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文檔簡介
第四章框架結(jié)構(gòu)簡化計(jì)算14.1框架結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)4.1.1框架結(jié)構(gòu)的受力變形特點(diǎn)1.豎向荷載作用下的受力特點(diǎn):框架梁受彎為主,框架柱受壓為主承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì):框架梁控制截面的抗彎承載力設(shè)計(jì)框架柱控制其受壓承載力正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì):梁跨中撓度變形的驗(yàn)算豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移忽略不計(jì)22.水平荷載作用下的受力特點(diǎn)框架柱承擔(dān)水平剪力和柱端彎距,并由此產(chǎn)生水平位移;由于協(xié)調(diào)變形梁端產(chǎn)生彎距和剪力;承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì):框架柱控制截面的偏心受力構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì):框架結(jié)構(gòu)水平側(cè)移的計(jì)算3框架結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移由兩部分組成:整體彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移;(整體彎距-柱軸力)(圖4.1b)彎曲型
整體剪切變形產(chǎn)生的側(cè)移;(樓層剪力-梁柱剪切、彎曲變形)(圖4.1c)剪切型(圖4.2)45變形由兩部分組成:一部分是樓層剪力在框架柱中引起的剪力和彎矩,使柱產(chǎn)生垂直于桿軸方向的剪切和彎曲變形,另一部分是框架節(jié)點(diǎn)上下的柱端彎矩在梁中引起的彎矩和剪力,使梁產(chǎn)生豎向彎曲變形,并導(dǎo)致框架節(jié)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動。層間側(cè)移的大小與樓層剪力Vi的大小成正比;與梁、柱的截面慣性矩J成反比;64.1.2結(jié)構(gòu)布置1.高寬比限值:高層結(jié)構(gòu)主要是由水平荷載控制,水平荷載產(chǎn)生整體傾覆力矩,為保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定,高寬比應(yīng)符合下列要求非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)6度7度8度9度最大適用高度(m)7060504024高寬比限值543274.1.2結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)平面布置及豎向布置應(yīng)符合第2章的有關(guān)要求84.1.3梁、柱、節(jié)點(diǎn)等構(gòu)件截面估計(jì)及選型1.梁構(gòu)件的截面估算梁的凈跨與梁高之比不宜小于4,梁的截面寬度不宜小于200mm;梁截面的高寬比不宜大于4;當(dāng)梁高較小或采用扁梁時,除驗(yàn)算其承載力和受剪截面要求外,尚應(yīng)滿足剛度和裂縫的要求對現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),宜考慮梁受壓翼緣的有利影響。92.柱構(gòu)件的截面估算
qk=12-14KN/m2;A-柱子的負(fù)荷面積;n-計(jì)算柱截面以上結(jié)構(gòu)層數(shù);α彎距影響系數(shù)1.1-1.3;γ—荷載分項(xiàng)系數(shù)1.25;同時滿足:矩形截面柱的邊長,非抗震設(shè)計(jì)時不宜小于250mm,抗震設(shè)計(jì)時不宜小于400mm;圓柱截面直徑不宜小于450mm;柱剪跨比宜大于2柱截面高寬比不宜大于3。103.節(jié)點(diǎn)
框架梁、柱中心線宜重合。
當(dāng)梁柱中心線不能重合時,在計(jì)算中應(yīng)考慮偏心對梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響,以及梁荷載對柱子的偏心影響。113.節(jié)點(diǎn)
梁、柱中心線之間的偏心距9度抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4;非抗震設(shè)計(jì)和6~8度抗震設(shè)計(jì)時不宜大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4;如偏心距大于該方向柱寬的1/4時,可采取增設(shè)梁的水平加腋等措施;設(shè)置水平加腋后,仍須考慮梁柱偏心的不利影響;1213梁的水平加腋尺寸取值梁的水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜滿足下列要求:
bx/ιx≤1/2(4.1a)bx/bb≤2/3(4.1b)bb+bx+x≥bc/2(4.1c)
式中bx——梁水平加腋寬度;lx——梁水平加腋長度;bb——梁截面寬度;bc——沿偏心方向柱截面寬度;x——非加腋側(cè)梁邊到柱邊的距離。14梁采用水平加腋時,框架節(jié)點(diǎn)有效寬度計(jì)算2梁采用水平加腋時,框架節(jié)點(diǎn)有效寬度bj宜符合下式要求:1)當(dāng)x=0時,bj按下式計(jì)算:
bj≤bb+bx(4.2)2)當(dāng)x≠0時,bj?。?.3a)和(4.3b)二式計(jì)算的較大值,且應(yīng)滿足公式(4.3c)的要求:
bj≤bb+bx+x(4.3a)bj≤bb+2x(4.3b)bj≤bb+0.5hc(4.3c)式中hc——柱截面高度154.1.4材料強(qiáng)度選擇及填充墻布置要求1.材料強(qiáng)度最低要求:現(xiàn)澆框架梁、柱、節(jié)點(diǎn)按一級抗震等級設(shè)計(jì)時,不應(yīng)低于C30;按二~四級和非抗震設(shè)計(jì)時,不應(yīng)低于C20。最高要求:現(xiàn)澆框架梁不宜大于C40;框架柱,9度時不宜大于C60,
8度時不宜大于C70。162.填充墻布置要求框架結(jié)構(gòu)的填充墻及隔墻宜選用輕質(zhì)墻體;抗震設(shè)計(jì)時,框架結(jié)構(gòu)如采用砌體填充墻,其布置應(yīng)符合下列要求:1避免形成上、下層剛度變化過大;2避免形成短柱;3減少因抗側(cè)剛度偏心所造成的扭轉(zhuǎn)。
17抗震設(shè)計(jì)時,砌體填充墻及隔墻應(yīng)具有自身穩(wěn)定性,并應(yīng)符合:1)砌體的砂漿強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M5,采用磚或混凝土砌塊時,砌塊等級不低于MU5;采用輕質(zhì)砌塊時,砌塊等級不低于MU2.5;墻頂應(yīng)與框架梁或樓板密切結(jié)合;
2)砌體填充墻應(yīng)沿框架柱全高每隔500mm左右設(shè)置2根直徑6mm的拉筋,拉筋伸入墻內(nèi)的長度,6度時不應(yīng)小于墻長的1/5且不應(yīng)小于700mm,7、8、9度時宜沿墻全長貫通;
18抗震設(shè)計(jì)時,砌體填充墻及隔墻應(yīng)具有自身穩(wěn)定性,并應(yīng)符合:
3)墻長大于5m時,墻頂與梁(板)宜有鋼筋拉結(jié);墻長大于層高的2倍時,宜設(shè)置間距不大于4m的鋼筋混凝土構(gòu)造柱;墻高超過4m時,墻體半高處(或門洞上皮)宜設(shè)置與柱連接且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。
4)樓梯間采用砌體填充墻時,應(yīng)設(shè)置間距不大于層高且不大于4m的鋼筋混凝土構(gòu)造柱,并采用鋼絲網(wǎng)砂漿面層加強(qiáng)。19抗震設(shè)計(jì)時,框架結(jié)構(gòu)的樓梯間應(yīng)符合下列要求:1、樓梯間的布置應(yīng)盡量減小其造成的結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則;2、宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯,樓梯結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的抗倒塌能力;3、當(dāng)鋼筋混凝土樓梯與主體結(jié)構(gòu)整體連接時,應(yīng)考慮樓梯對地震作用及其效應(yīng)的影響,并應(yīng)對樓梯構(gòu)件進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算;4、宜采取構(gòu)造措施減小樓梯對主體結(jié)構(gòu)的影響。20框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計(jì)時,不應(yīng)采用部分由砌體墻承重之混合形式??蚣芙Y(jié)構(gòu)中的樓、電梯間及局部出屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房、樓梯間、水箱間等,應(yīng)采用框架承重,不應(yīng)采用砌體墻承重。214.1.5設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)及程序框圖1、框架結(jié)構(gòu)縱橫向均應(yīng)設(shè)計(jì)成剛性連接框架;2、框架結(jié)構(gòu)宜采用正方形截面和對稱配筋;3、角柱及縱橫框架的共用柱,應(yīng)采取雙向彎曲來進(jìn)行柱截面設(shè)計(jì);4、設(shè)計(jì)強(qiáng)柱型框架,盡量形成梁鉸側(cè)移機(jī)構(gòu);5、盡量符合“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)弱桿、強(qiáng)壓弱拉”的抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;6、框架結(jié)構(gòu)體系應(yīng)避免采用大底盤建筑形式,采用時,主樓周圍應(yīng)設(shè)置防震縫;22框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖
根據(jù)高寬比限值確定三維幾何參數(shù)梁柱選型(初估)柱網(wǎng)布置計(jì)算單元選取計(jì)算簡圖選取及荷載計(jì)算荷載效應(yīng)組合承載力計(jì)算構(gòu)造處理豎向荷載下的分層計(jì)算水平荷載下的內(nèi)力和變形計(jì)算234.2框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化近似計(jì)算4.2.1基本假定每榀框架結(jié)構(gòu)在其自身平面內(nèi)提供抗側(cè)移剛度,平面外的抗側(cè)移剛度為零;平面樓蓋在其自身平面內(nèi)剛度無限大;在使用荷載作用下材料處于線彈性階段;244.2.2計(jì)算單元和計(jì)算簡圖1.計(jì)算單元(平面布置較規(guī)則)252.計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖是由計(jì)算模型及作用其上的荷載共同構(gòu)成的框架計(jì)算模型用梁、柱截面的幾何軸線確定,柱子在基礎(chǔ)頂面按固定端考慮;當(dāng)框架梁為坡度i<1/8的折梁時,可簡化為直桿;梁跨度取柱軸線間的距離,當(dāng)各跨跨度相差不大于10%,可簡化為等跨框架,跨度取平均值;柱的計(jì)算高度:底層柱取基礎(chǔ)頂至一層梁頂?shù)母叨?,其他層取層高?627當(dāng)框架梁為加腋變截面梁時,若hend/hmin
<1.6,可不考慮加腋的影響,按等截面計(jì)算;柱按實(shí)際截面計(jì)算截面慣性矩;計(jì)算梁的慣性矩應(yīng)考慮樓板的作用,現(xiàn)澆樓蓋邊梁:I=1.5I0,中梁:I=2.0I0,裝配整體式樓蓋邊梁:I=1.2I0,中梁:I=1.5I0,裝配式樓蓋均取I0。28荷載的簡化計(jì)算次梁傳給主梁的荷載時,按各跨簡支計(jì)算傳至主梁的集中荷載;可將作用于框架梁上的三角形、梯形等荷載按支座彎距等效的原則等效為均布荷載;294.2.3簡化計(jì)算方法簡化為平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算分別計(jì)算豎向荷載和水平荷載作用下的內(nèi)力和位移,然后疊加;304.2.4豎向荷載作用下的近似計(jì)算—分層法分層法的基本假定:梁上荷載僅在該梁上及與其相連的上下層柱上產(chǎn)生內(nèi)力;豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平位移為零;3132分層法的計(jì)算要點(diǎn)將框架結(jié)構(gòu)分層,每層帶有上下層柱,柱的遠(yuǎn)端為固定端;除底層外,各層柱的線剛度*0.9;各層柱的傳遞系數(shù)取為1/3;對各層用力矩分配法計(jì)算桿端的彎距;桿端分配系數(shù)的計(jì)算;計(jì)算固端彎距;節(jié)點(diǎn)不平衡彎距的分配與傳遞,直到收斂;疊加各層彎距圖得框架結(jié)構(gòu)的彎距圖;分層法適用于強(qiáng)柱弱梁型的對稱框架結(jié)構(gòu);334.2.5水平荷載作用下的粗略計(jì)算—反彎點(diǎn)法1.基本假定:梁的線剛度與柱的線剛度之比大于3,可認(rèn)為梁的線剛度為無限大;梁、柱的軸向變形可忽略不計(jì);2.計(jì)算要點(diǎn)抗側(cè)移剛度d—無角位移的兩端固定桿件,單位側(cè)移時所產(chǎn)生的剪力;(4.4)反彎點(diǎn)—彎距為零的點(diǎn);34反彎點(diǎn)法與D值法的對比
反彎點(diǎn)法D值法不同點(diǎn)適用條件ib/ic
≥3—反彎點(diǎn)位置上層柱1/2底層柱2/3y=y0+y1+y2+y3抗側(cè)移剛度d=12ic/h2D=α*12ic/h2計(jì)算步驟相同3536反彎點(diǎn)法與D值法的計(jì)算步驟計(jì)算柱子抗側(cè)移剛度dij(Dij)計(jì)算各層總Vpj,按每柱的抗側(cè)移剛度分配計(jì)算各柱的水平剪力Vij根據(jù)各柱的剪力及反彎點(diǎn)位置,計(jì)算柱端彎距:37反彎點(diǎn)法與D值法的計(jì)算步驟(續(xù))根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁端彎距;由梁兩端的彎距求出梁的剪力;由梁的剪力求柱子的軸力;38394.2.7框架結(jié)構(gòu)水平位移的近似計(jì)算1.側(cè)移的組成(4.10)ΔMQ—由于框架梁、柱彎曲和剪力變形產(chǎn)生的水平位移。
ΔN—由于框架柱軸向變形產(chǎn)生的水平位移,當(dāng)結(jié)構(gòu)高度大時,不能忽略;40梁柱彎曲和剪力變形產(chǎn)生的位移ΔMQ
第i層的層間位移:(4.11)第i層的水平位移:(4.12)頂點(diǎn)位移:(4.13)41框架柱軸向變形產(chǎn)生的位移ΔN只考慮邊柱軸向變形對水平位移的影響Fn-由頂層柱與底層柱軸向剛度比SN決定的參數(shù),與荷載形式有關(guān)(附表8.23)424.4框架梁、柱及節(jié)點(diǎn)截面設(shè)計(jì)4.4.1荷載效應(yīng)組合434.4.2控制截面內(nèi)力444.4.2控制截面內(nèi)力1.最不利內(nèi)力類型構(gòu)件梁柱控制截面梁端跨中柱端最不利內(nèi)力-Mmax+Mmax∣V∣max+Mmax
-Mmax+Mmax
及相應(yīng)的N,V-Mmax
及相應(yīng)的N,V
Nmax
及相應(yīng)的M,V
Nmin
及相應(yīng)的M,V45按軸線計(jì)算簡圖得到的內(nèi)力要換算到控制截面處的相應(yīng)數(shù)值;462.梁端的內(nèi)力調(diào)幅在豎向荷載作用下,可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重分布,對梁端負(fù)彎距進(jìn)行調(diào)幅。調(diào)幅系數(shù):現(xiàn)澆框架0.8-0.9裝配式框架0.7-0.8梁端負(fù)彎距減小后,應(yīng)按平衡條件計(jì)算調(diào)幅后的跨中彎距,且要求跨中正彎距≥M簡支/2;
M0’=M-0.5(M1’+M2’)先調(diào)幅,再組合;47484.4.3框架梁設(shè)計(jì)剪力計(jì)算一、二、三級的框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁,其梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式調(diào)整:(4.25)一級框架結(jié)構(gòu)及9度時尚應(yīng)符合(4.26)ηvb—梁端剪力增大系數(shù),一級取1.3,二級取1.2,三級取1.1494.4.3框架梁設(shè)計(jì)剪力計(jì)算式中V-梁端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值;ln—梁的凈跨;
VGb—梁在重力荷載代表值(9度時高層建筑還應(yīng)包括豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值)作用下,按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值;Mbl、Mbr—分別為梁左右端反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值,一級框架兩端彎矩均為負(fù)彎矩時,絕對值較小的彎矩應(yīng)取零;50Mbual、Mbuar—分別為梁左右端反時針或順時針方向?qū)嵟涞恼孛婵拐鹗軓澇休d力所對應(yīng)的彎矩值,根據(jù)實(shí)配鋼筋面積(計(jì)入受壓筋)和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值并考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)計(jì)算:51某高層框架結(jié)構(gòu),抗震等級為二級,考慮地震作用組合時,梁端彎矩設(shè)計(jì)值為:左端=273.1KN·m(),右端=448.5KN·m(),與地震作用組合時的豎向荷載作用下梁端剪力設(shè)計(jì)值=128.6KN,梁的跨度=6m。求:框架梁的剪力設(shè)計(jì)值。524.4.4框架柱設(shè)計(jì)彎距計(jì)算一、二、三級框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處,除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點(diǎn)外,柱端組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下式要求:(4.21)一級框架結(jié)構(gòu)及9度時應(yīng)符合(4.22)ηc—柱端彎矩增大系數(shù),框架結(jié)構(gòu),二、三級分別取1.5和1.3,;對其他結(jié)構(gòu)中的框架,一級、二級、三級、四級取1.4、1.2、1.1、1.153
式中∑MC—節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和,上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值,可按彈性分析的彎距比例分配;∑Mb—節(jié)點(diǎn)左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和,一級框架節(jié)點(diǎn)左右梁端均為負(fù)彎矩時,絕對值較小的彎矩應(yīng)取零;54
∑Mbua—節(jié)點(diǎn)左右梁端截面反時針或順時針方向?qū)嵟涞恼孛婵拐鹗軓澇休d力所對應(yīng)的彎矩值之和;∑Mbua
根據(jù)實(shí)配鋼筋面積(計(jì)入受壓筋)和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值并考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)計(jì)算;55
當(dāng)反彎點(diǎn)不在柱的層高范圍內(nèi)時,柱端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值可直接乘以上述柱端彎矩增大系數(shù)。一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的底層,柱下端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值,應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.7、1.5和1.3。底層柱縱向鋼筋宜按上下端的不利情況配置*;
56
某框架中間層中間節(jié)點(diǎn),考慮地震作用組合內(nèi)力如圖一所示,當(dāng)抗震等級為二級時,求:節(jié)點(diǎn)上下柱端截面的彎矩設(shè)計(jì)值
574.4.4框架柱設(shè)計(jì)剪力計(jì)算二、三、四級的框架柱和框支柱組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式調(diào)整:
(4.23)一級框架結(jié)構(gòu)及9度時應(yīng)符合:(4.24)ηvc—柱剪力增大系數(shù),二、三、四級分別取1.3、1.2和1.1;對其他結(jié)構(gòu)中的框架,一級、二級、三級、四級取1.4、1.2、1.1、1.158
Mcuat、Mcuab—分別為偏心受壓柱的上下端順時針或反時針方向?qū)嵟涞恼孛婵拐鹗軓澇休d力所對應(yīng)的彎矩值;根據(jù)實(shí)配鋼筋面積、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸壓力并考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)計(jì)算:框架角柱應(yīng)按雙向偏心受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力設(shè)計(jì),一、二、三、四級框架角柱按經(jīng)調(diào)整后的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值乘以不小于1.1的增大系數(shù)。594.4.6框架柱受剪承載力設(shè)計(jì)矩形截面偏心受壓框架柱,其斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:
無地震作用組合時:(4.27)
有地震作用組合時:
(4.28)λ——框架柱的剪跨比。當(dāng)λ<1時,取λ=1;當(dāng)λ>3時,取λ=3;N——考慮風(fēng)荷載或地震作用組合的框架柱軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng)N大于0.3fcAc時,取N等于0.3fcAc。604.4.6框架柱受剪承載力設(shè)計(jì)(續(xù))當(dāng)矩形截面框架柱出現(xiàn)拉力時、其斜截面受剪承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:
無地震作用組合時:(4.29)
有地震作用組合時:(4.30)N——與剪力設(shè)計(jì)值V對應(yīng)的軸向拉力設(shè)計(jì)值,取正值當(dāng)式4.30或4.29右端括號內(nèi)計(jì)算值小于時,應(yīng)取等于,且值不應(yīng)小于0.36ftbh0614.4.7框架梁、柱其他承載力設(shè)計(jì)計(jì)算詳見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》624.4.8框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面抗震驗(yàn)算一、二、三級框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算;四級框架節(jié)點(diǎn)以及各級抗震等級的頂層端節(jié)點(diǎn)的核芯區(qū),可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算;各級抗震等級的框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)均應(yīng)符合構(gòu)造措施的要求;63
一般框架梁柱節(jié)點(diǎn)
(1)一、二、三級框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)組合的剪力設(shè)計(jì)值:9度時和一級框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合:其他情況:ηjb-強(qiáng)節(jié)點(diǎn)系數(shù),框架結(jié)構(gòu),一級取1.5,二級取1.35,三級宜取1.2;對其他結(jié)構(gòu)中的框架,一級、二級、三級宜取1.35、1.2、1.1.Hc—柱的計(jì)算高度,可采用節(jié)點(diǎn)上、下柱反彎點(diǎn)之間的距離64(2)核芯區(qū)截面有效計(jì)算寬度當(dāng)驗(yàn)算方向的梁截面寬度不小于該側(cè)柱截面寬度的1/2時,取柱寬;小于時:(4.33a.b)當(dāng)梁、柱的中線不重合且偏心距不大于柱寬的1/4時:(?。?.33a.b)、(4.33c)的最小值)(4.3c)
e—梁與柱中線偏心距65(3)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)剪壓比要求:
節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)組合的剪力設(shè)計(jì)值,應(yīng)符合下列要求:(4.34)ηj—正交梁的約束影響系數(shù):樓板為現(xiàn)澆,梁柱中線重合,四側(cè)各梁截面寬度不小于該側(cè)柱截面寬度的1/2,且正交方向梁高度不小于框架梁高度的3/4時,可采用1.5,9度時宜采用1.25;其它情況均采用1.0;
hj—節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的截面高度,可采用驗(yàn)算方向的柱截面高度hc;66(4)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面受剪承載力驗(yàn)算
9度時:(4.35)其他情況:(4.35)N—對應(yīng)于組合剪力設(shè)計(jì)值的上柱組合軸向壓力較小值,其取值不應(yīng)大于0.5fcbchc,當(dāng)N為拉力時取N=0;Asvj—核芯區(qū)有效驗(yàn)算寬度范圍內(nèi)同一截面驗(yàn)算方向箍筋的總截面面積;672.扁梁框架的梁寬大于柱寬時(略)684.5框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造4.5.1框架柱構(gòu)造要求柱截面尺寸要求軸壓比要求剪壓比要求柱縱向鋼筋要求:最小、最大配筋率;配置方式;柱箍筋要求:加密區(qū)的最小直徑、最大間距、加密范圍、體積配箍率;配置方式;框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的水平箍筋配置要求;691.柱截面尺寸要求1.矩形截面柱的邊長:非抗震設(shè)計(jì)時不宜小于250mm,四級抗震設(shè)計(jì)時不宜小于300mm,其他抗震設(shè)計(jì)時不宜小于400mm;圓柱截面直徑非抗震設(shè)計(jì)及四級抗震設(shè)計(jì)時不宜小于350mm;其他抗震設(shè)計(jì)時不宜小于450mm;
2.柱剪跨比宜大于23.柱截面高寬比不宜大于3702.柱軸壓比限值抗震設(shè)計(jì)時,鋼筋混凝土柱軸壓比不宜超過表4.9的規(guī)定:表4.9柱軸壓比限值(C60以下、剪跨比大于2)抗震等級結(jié)構(gòu)類型一二三框架結(jié)構(gòu)0.650.750.85板柱-剪力墻、框架-剪力墻、框架-核心筒、筒中筒
0.750.850.90(四級0.95)部分框支剪力墻0.60.7—71軸壓比——指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積的比值;可不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu),取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值;*表內(nèi)數(shù)值適用于混凝土強(qiáng)度等級不高于C60的柱。**對于Ⅳ類場地上較高(框架大于40米,其余大于60米)的高層建筑,其軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。72柱軸壓比限值可調(diào)整的情況:
不利的情況,調(diào)低:當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C65~C70時,降低0.05;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C75~C80時,降低0.10;
剪跨比在1.5-2.0之間,減小0.05;剪跨比小于1.5,其軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施73柱軸壓比限值可調(diào)整的情況(續(xù))有利情況,提高:選用井字復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍并達(dá)到表1的要求時,軸壓比限值均可增加0.10。配箍特征值按增大后的軸壓比確定(附表8-24)74柱軸壓比限值可調(diào)整的情況(續(xù))在柱的截面中部附加芯柱,當(dāng)芯柱中另加的縱向鋼筋的總面積≥0.8%Ac時,軸壓比限值可增加0.05;與上一條措施同時采用時配箍特征值仍按增大0.1后的軸壓比確定柱軸壓比不應(yīng)大于1.05
;753.框架梁、柱,其受剪截面應(yīng)符合下列要求:1.無地震作用組合時
(4.40)2有地震作用組合時跨高比大于2.5的梁及剪跨比大于2的柱:(4.41a)跨高比不大于2.5的梁及剪跨比不大于2的柱
(4.41b)76剪跨比的計(jì)算剪跨比應(yīng)按下式計(jì)算:Mc—柱端或墻端截面組合的彎矩計(jì)算值Vc
—
對應(yīng)的截面組合剪力計(jì)算值;h0—截面有效高度;反彎點(diǎn)位于柱高中部的框架柱可按柱凈高與2倍柱截面高度之比計(jì)算:取上下端計(jì)算結(jié)果的較大值;774.柱縱向鋼筋的構(gòu)造要求(1)柱全部縱向鋼筋的配筋率,不應(yīng)小于下表的規(guī)定值,且柱截面每一側(cè)縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.2%;抗震設(shè)計(jì)時,對Ⅳ類場地上較高的高層建筑,表中數(shù)值應(yīng)增加0.1;注:1采用335MPa級、400MPa級縱向受力鋼筋時,應(yīng)分別按表中數(shù)值增加0.1和0.05采用;2當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C60及以上時,應(yīng)按表中數(shù)值加0.1;3對框架結(jié)構(gòu),應(yīng)按表中數(shù)值增加0.1采用。表4.10柱全部縱向鋼筋的最小配筋率ρmin柱類型抗震等級非抗震一級二級三級四級中柱、邊柱0.90.70.60.50.5角柱1.10.90.80.70.5框支柱1.10.9——0.778(2)柱的縱向鋼筋配置,尚應(yīng)滿足下列要求:1抗震設(shè)計(jì)時,宜采用對稱配筋;2縱向鋼筋間距:抗震設(shè)計(jì)時截面尺寸大于400的柱,不宜大于200mm非抗震設(shè)計(jì)時
,不宜大于350mm
3全部縱向鋼筋的配筋率ρmax不宜大于5%、不應(yīng)大于6%非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于5%抗震設(shè)計(jì)時4一級且剪跨比不大于2的柱,其單側(cè)縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于1.2%*;79(2)柱的縱向鋼筋配置,尚應(yīng)滿足下列要求:(續(xù))5邊柱、角柱及剪力墻端柱考慮地震作用組合產(chǎn)生小偏心受拉時,柱內(nèi)縱筋總截面面積應(yīng)比計(jì)算值增加25%;6柱的縱筋鋼筋不應(yīng)與箍筋、拉筋及預(yù)埋件等焊接;805.柱箍筋要求:加密范圍:1底層柱的上端和其他各層柱的兩端,應(yīng)取三者之最大值:hc(柱之長邊)或D
(圓形截面直徑)
Hn/6
500mm2底層柱剛性地面上、下各500mm的范圍;3底層柱柱根以上1/3柱凈高的范圍;4剪跨比不大于2的柱和因填充墻等形成的柱凈高與截面高度之比不大于4的柱全高范圍;5一級及二級框架角柱的全高范圍;6需要提高變形能力的柱的全高范圍。
81加密區(qū)的箍筋間距和直徑:1)一般情況下,箍筋的最大間距和最小直徑,應(yīng)按表4.11采用:表4.11柱端箍筋加密區(qū)的構(gòu)造要求
抗震等級箍筋最大間距(mm)箍筋最小直徑(mm)一級6d和100的較小值10二級8d和100的較小值8三級8d和150(柱根100)的較小值 8四級8d和150(柱根100)的較小值6(柱根8)82加密區(qū)的箍筋間距和直徑(續(xù)):2)二級框架柱箍筋直徑不小于10mm、肢距不大于200mm時,除柱根外最大間距應(yīng)允許采用150mm;(適當(dāng)放松)三級框架柱的截面尺寸不大于400時,箍筋最小直徑應(yīng)允許采用6mm;(適當(dāng)放松)四級框架柱的剪跨比不大于2或柱中全部縱向鋼筋的配筋率大于3%時,箍筋直徑不應(yīng)小于8mm;(適當(dāng)加強(qiáng))3)剪跨比不大于2的柱(短柱),箍筋間距不應(yīng)大于100mm,一級時尚不應(yīng)大于6d;(大約按一級采用)
83柱加密區(qū)范圍內(nèi)箍筋的體積配箍率:(1)
且:一級二級三、四級短柱:6-8度9度84柱箍筋加密區(qū)最小配箍特征值
表4.12柱箍筋加密區(qū)最小配箍特征值λv抗震等級箍筋形式柱軸壓比≤0.30.40.50.60.70.80.91.01.05一普通箍、復(fù)合箍0.10.110.130.150.170.200.23——螺旋箍、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21——二普通箍、復(fù)合箍0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22三普通箍、復(fù)合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍、復(fù)合或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.2085體積配箍率ρv計(jì)算規(guī)定1.計(jì)算復(fù)合箍筋的體積配箍率ρv時,應(yīng)扣除重疊部分的箍筋體積;2.計(jì)算復(fù)合螺旋箍筋的體積配箍率時,其非螺旋箍筋的體積應(yīng)乘以換算系數(shù)0.8。86各種箍筋的定義普通箍—指單個矩形箍或單個圓形箍;螺旋箍—指單個連續(xù)螺旋箍筋;復(fù)合箍—指由矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;復(fù)合螺旋箍—指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍或拉筋組成的箍筋;連續(xù)復(fù)合螺旋箍—指全部螺旋箍由同一根鋼筋加工而成的箍筋。8788抗震設(shè)計(jì)時,柱箍筋設(shè)置的要求:1箍筋應(yīng)為封閉式,其末端應(yīng)做成135°彎鉤且彎鉤末端平直段長度不應(yīng)小于10倍的箍筋直徑,且不應(yīng)小于75mm;
2箍筋加密區(qū)的箍筋肢距:一級≤200mm二、三級≤250mm和20倍箍筋直徑的較大值四級≤300mm每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋約束采用拉筋組合箍時,拉筋宜緊靠縱向鋼筋并勾住封閉箍;893柱非加密區(qū)的箍筋,其體積配箍率不宜小于加密區(qū)的一半;其箍筋間距,不應(yīng)大于加密區(qū)箍筋間距的2倍,且一、二級不應(yīng)大于10d,三、四級不應(yīng)大于15d;90非抗震設(shè)計(jì)時,柱箍筋設(shè)置的要求:1周邊箍筋應(yīng)為封閉式
2箍筋間距不應(yīng)大于400mm,且不應(yīng)大于構(gòu)件截面的短邊尺寸和15d;
3箍筋直徑不應(yīng)小于1/4d,且不應(yīng)小于6mm;91非抗震設(shè)計(jì)時,柱箍筋設(shè)置的要求:(續(xù))4當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3%時,箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,箍筋間距不應(yīng)大于10d,且不應(yīng)大于200mm;箍筋末端應(yīng)做成135°彎鉤且彎鉤末端平直段長度不應(yīng)小于10倍箍筋直徑;
5當(dāng)柱每邊縱筋多于3根時,應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋(可采用拉筋);92非抗震設(shè)計(jì)時,柱箍筋設(shè)置的要求:(續(xù))6柱內(nèi)縱向鋼筋采用搭接做法時搭接長度范圍內(nèi)箍筋直徑:≥0.25dmax搭接長度范圍內(nèi)的箍筋間距:縱向受拉鋼筋搭接:≤5dmin
且≤100mm;縱向受壓鋼筋搭接:≤10dmin且≤200mm;當(dāng)受壓鋼筋直徑大于25m時,尚應(yīng)在搭接接頭端面外100mm的范圍內(nèi)各設(shè)置兩道箍筋。
93框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)設(shè)置水平箍筋,且應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)非抗震設(shè)計(jì)時箍筋配置除符合非抗震柱中箍筋的有關(guān)規(guī)定外,箍筋間距不宜大于250mm。(400)對四邊有梁與之相連的節(jié)點(diǎn),可僅沿節(jié)點(diǎn)周邊設(shè)置矩形箍筋;
94框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)設(shè)置水平箍筋,且應(yīng)符合下列規(guī)定:(續(xù))(2)抗震設(shè)計(jì)時箍筋的最大間距和最小直徑宜符合抗震柱中箍筋的規(guī)定;箍筋體積配箍率:且λv取0.12(一級)、0.10(二級)和0.08(三級)柱剪跨比不大于2的框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的配箍特征值不宜小于核心區(qū)上,下柱端配箍特征值中的較大值柱箍筋形式,應(yīng)考慮澆灌混凝土的工藝要求,在柱截面核心部位應(yīng)留出澆灌混凝土所用的導(dǎo)管空間。954.5.2框架梁構(gòu)造要求梁截面尺寸要求剪壓比要求(同柱)梁縱向鋼筋要求:最小、最大配筋率;配置方式;梁箍筋要求:加密區(qū)的最小直徑、最大間距、加密范圍、體積配箍率;配置方式;961.梁的截面尺寸要求:梁的截面尺寸,宜符合下列各項(xiàng)要求:(1)截面寬度不宜小于200mm;(2)截面高寬比不宜大于4;(3)凈跨與截面高度之比不宜小于4。當(dāng)梁高較小或采用扁梁時,除驗(yàn)算其承載力和受剪截面要求外,尚應(yīng)滿足剛度和裂縫的有關(guān)要求。在計(jì)算梁的撓度時,可扣除梁的合理起拱值;對現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),宜考慮梁受壓翼緣的有利影響。972.框架梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求:1抗震設(shè)計(jì)時一級二、三級2縱向受拉鋼筋的最小配筋百分率ρmin(%)非抗震設(shè)計(jì)時,ρmin=0.2和45ft/fy的較大值;抗震設(shè)計(jì)時,不應(yīng)小于表4.13規(guī)定的數(shù)值;
表4.13梁縱向受拉鋼筋最小配筋百分率ρmin(%)抗震等級位置支座(取較大值)跨中(取較大值)一級0.40和80ft/fy0.30和65ft/fy二級0.30和65ft/fy0.25和55ft/fy三、四級0.25和55ft/fy0.20和45ft/fy982.框架梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求:(續(xù))
(3)抗震設(shè)計(jì)時,梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋截面面積的比值一級
二、三級
992.框架梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求:(續(xù))(4)抗震設(shè)計(jì)時,梁端箍筋的加密區(qū)長度、箍筋最大間距和最小直徑應(yīng)符合表4.14的要求;當(dāng)梁端縱向鋼筋配筋率大于2%時,表中箍筋最小直徑應(yīng)增大2mm。
表4.14梁端箍筋加密區(qū)的長度、箍筋最大間距和最小直徑抗震等級加密區(qū)的長度(取較大值)箍筋最大間距(取最小值)最小直徑一2.0hb
,500hb/4,6d,10010二1.5hb
,500hb/4,6d,1008三1.5hb
,500hb/4,6d,1508四1.5hb
,500hb/4,6d,15061003.梁的縱向鋼筋配置,尚應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)沿梁全長頂面和底面應(yīng)至少各配置兩根縱向配筋一、二級2φ14且≮0.25(As或A′s)三、四級、非抗震2φ12
(2)一、二、三級抗震等級的框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱向鋼筋的直徑,對矩形截面柱,不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20;對圓形截面柱,不宜大于縱向鋼筋所在位置柱截面弦長的1/20。*(3)抗震設(shè)計(jì)時,梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不宜大于2.5%(ρmax);不應(yīng)大于2.75%;當(dāng)梁端受拉鋼筋配筋率不小于2.5%時,受壓鋼筋配筋率不應(yīng)小于受拉鋼筋的一半。1014.抗震設(shè)計(jì)時,框架梁的箍筋構(gòu)造要求:
(1)框架梁沿梁全長箍筋的面積配筋率應(yīng)符合下列要求:一級
二級(4.44)
三、四級ρsv——框架梁沿梁全長箍筋的面積配筋率。1024.抗震設(shè)計(jì)時,框架梁的箍筋
構(gòu)造要求(續(xù))(2)第一個箍筋應(yīng)設(shè)置在距支座邊緣50mm處;
(3)在箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)的箍筋肢距:一級不宜大于200mm和20倍箍筋直徑的較大值二、三級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值四級不宜大于300mm;(4)箍筋應(yīng)有135°彎鉤,彎鉤端頭直段長度不應(yīng)小于10倍的箍筋直徑和75mm的較大值;
1034.抗震設(shè)計(jì)時,框架梁的箍筋
構(gòu)造要求(續(xù))(5)搭接長度范圍內(nèi)的箍筋間距:
(同柱)縱向受拉鋼筋搭接:≤5dmin
且≤100mm;縱向受壓鋼筋搭接:≤10dmin且≤200mm;(6)框架梁非加密區(qū)箍筋最大間距不宜大于加密區(qū)箍筋間距的2倍1045.非抗震設(shè)計(jì)時,框架梁箍筋配筋構(gòu)造:(1)應(yīng)沿梁全長設(shè)置箍筋;
(2)截面高度大于800mm的梁,其箍筋直徑不宜小于8mm;其余截面高度的梁不應(yīng)小于6mm。在受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi),箍筋直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋最大直徑的0.25偌;1055.非抗震設(shè)計(jì)時,框架梁箍筋配筋構(gòu)造:(續(xù))(3)箍筋間距不應(yīng)大于表4.15的規(guī)定;搭接長度范圍內(nèi)的箍筋間距:
(同柱、梁抗震)縱向受拉鋼筋搭接:≤5dmin
且≤100mm;縱向受壓鋼筋搭接:≤10dmin且≤200mm;表4.15非抗震設(shè)計(jì)梁箍筋最大間距(mm)hb
VV>0.7ftbh0V≤0.7ftbh0hb
≤
30015020
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