布置第一要满意结构位移的要求. 高可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_层建筑的位移要求详现行高规4.6.3 条,高度不大于 150m 的建筑,其位移限值如表框架筒体结构：可编辑资料 -

24、 - - 欢迎下载精品_精品资料_四所示.结构类型u/h（层间位移角）表四楼层层间最大位移与层高之比的限值这种结构的筒体位置由建筑专业打算, 结构布置主要集中在筒体内部, 剪力墙的布置原就与框剪结构相像.在平面布局上, 各段剪力墙长度应比较相近, 使结构各部分受力匀称. 对长墙（墙长大于 8m）,可通过开洞分成较短的剪力墙,采纳跨高比6 的弱连梁连接,各墙段高宽比（剪力墙总高 /墙长） 宜 3,使剪力墙在水平荷载下的变形以弯曲为主,防止剪切破坏.关于高宽比： 将剪力墙看作一根悬臂梁, 在水平荷载作用下其破坏形式与剪跨比有关,当 2 时一般发生弯曲破坏. 近似将的震作用认为沿高度成倒三角形分布,

25、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_框架1/550框剪、框筒1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/1000如前所述, 为抗击结构变形, 剪力墙在平面上必需具有足够的长度. 抗震设计中由于结构受力的复杂性, 除了要满意结构刚度外, 剪力墙的数量、 平面位置的挑选与很多因素有关,比如建筑功能要求、结构扭转掌握等.剪力墙结构：这种结构的剪力墙较多, 结构刚度大, 承载力高, 结构位移一般都能满意规范要求.以剪力墙住宅为例,剪力墙布置原就主要有两种,一是以结构侧向刚度为指标, 刚度足够即可,结构位移角掌握在规范限值邻近,约1/12001/1500,这种设计原就下剪力墙数量一般较少,

26、 可以降低钢筋设计用量. 二是考虑施工简化原就, 尽量将建筑主要墙体都采纳剪力墙, 结构的整体指标通过调整连梁高度来解决, 这种设计原就可以削减后砌填充墙数量,缩短施工工期.框架剪力墙结构：框剪结构是在框架结构中加入剪力墙的结构,由于剪力墙的刚度远大于框架柱, 剪力墙的布置会显著的转变整个结构的刚度布置. 剪力墙的布置除了满意层间位移角外,应留意掌握结构扭转指标.最大值为 q,剪力墙高度为 H.底部剪力和弯矩为V=qH/2 ,M=V*2H/3剪跨比=M/V*hw=2H/3hw ,其中 hw 为墙长.如2,有 H/hw3.因此各墙段高宽比 3 时,剪力墙以弯曲变形为主,延性较好,此种墙体通俗的称

27、为高墙,高宽比 0.25L0 h 0.914x65.48mEct3/10L023.45x107x0.33/10x4.823100 kN/m作用于墙顶组合的等效竖向均布荷载设计值取以下两种运算的较大值： 不考虑的震作用时,经比较,恒荷载起掌握作用,按荷规3.2.3 条, N 1.35 恒+1.4x（0.7 活+0.6 风）1.35x11000+1.4x（0.7x2300+0.6x2900）19540 kN考虑的震作用时,按高规 5.6.3 条,N 1.2（恒+0.5 活） +1.3 的+1.4x0.2 风1.2x（11000+0.5x2300）+1.3x4600+1.4x0.2x290021372 kN19540 kN取 qN/hw21372/6.53288 kN/m3100kN/m,稳固性不满意要求.四、剪力墙配筋设计依据前面分析, 剪力墙主要传递以下结构内力： 水平荷载产生的剪力以及剪力引可编辑资料