(36)--5.6.2 框架柱截面设计.ppt

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1、1、框架柱正截面承载力计算？2、框架柱斜截面承载力计算？框架柱截面设计框架柱截面设计（一）正截面承载力计算（1)弯矩设计值的调整地震作用效应组合的柱控制截面最不利内力，还需要按“强柱弱梁”的原则进行调整：a.一、二、三、四级框架梁柱节点处，柱端组合弯矩设计值应符合下式要求：一级的框架结构和9度的一级框架可不符合上式要求，但应符合下式要求：除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外框架柱截面设计框架柱截面设计-节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和;-节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；-节点梁端截面逆时针或顺时针方向根据实配钢筋面积（考 虑受

2、压筋）和材料强度标准值计算的抗弯承载力所对应的弯矩 值之和；-柱端弯矩增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计b.框架结构底层柱下端截面：一、二、三、四级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3和1.2。底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。框架柱截面设计框架柱截面设计按两个主轴方向分别考虑地震作用时，一、二、三级角柱，按上述原则调整后的组合弯矩设计值应乘以大于1.0的增大系数，最大取为1.30。角柱：由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。框架柱截面设计框架柱截面设计（2

3、）柱轴压比验算：为什么要控制？轴压比越大，柱子的延性越差。柱子的破坏形态也随轴压比的增大，由大偏心破坏向小偏心破坏过渡，也就是从延性破坏向脆性破坏过渡。并且当轴压比较大时，箍筋对延性的影响变小。抗震结构要求柱子有足够的延性且为尽量大偏心受压破坏，故需控制柱的轴压比。结构类型抗震等级一级二级三级四框架结构0.650.750.850.90框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒，筒中筒0.750.850.900.95部分框支抗震墙0.600.70框架柱截面设计框架柱截面设计（3）正截面承载力计算例对大偏心受压柱，其正截面抗震承载力计算公式，需考虑抗震承载力调整系数：框架柱截面设计框架柱截面设计（二

4、）斜截面承载力计算（1）柱剪力值设计的调整 “强剪弱弯”剪力设计值调整。一、二、三、四级的框架柱和框支柱组合：一级的框架结构和9度的一级框架可不按上式调整，但应符合下式要求：框架柱截面设计框架柱截面设计一、二、三、四级框架的角柱，经前文调整后的组合M、V尚应乘以不小于1.10的增大系数。按两个主轴方向分别考虑地震作用时，一、二、三级框架结构的角柱，按上述原则调整后的组合弯矩设计值应乘以不小于1.0的增大系数，最大取为1.30。框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计 拉力：（2）剪跨比限值验算剪跨比限值验算就是对框架柱的截

5、面尺寸进行验算，对于剪跨比大于2的柱和比不大于2的柱，分别验算（3）抗剪承载力验算矩形截面偏心受压柱：框架柱截面设计框架柱截面设计柱的构造措施？截面尺寸：h*b？纵向钢筋：d、截断？箍筋：加密区的长度、箍筋最大间距、？框架柱截面设计框架柱截面设计（三）框架柱抗震构造措施（1）柱的截面尺寸1)b或h，四级或不超过2层，b大于等于300（圆柱d=350）；其它不宜小于400（圆柱d=450)。2)剪跨比宜大于2。3)h/b不宜大于3。（2）柱的纵筋配置 双向对称配筋，dmin=12。圆柱均匀布置，根数不宜少于8根，且不应少于6根。间距不应小于50，且不宜大于200 框架柱截面设计框架柱截面设计（三

6、）框架柱抗震构造措施 1.表5-14：总2.每一侧 不应小于0.2；3.绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。表5-14柱截面纵向钢筋的最小总配筋率 类别抗震等级中柱和边柱0.9(1.0)0.7(0.8)0.6(0.7)中柱和边柱角柱、框支柱1.10.90.8角柱、框支柱中柱和边柱0.9(1.0)0.7(0.8)0.6(0.7)框架柱截面设计框架柱截面设计（三）框架柱抗震构造措施（3）柱的箍筋加密1）柱的箍筋加密范围，应按下列规定采用：柱端：maxhc、1/6Hn和500；底层柱：maxhc、1/3Hn和500；当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上、下各500；或 取全高；框支柱、一级及二级框架

7、的角柱，取全高。框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计框架柱截面设计2）柱箍筋加密区的箍筋间距和直径：抗震等级箍筋最大间距（采用较小值）/mm箍筋最小直径/mm一6d，10010二8d，1008三8d，150（柱根100）8四8d，150（柱根100）6（柱根8）3）柱加密区箍筋肢距：一级不宜大于200；二、三级不宜大于250和20倍箍筋直径的较大值；四级不宜大于300。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋4）加密区体积配箍率：不应小于：级0.8，二级0.6，三、四级0.4 框架柱截面设计框架柱截面设计 框架柱截面设计框架柱截面设

8、计（4）柱箍筋非加密区的要求：防突然降低破坏，要求柱非加密区的体积配箍率不宜小于加密区50；对于箍筋间距，一、二级不应大于10倍的纵向钢筋直径，三、四级不应大于15倍的纵向钢筋直径。框架柱截面设计框架柱截面设计(a)(b)(c)（5）框架柱常用箍筋形式有普通箍、复合箍、螺旋箍等，如图所示。框架柱截面设计框架柱截面设计（一）框架节点破坏 形式是节点核心区剪切破坏和钢筋锚固破坏。节点主要受剪力和压力的组合作用，节点核心区未开裂前，箍筋应力很小，基本上是混凝土承受剪力。约当剪力达到核心区极限抗剪能力6070%时，混凝土突然发生对角贯通裂缝，节点刚度明显降低，箍筋应力也突然增大，个别甚至屈服，此后斜裂

9、缝增多赠宽，箍筋陆续达到屈服。5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计（一）框架节点破坏 节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计（一）框架节点破坏 直交梁对节点核心区有明显约束作用。满足一定条件的四边有梁的节点，核心区混凝土抗剪强度可提高50100%。节点区的破坏与交于节点的梁、柱破坏顺序有关，弱柱强梁型的节点区破坏严重。强节点的设计准则是：（1）节点的承载力不应低于其连接构件（梁、柱）的承载力；（2）多遇地震时，节点应在弹性范围内工作；（3）罕遇地震时，节点承载力的降低不

10、得危及竖向荷载的传递；（4）节点配筋不应使施工过分困难。5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计（二）节点抗剪承载力验算 1.节点剪力设计值一、二、三级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值：一级框架结构和9度的一级框架可不按上式确定，但应符合下式:2节点核芯区剪压比验算 5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计3.节点核芯区的抗震受剪承载力验算 9度时：5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计-梁截面有效高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；-梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离；-柱的计算高度，可采用节点上下柱反弯点之间的

11、距离；-梁的截面高度，节点两侧梁截面高度不等时可取平均值；-节点剪力增大系数，一级取1.35,二级取1.2。-节点左右梁端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；-节点左右梁端纵向受拉钢筋实际配筋面积（考虑受压筋）和材 料强度标准值计算的受弯承载力所对应的弯矩值之和。3.节点核芯区的抗震受剪承载力验算 5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计 5.11 5.11 框架框架梁柱节点核心区设计梁柱节点核心区设计框架结构抗震设计的正确指导思想：强柱弱梁，强剪弱弯，更强的节点1）框架塑性效应较多地发生在梁端，底层柱的塑性效应较晚形成；2）梁柱在弯曲破坏前，避免发生其它形式破坏，如剪切破坏、粘结破坏等；3）在梁、柱破坏之前，节点应有足够的强度即变形能力；4）重视非结构构件设计：主要是 填充墙破坏本章小结本章小结