《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》之混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(框架柱及框支柱)下
11.4.5 框支柱中線宜與框支梁重合。當(dāng)框支柱的數(shù)目多于 10 根時,框支柱承受的地震剪力之和不應(yīng)小于該樓層地震剪力的 20%;當(dāng)不多于 10 根時,每根柱承受的地震剪力不應(yīng)小于該樓層地震剪力的 2%。
11.4.6 一、二級抗震等級的框支柱,由地震作用引起的附加軸力應(yīng)分別乘以增大系數(shù) 1.5、1.2;計算軸壓比時,可不考慮增大系數(shù)。
11.4.7 一、二、三級抗震等級的框架角柱,其彎矩、剪力設(shè)計值應(yīng)按本規(guī)范第 11.4.2 條至第 11.4.4 條經(jīng)調(diào)整后彎矩、剪力設(shè)計值乘以不小于 1.1 的增大系數(shù)。
11.4.8 考慮地震作用組合的框架柱和框支柱的受剪截面應(yīng)符合下列條件:
剪跨比 λ>2 的框架柱
Vc≤1/γRE(0.20βcfcbh0) ?。?1.4.8-1)
框支柱和剪跨比 λ≤2 的框架柱
Vc≤1/γRE(0.15βcfcbh0) (11.4.8-2)
11.4.9 考慮地震作用組合的框架柱和框支柱的斜截面抗震受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(11.4.9)
式中:λ———框架柱和框支柱的計算剪跨比,取 λ=M/(Vh0);此處,M 宜取柱上、下端考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計值的較大值,V 取與 M 對應(yīng)的剪力設(shè)計值,h0 為柱截面有效高度;當(dāng)框架結(jié)構(gòu)中的框架柱的反彎點在柱層高范圍內(nèi)時,可取 λ=Hn/(2h0),此處,Hn 為柱凈高;當(dāng) λ<1.0 時,取 λ=1.0;當(dāng) λ>3.0 時,取 λ=3.0;
N———考慮地震作用組合的框架柱和框支柱軸向壓力設(shè)計值,當(dāng) N>0.3fcA 時,取 N=0.3fcA。
11.4.10 考慮地震作用組合的框架柱和框支柱的斜截面抗震受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定:
(11.4.10)
當(dāng)上式右邊括號內(nèi)的計算值小于 fyvAsvh0/s 時,取等于 fyvAsvh0/s,且 fyvAsvh0/s 值不應(yīng)小于 0.36ftbh0。
式中:N———考慮地震作用組合的框架柱軸向拉力設(shè)計值。
11.4.11 框架柱的截面尺寸宜符合下列要求:
1 柱的截面寬度和高度均不宜小于 300mm;圓柱的截面直徑不宜小于 350mm;
2 柱的剪跨比宜大于 2;
3 柱截面高度與寬度的比值不宜大于 3。
11.4.12 框架柱和框支柱的鋼筋配置,應(yīng)符合下列要求:
1 框架柱和框支柱中全部縱向受力鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于表 11.4.12-1 規(guī)定的數(shù)值,同時,每一側(cè)的配筋百分率不應(yīng)小于 0.2;對Ⅳ類場地上較高的高層建筑,最小配筋百分率應(yīng)按表中數(shù)值增加 0.1 采用;
表 11.4.12-1 柱全部縱向受力鋼筋最小配筋百分率(%)
柱 類 型 |
抗 震 等 級 | |||
一級 |
二級 |
三級 |
四級 | |
框架中柱、邊柱 |
1.0 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
框架角柱、框支柱 |
1.2 |
1.0 |
0.9 |
0.8 |
注:柱全部縱向受力鋼筋最小配筋百分率,當(dāng)采用 HRB400 級鋼筋時,應(yīng)按表中數(shù)值減小 0.1;當(dāng)混凝土強度等級為 C60 及以上時,應(yīng)按表中數(shù)值增加 0.1。
2 框架柱和框支柱上、下兩端箍筋應(yīng)加密,加密區(qū)的箍筋最大間距和箍筋最小直徑應(yīng)符合表 11.4.12-2 的規(guī)定;
表 11.4.12-2 柱端箍筋加密區(qū)的構(gòu)造要求
抗震等級 |
箍筋最大加密區(qū)的構(gòu)造(mm) |
箍筋最小 直徑(mm) |
一級 |
縱向鋼筋直徑的6倍和100中的較小值 |
10 |
二級 |
縱向鋼筋直徑的 8 倍和 100 中的較小值 |
8 |
三級 |
縱向鋼筋直徑的8倍和150(柱根100)中的較小值 |
8 |
四級 |
縱向鋼筋直徑的8倍和150(柱根100)中的較小值 |
6(柱根8) |
注: 底層柱的柱根系指地下室的頂面或無地下室情況的基礎(chǔ)頂面;柱根加密區(qū)長度應(yīng)取不小于該層柱凈高的 1/3;當(dāng)有剛性地面時,除柱端箍筋加密區(qū)外尚應(yīng)在剛性地面上、下各 500mm 的高度范圍內(nèi)加密箍筋。
3 框架柱和框支柱上、下兩端箍筋應(yīng)加密,加密區(qū)的箍筋最大間距和箍筋最小直徑應(yīng)符合表 11.4.12-2 的規(guī)定;
4 二級抗震等級的框架柱,當(dāng)箍筋直徑不小于 10mm、肢距不大于 200mm 時,除柱根外,箍筋間距應(yīng)允許采用 150mm;三級抗震等級框架柱的截面尺寸不大于 400mm 時,箍筋最小直徑應(yīng)允許采用 6mm;四級抗震等級框架柱剪跨比不大于 2 時,箍筋直徑不應(yīng)小于 8mm。
11.4.13 框架柱和框支柱中全部縱向受力鋼筋配筋率不應(yīng)大于 5%。柱的縱向鋼筋宜對稱配置。載面尺寸大于 400mm 的柱,縱向鋼筋的間距不宜大于 200mm。當(dāng)按一級抗震等級設(shè)計,且柱的剪跨比 λ≤2 時,柱每側(cè)縱向鋼筋的配筋的率不宜大于 1.2%。
11.4.14 框架柱的箍筋加密區(qū)長度,應(yīng)取柱截面長邊尺寸(或圓形截面直徑)、柱凈高的 1/6 和 500mm 中的最大值。一、二級抗震等級的角柱應(yīng)沿柱全高加密箍筋。
11.4.15 柱箍筋加密區(qū)內(nèi)的箍筋肢距:一級抗震等級不宜大于 200mm;二、三級抗震等級不宜大于 250mm 和 20 倍箍筋直徑中的較大值;四級抗震等級不宜大于 300mm。此外,每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束;當(dāng)采用拉筋時,拉筋宜緊靠縱向鋼筋并勾住封閉箍筋。
11.4.16 一、二、三級抗震等級的各類結(jié)構(gòu)的框架柱和框支柱,其軸壓比 N/(fcA)不宜大于表 11.4.16 規(guī)定的限值。對Ⅳ類場地上較高的高層建筑,柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。
表 11.4.16 框架柱軸壓比限值
結(jié) 構(gòu) 體 系 |
抗 震 等 級 | ||
一級 |
二級 |
三級 | |
框架結(jié)構(gòu) |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu) |
0.75 |
0.85 |
0.95 |
部分框支剪力墻結(jié)構(gòu) |
0.6 |
0.7 |
— |
注:
1 軸壓比 N/(fcA)指考慮地震作用組合的框架柱和框支柱軸向壓力設(shè)計值 N 與柱全截面面積 A 和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 fc 乘積之比值;對不進(jìn)行地震作用計算的結(jié)構(gòu),取無地震作用組合的軸力設(shè)計值;
2 當(dāng)混凝土強度等級為 C65~C70 時,軸壓比限值宜按表中數(shù)值減小 0.05;混凝土強度等級為 C75~C80 時,軸壓比限值宜按表中數(shù)值減小 0.10;
3 剪跨比 λ≤2 的柱,其軸壓比限值應(yīng)按表中數(shù)值減小 0.05;對剪跨比 λ<1.5 的柱,軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施;
4 沿柱全高采用井字復(fù)合箍,且箍筋間距不大于 100mm、肢距不大于 200mm、直徑不小于 12mm,或沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍,且螺旋不大于 100mm、肢距不大于 200mm、直徑不小于 12mm,或沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍,且螺距不大于 80mm、肢距不大于200mm、直徑不小于 10mm 時,軸壓比限值均可按表中數(shù)值增加 0.10;上述三種箍筋的配箍特征值 λv 均應(yīng)按增大的軸壓比由表 11.4.17 確定;
5 當(dāng)柱截面中部設(shè)置由附加縱向鋼筋形成的芯柱,且附加縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的 0.8% 時,其軸壓比限值可按表中數(shù)值增加 0.05。此項措施與注 4 的措施同時采用時,軸壓比限值可按表中數(shù)值增加 0.15,但箍筋的配箍特征值 λv 仍可按軸壓比增加 0.10 的要求確定;
6 柱經(jīng)采用上述加強措施后,其最終的軸壓比限值不應(yīng)大于 1.05。
11.4.17 柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率,應(yīng)符合下列規(guī)定:
ρv≥λvfc/fyv ?。?1.4.17)
式中:ρv———柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率,按本規(guī)范第 7.8.3 條的規(guī)定計算,計算中應(yīng)扣除重疊部分的箍筋體積;
fc———混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;當(dāng)強度等級低于 C35 時,按 C35 取值;
fyv———箍筋及拉筋抗拉強度設(shè)計值;
λv———最小配箍特征值,按表 11.1.17 采用。
表 11.4.17 柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值 λv
注:1 普通箍指單個矩形箍筋或單個圓形箍筋;螺旋箍指單個螺旋箍筋;復(fù)合箍指由矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋;復(fù)合螺旋箍指由螺旋箍與矩形、多邊形、圓形箍筋或拉筋組成的箍筋;連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍指全部螺旋箍為同一根鋼筋加工成的箍筋;
2 在計算復(fù)合螺旋箍的體積配筋率時,其中非螺旋箍筋的體積應(yīng)乘以換算系數(shù) 0.8;
3 對一、二、三、四級抗震等級的柱,其箍筋加密區(qū)的箍筋體積配筋系分別不應(yīng)小于 0.8%、0.6%、0.4%和 0.4%;
4 混凝土強度等級高于 C60 時,箍筋宜采用復(fù)合箍、復(fù)合螺旋箍或連續(xù)復(fù)合矩形螺旋箍;當(dāng)軸壓比不大于 0.6 時,其加密區(qū)的最小配箍特征值宜按表中數(shù)值增加 0.02;當(dāng)軸壓比大于 0.6 時,宜按表中數(shù)值增加 0.03;
2 框支柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍,其最小配箍特征值應(yīng)按表 11.4.17 中的數(shù)值增加 0.02 取用,且體積配筋率不應(yīng)小于 1.5%;
3 當(dāng)剪跨比 λ≤2 時,一、二、三級抗震等級的柱宜采用復(fù)合螺旋箍或井字復(fù)合箍,其箍筋體積配筋率不應(yīng)小于 1.2%;9 度設(shè)防烈度時,不應(yīng)小于 1.5%。
11.4.18 在柱箍加密區(qū)外,箍筋的體積配筋率不宜小于加密區(qū)配筋率的一半;對一、二級抗震等級,箍筋間距不應(yīng)大于 10d;對三、四級抗震等級,箍筋間距不應(yīng)大于 15d,此處,d 為縱向鋼筋直徑。
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