11.3 框架柱及框支柱
11.10、《混凝土结构设计规范》第11.4.11条 框架柱的截面尺寸宜符合下列要求:
1、柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm;圆柱的截面直径不宜小于350mm;
2、柱的剪跨比宜大于2;
3、柱截面高度与宽度的比值不宜大于3。
条文解释:剪跨比是反映柱截面所承受的弯距与剪力相对大小的一个参数,表示为:
λ=M/(Vh0)
V---取与M对应的剪力设计值;
h0---柱截面有效高度;当框架结构中的框架柱的反弯点在柱层高范围内时,可取λ=Hn/(2h0
M---宜取柱上、下端考虑地震作用组合的弯矩设计值的较大值;),此处,Hn为柱净高;当λ〈1.0时,取λ=1.0;当λ〉3.0时,取λ=3.0;
剪跨比是影响钢筋混凝土柱破坏形态的最重要的因素,剪跨比较小的柱子都会出现斜裂缝而导致剪切破坏。通常用配置横向钢筋(箍筋)的办法以避免过早出现剪切破坏。通过研究,大致得到如下规律:
剪跨比λ〉2时,称为长柱,只要按照构造配置横向钢筋,一般都发生弯曲破坏。
剪跨比λ≤2时,称为短柱,多数会出现剪切形的破坏。但当提高混凝土强度或配有足够的横向钢筋,也可能出现延性较好的剪切受压破坏。当受拉钢筋配筋率过大时,则可能出现粘结型破坏。一般在短柱中应当计算斜截面抗剪强度,并限制纵筋含钢率。
剪跨比λ≤1.5时,称为极短柱,一般都会发生剪切斜拉破坏,抗震性能不好。设计时应发尽量避免这种极短柱,否则需要采取特殊措施。
由于框架柱中反弯点大都接近中点,为设计方便,常常用柱长细比近似表示剪跨比的影响。
因为 λ=M/(Vh0)≈L/2H
所以 当L/H≥4时为长柱 ;3〈L/H≤4时为短柱 ;L/H≤3时为极短柱
11.11、《混凝土结构设计规范》第11.4.12条 两端箍筋应加密,加密区的箍筋最大间距和箍筋最小直径应符合表11.4.12-2的规定;框架柱和框支柱的钢筋配置,应符合下列要求:
架柱和框支柱中全部纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于表11.4.12-1规定的数值,同时,每一侧的配筋百分率不应小于0.2;对Ⅳ类场地上较高的高层建筑,最小配筋率应按表中数值增加0.1采用;
框架柱和框支柱上、下两端箍筋应加密,加密区的箍筋最大间距和箍筋最小直径应符合表11.4.12-2的规定;
表11.4.12-1 柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%)
柱 类 型 |
抗 震 等 级 |
一级 |
二级 |
三级 |
四级 |
框架中柱、边柱 |
1.0 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
框架角柱、框支柱 |
1.2 |
1.0 |
0.9 |
0.8 |
注:柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率,当采用HRB400级钢筋时,应按表中数值减小0.1;当混凝土强度等级为C60及以上时,应按表中数值增加0.1。
柱全部纵向受力钢筋最小配筋量mm2(抗震等级三级)
柱断面 |
框架中柱、边柱 |
框架角柱、框支柱 |
柱断面 |
框架中柱、边柱 |
框架角柱、框支柱 |
350×400 |
980 |
1260 |
500×550 |
1925 |
2475 |
400×400 |
1120 |
1440 |
550×550 |
2118 |
2723 |
400×450 |
1260 |
1620 |
550×600 |
2310 |
2970 |
450×450 |
1418 |
1823 |
600×650 |
2730 |
3510 |
450×500 |
1575 |
2025 |
650×700 |
3185 |
4095 |
500×500 |
1750 |
2250 |
700×700 |
3430 |
4410 |
3、框支柱和剪跨比λ≤2的框架柱应在柱全高范围内加密箍筋,且箍筋间距不应大于100mm;
4、二级抗震等级的框架柱,当箍筋直径不小于10MM、肢距不大于200MM时,除柱根外,箍筋间距应允许采用150Mm;三级抗震等级框架柱的截面尺寸不大于400mm时,箍筋最小直径应允许采用6mm:四级抗震等级框架柱剪跨比不大于2时,箍筋直径不应小于8MM。
11.12、《混凝土结构设计规范》第11.4.13条 框架柱和框支柱中全部纵向受力钢筋配筋率不应大于5%。柱的纵向钢筋宜对称配置。截面尺寸大于400的柱,纵向钢筋的间距不宜大于200mm。当按一级抗震等级设计,且柱的剪跨比λ≤2时,柱每侧纵向钢筋的配筋率不宜大于1.2%。