高層建筑結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第4章框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4．1框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖4．2豎向荷載作用下的近似計(jì)算4．3水平荷載作用下的反彎點(diǎn)法4．4水平荷載作用下的D值法4．5水平荷載作用下位移的近似計(jì)算4．6框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合4．7框架梁的設(shè)計(jì)4．8框架柱的設(shè)計(jì)4.9框架節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)第1頁(yè)，共88頁(yè)。4．1框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖第2頁(yè)，共88頁(yè)。計(jì)算單元的確定框架結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間受力體系。分析縱向框架和橫向框架，常常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將縱向框架和橫向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計(jì)算。第3頁(yè)，共88頁(yè)。第4頁(yè)，共88頁(yè)。4.1.2節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化框架節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為剛接節(jié)點(diǎn)、鉸接節(jié)點(diǎn)和半鉸節(jié)點(diǎn)。第5頁(yè)，共88頁(yè)?？缍扰c層高的確定1

.框架梁的跨度即取柱子軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時(shí)，一般以最小截面的形心線來(lái)確定。2

.框架的層高(框架柱的長(zhǎng)度)

即為相應(yīng)的建筑層高，底層柱的長(zhǎng)度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂面算起。

3

.對(duì)于傾斜的或折線形橫梁，當(dāng)其坡度小于l／8時(shí)，可簡(jiǎn)化為水平直桿。對(duì)于不等跨框架，當(dāng)各跨跨度相差不大于10％時(shí)，在手算時(shí)可簡(jiǎn)化為等跨框架，跨度取原框架各跨跨度的平均值。但在電算時(shí)一般都可按實(shí)際情況考慮。第6頁(yè)，共88頁(yè)。4.1.4構(gòu)件截面杭彎剛度的計(jì)算在框架梁兩端節(jié)點(diǎn)附近，梁受負(fù)彎矩，頂部的樓板受拉，樓板對(duì)梁的截面抗彎剛度影響較?。欢诳蚣芰旱目缰?，梁受正彎矩，樓板處于受壓區(qū)形成T形截面梁，樓板對(duì)梁的截面抗彎剛度影響較大?？紤]樓板的影響，框架梁的截面抗彎剛度應(yīng)適當(dāng)提高?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋：

中框架：I＝2I

0

邊框架：I＝1.5I0

裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋：中框架：I＝1.5I0

邊框架：I＝1.2I0

裝配式鋼筋混凝土樓蓋：

中框架：I＝I0

邊框架：I＝I0

注：I0

為矩形截面框架梁的截面慣性矩第7頁(yè)，共88頁(yè)。4.2豎向荷載作用下的近似計(jì)算第8頁(yè)，共88頁(yè)。4．2豎向荷載作用下的近似計(jì)算簡(jiǎn)圖修正原則:(1)除底層以外其他各層柱的線剛度均乘0.9的折減系數(shù)；(2)柱的彎矩傳遞系數(shù)取為1／3。分層法第9頁(yè)，共88頁(yè)。

分層法

近似法反彎點(diǎn)法

D值法力矩分配法漸近法迭代法無(wú)剪力分配法力法精確法位移法

框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移的計(jì)算方法第10頁(yè)，共88頁(yè)。4．3水平荷載作用下的反彎點(diǎn)法

第11頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.1基本假定1

.適用條件：梁的線剛度與柱的線剛度比大于等于3，即2

.基本假定：⑴所有荷載簡(jiǎn)化為作用在節(jié)點(diǎn)上的水平力；⑵平面框架假定，并忽略柱的軸向變形；⑶梁的剛度無(wú)限大，柱上下節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角相等，同一樓層中各柱端的側(cè)移相等；⑷各桿件彎矩為直線，除底層外反彎點(diǎn)在各柱中點(diǎn)，底層在距柱底2/3高度處。第12頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.1基本假定框架在水平力作用下的彎矩圖第13頁(yè)，共88頁(yè)?？蚣茉谒搅ψ饔孟碌淖冃蔚?4頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.2反彎點(diǎn)法計(jì)算方法需要解決兩個(gè)方面的問題：一是確定柱反彎點(diǎn)的高度；二是要計(jì)算反彎點(diǎn)處柱的剪力。y=2h/3y=h/2yhhh反彎點(diǎn)yy=h/2FFF第15頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.2反彎點(diǎn)法計(jì)算方法1

.柱的側(cè)移剛度第16頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.2反彎點(diǎn)法計(jì)算方法2

.層間剪力分配第j層總剪力第j層第i根柱的剪力第17頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.2反彎點(diǎn)法計(jì)算方法3

.柱端彎矩根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置，計(jì)算柱端彎矩：上層柱：上下端彎矩相等

底層柱：上端彎矩：

下端彎矩：第18頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.2反彎點(diǎn)法計(jì)算方法4

.梁端彎矩計(jì)算根據(jù)梁柱節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算梁端彎矩

邊柱中柱第19頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.2反彎點(diǎn)法計(jì)算方法5

.框架梁柱剪力、柱軸力計(jì)算同豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算一樣，可以通過梁的隔離體平衡，求出梁端剪力與柱的軸力。6

.反彎點(diǎn)法總結(jié)檢驗(yàn)運(yùn)用反彎點(diǎn)法的條件：梁的線剛度與柱的線剛度比大于等于3；計(jì)算各柱的抗側(cè)剛度；把各層總剪力分配到每個(gè)柱；反彎點(diǎn)的確定；計(jì)算柱端彎矩；計(jì)算梁端彎矩；計(jì)算梁的剪力、柱的軸力。第20頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例實(shí)例:已知框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，圖中括號(hào)內(nèi)數(shù)值為該桿件的線剛度。用反彎點(diǎn)法求出各桿件內(nèi)力，并繪制出彎矩圖。2700810037kN33003900330074kN80.7kNDEHGFMCBAIJL

0.80.80.60.70.90.91.50.60.70.91.70.81.02.41.2第21頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例解：(1）求出各柱在反彎點(diǎn)處的剪力第三層第二層第22頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例第一層(2）求出各柱柱端的彎矩第三層第23頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例第二層第一層第24頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例(3）求出各橫梁梁端的彎矩第三層第25頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例第二層第26頁(yè)，共88頁(yè)。4.3.3反彎點(diǎn)法計(jì)算方法實(shí)例第一層(4）繪制各標(biāo)桿件的彎矩圖第27頁(yè)，共88頁(yè)。4．4水平荷載作用下的D值法第28頁(yè)，共88頁(yè)。導(dǎo)言1

.適用范圍反彎點(diǎn)法適用于框架層數(shù)較少（柱子軸力較小，柱子截面尺寸較小，柱子線剛度較小），梁柱線剛度之比大于3，且假定結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角為零的情況。對(duì)于層數(shù)較多的框架，由于柱子軸力大，柱截面也隨著增大，梁柱線剛度比較接近，甚至有時(shí)柱線剛度反而比梁的線剛度大，結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角較大，這與反彎點(diǎn)法的適用條件不符。日本武藤清教授在分析多層框架的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)框架在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算，提出了修正柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點(diǎn)高度的方法。修正后的柱側(cè)移剛度用D表示，故稱為D值法。第29頁(yè)，共88頁(yè)。導(dǎo)言D值法主要用于計(jì)算層數(shù)較多的高層框架，用D值法比較接近實(shí)際情況，尤其是最高和最低數(shù)層。D值法的計(jì)算步驟與反彎點(diǎn)法基本相同，計(jì)算簡(jiǎn)單且實(shí)用，D值法法在多、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。D值法也是一種近似方法。隨著高度增加，忽略柱軸向變形帶來(lái)的誤差也增大。此外，在規(guī)則框架中使用效果較好。適用條件：考慮梁的線剛度與柱的線剛度比不滿足≥3條件的情況（梁柱線剛度比較小，結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角較大）。2

.D值法需解決的問題⑴修正柱的側(cè)移剛度節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響柱的抗側(cè)移剛度，柱的側(cè)移剛度不但與柱本身的線剛度和層高有關(guān)，而且還與梁的線剛度有關(guān)。⑵修正反彎點(diǎn)高度節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響反彎點(diǎn)高度位置，柱的反彎點(diǎn)高度不是個(gè)定值，而是個(gè)變數(shù)。第30頁(yè)，共88頁(yè)。4.4.1修正后的柱抗側(cè)剛度D1

.側(cè)移剛度D值的計(jì)算柱的抗側(cè)剛廢D值為：第31頁(yè)，共88頁(yè)。梁剛度修正系數(shù)計(jì)算樓層簡(jiǎn)圖k一般柱邊柱

底層柱固結(jié)

第32頁(yè)，共88頁(yè)。4.4.1修正后的柱抗側(cè)剛度D2.柱的剪力計(jì)算柱的Ｄ值確定后，同一層各柱底側(cè)移相等，可由下式求得各柱剪力：第33頁(yè)，共88頁(yè)。4.4.2修正后的柱反彎點(diǎn)高度1

.影響修正后的柱反彎點(diǎn)高度的因素:(1)梁柱線剛度比及層數(shù)、層次對(duì)反彎點(diǎn)高度的影響；(2)上下橫梁線剛度比對(duì)反彎點(diǎn)高度的影響；(3)層高變化對(duì)反彎點(diǎn)的影響。第34頁(yè)，共88頁(yè)。第35頁(yè)，共88頁(yè)。4.4.2修正后的柱反彎點(diǎn)高度2

.因素集合的公式標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度（梁柱線剛度比、總層數(shù)、層次、側(cè)向荷載形式）上、下層梁柱線剛度不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值上層層高與本層不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值下層層高與本層不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值第36頁(yè)，共88頁(yè)。4.5水平荷載作用下位移的近似計(jì)算第37頁(yè)，共88頁(yè)。4.5.1位移構(gòu)成梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移(1)剪切型變形(2)彎曲型變形柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移懸臂柱剪切變形懸臂柱彎曲變形框架總變形＝梁柱彎曲變形側(cè)移＋柱軸向變形側(cè)移特點(diǎn)：底層層間側(cè)移最大，向上逐漸減小特點(diǎn)：頂層層間側(cè)移最大，向下逐漸減小第38頁(yè)，共88頁(yè)。4.5.2梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移1

.計(jì)算公式由抗側(cè)剛度D值的物理意義：?jiǎn)挝粚娱g側(cè)移所需的層剪力，可得層間側(cè)移公式：頂點(diǎn)側(cè)移公式：所有層層間側(cè)移之總和本公式并未考慮梁柱軸線變形和截面剪切變形所產(chǎn)生的位移。

第39頁(yè)，共88頁(yè)。4.5.2梁柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移2

.剪切型變形和彎曲型變形比較第40頁(yè)，共88頁(yè)。4．6框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合第41頁(yè)，共88頁(yè)。4.6.1控制截面及最不利組合內(nèi)力在恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載及地震作用分別計(jì)算內(nèi)力后，要按照“可能與最不利”的原則進(jìn)行內(nèi)力組合目的：求出控制截面的最不利內(nèi)力框架梁的內(nèi)力組合梁端最大負(fù)彎矩的計(jì)算梁端最大正彎矩的計(jì)算梁跨中最大彎矩的計(jì)算第42頁(yè)，共88頁(yè)。4.6.1控制截面及最不利組合內(nèi)力梁端控制截面的組合用內(nèi)力:梁端控制截面彎矩及剪力第43頁(yè)，共88頁(yè)。4.6.2豎向活荷載的最不利位置作用于框架結(jié)構(gòu)上的豎向荷載有恒荷載和活荷載兩種，恒荷載對(duì)結(jié)構(gòu)作用的位置和大小是不變的，結(jié)構(gòu)分析時(shí)一般是將所有恒荷載全部作用在結(jié)構(gòu)上一次性求出其內(nèi)力。而豎向活荷載的作用位置和大小是可變的，不同的活荷載布置方式會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生不同的內(nèi)力。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的截面位置及內(nèi)力要求，根據(jù)最不利的活荷載布置方式計(jì)算內(nèi)力，方可獲得豎向活荷載作用下的截面最不利內(nèi)力。但是在高層建筑中，計(jì)算工作量都是十分大的。考慮到作為一般民用及公共建筑的高層結(jié)構(gòu)，豎向活荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力在組合后的截面內(nèi)力中所占的比例很小，因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中可不考慮活荷載的不利布置，而按滿布活荷載一次性計(jì)算出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。第44頁(yè)，共88頁(yè)。4.6.3梁端彎矩調(diào)幅

設(shè)某框架AB在豎向荷載作用下，梁端最大負(fù)彎矩分別為MA0、MB0，梁跨中最大正彎矩為Mc0，則調(diào)幅后梁端彎矩可?。害隆獜澗卣{(diào)幅系數(shù)（現(xiàn)澆框架：β=0.8-0.9框架梁端：）第45頁(yè)，共88頁(yè)。4．7框架梁的設(shè)計(jì)第46頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.1框架梁的受力性能1

.框架梁的破壞形態(tài)與延性適筋梁——延性破壞

彎曲破壞少筋梁——脆性破壞超筋梁——脆性破壞梁的破壞形態(tài)斜壓破壞——脆性破壞剪切破壞斜拉破壞——脆性破壞剪壓破壞——類似少筋第47頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.1框架梁的受力性能2

.影響框架梁延性及其耗能能力的因素：在框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一般要求結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎的受力性能。在強(qiáng)柱弱梁結(jié)構(gòu)中，主要由梁構(gòu)件的延性來(lái)提供框架結(jié)構(gòu)的延性。影響框架延性及耗能能力影響因素很多。主要有以下幾個(gè)方面。（1）縱筋配筋率（2）剪壓比（3）跨高比（4）塑性鉸區(qū)的箍筋用量第48頁(yè)，共88頁(yè)。第49頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.2框架梁的承載力計(jì)算1.框架梁的正截面受彎承載力計(jì)算框架梁的正截面受彎承載力計(jì)算可參見一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教材。只是在有地震作用組合時(shí)，應(yīng)考慮相應(yīng)的承載力抗震調(diào)整系數(shù)。為保證框架梁的延性，在梁端截面必須配置受壓鋼筋，同時(shí)要限制混凝土受壓區(qū)高度。具體要求為:一級(jí)抗震x≤0.25h0二、三級(jí)抗震x<0.35h0梁跨中截面受壓區(qū)高度限制為:框架梁的縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%。第50頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.2框架梁的承載力計(jì)算2

.梁的斜截面受剪承載力計(jì)算為保證框架梁在地震作用下呈梁鉸型延性機(jī)構(gòu)，減少梁端塑性鉸區(qū)發(fā)生脆性剪切破壞的可能性，梁端的斜截面受剪承載力應(yīng)高于正截面受彎承載力，即應(yīng)將框架梁設(shè)計(jì)成為“強(qiáng)剪弱彎”型構(gòu)件。為實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)目標(biāo)，梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)整。抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值，一、二、三級(jí)應(yīng)按下列公式計(jì)算；四級(jí)時(shí)可直接取地震作用組合的剪力計(jì)算值。第51頁(yè)，共88頁(yè)。梁端剪力計(jì)算第52頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.2框架梁的承載力計(jì)算（1）梁端剪力設(shè)計(jì)值一、二、三級(jí)應(yīng)按下列公式計(jì)算：9度抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和一級(jí)框架尚應(yīng)符合下列條件：第53頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.2框架梁的承載力計(jì)算（2）梁斜截面受剪承載力計(jì)算公式梁的抗剪計(jì)算公式與普通鋼筋混凝土梁相同，其計(jì)算公式為：無(wú)地震作用組合時(shí)（均布荷載）：

有地震作用組合時(shí)（均布荷載）：第54頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.2框架梁的承載力計(jì)算（3）梁受剪截面限制條件a.框架梁截面形式有矩形、T形和工字形等，梁受剪計(jì)算時(shí)一般僅考慮矩形部分，無(wú)地震作用組合時(shí)，梁受剪的截面限制條件為：b.有地震作用組合時(shí)當(dāng)梁跨高比大于2.5時(shí)當(dāng)梁跨高比不大于2.5時(shí)第55頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.3框架梁構(gòu)造要求1

.材料強(qiáng)度現(xiàn)澆框架梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，按一級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)低于C30，按二~四級(jí)和非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)低于C20。同時(shí)，不宜大于C40。

2

.截面尺寸框架梁截面高度可按跨度的1/10～1/18估算后確定，且不小400mm，也不宜大于梁凈跨的1/4。框架梁截面寬度可取梁截面高度的1/3～1/2，且不宜小于200mm，截面高度和截面寬度的比值不宜大于4，以保證梁平面外的穩(wěn)定性。第56頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.3框架梁構(gòu)造要求3

.縱向鋼筋

框架梁縱向受拉鋼筋的配筋率，不應(yīng)小于下表的數(shù)值?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5％。一級(jí)抗震:二、三級(jí)抗震:第57頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.3框架梁構(gòu)造要求4

.箍筋

在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁沿梁全長(zhǎng)箍筋面積配筋率應(yīng)符合下列要求：一級(jí)抗震不應(yīng)小于0.30ft/fyv；二級(jí)抗震不應(yīng)小于0.28ft/fyv；三、四級(jí)抗震不應(yīng)小于0.26ft/fyv

；非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)小于0.26ft/fyv。第58頁(yè)，共88頁(yè)。4.7.3框架梁構(gòu)造要求箍筋應(yīng)設(shè)有135°彎鉤，彎鉤端頭直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10倍箍筋直徑和75mm的較大值。第59頁(yè)，共88頁(yè)。4.8框架柱的設(shè)計(jì)

第60頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.1框架柱的受力性能剪跨比λ≥2.0時(shí)，稱為長(zhǎng)柱，柱的破壞形態(tài)為壓彎型破壞。只要構(gòu)造合理，一般都能滿足柱強(qiáng)剪弱彎要求，并有一定的變形能力。剪跨比1.5≤λ＜2.0時(shí)，稱為短柱，柱將產(chǎn)生以剪切為主的破壞。當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度或配有足夠的鋼箍時(shí)，可能出現(xiàn)具有一定延性的剪壓破壞。剪跨比λ<1.5時(shí)，稱為極短柱，一般發(fā)生脆性的剪切斜拉破壞，抗震性能差。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免這種極短柱，否則需要采取特殊措施以保證斜截面抗剪能力。影響框架柱延性的因素主要有：（1）剪跨比；（2）軸壓比；（3）箍筋配筋率；（4）縱筋配筋率第61頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.1框架柱的受力性能1

.剪跨比對(duì)于一般的框架結(jié)構(gòu)，框架柱中反彎點(diǎn)大都接近中點(diǎn)，為了設(shè)計(jì)方便，可近似用柱長(zhǎng)細(xì)比表示剪跨比的大小，即

當(dāng)柱的長(zhǎng)細(xì)比大于等于4時(shí),為長(zhǎng)柱；當(dāng)柱的長(zhǎng)細(xì)比大于等于3但小于4時(shí),為短柱；當(dāng)柱的長(zhǎng)細(xì)比小于3時(shí),為極短柱。第62頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.1框架柱的受力性能2.軸壓比(影響柱承載力和延性的參數(shù))63

N第63頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.1框架柱的受力性能為了保證柱的延性，在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，鋼筋混凝土柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定；對(duì)于Ⅳ類場(chǎng)地上較高的高層建筑，其軸壓比值應(yīng)適當(dāng)減少。柱軸壓比限值結(jié)構(gòu)類型抗震等級(jí)一二三框架0.70.80.9框架-剪力墻、板柱剪力墻、框架－核心筒、筒中筒0.750.850.95部分框支剪力墻0.60.7—第64頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.1框架柱的受力性能軸壓比是影響鋼筋混凝土柱破壞形態(tài)和延性的一個(gè)重要參數(shù)。大量試驗(yàn)表明，隨著軸壓比的增大，柱的極限抗彎承載力提高，但極限變形能力、耗散地震能量的能力都降低，而且軸壓比對(duì)短柱的影響更大。試驗(yàn)表明：在長(zhǎng)柱中，軸壓比愈大，混凝土壓區(qū)范圍亦大，主筋壓屈部位距柱端部愈遠(yuǎn)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)剪切受壓破壞，柱延性減??；在短柱中，軸壓比加大也會(huì)改變柱的破壞形態(tài)。第65頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.1框架柱的受力性能3.箍筋配箍筋率在鋼筋混凝土柱中，箍筋不僅可以抗剪，還可以對(duì)混凝土核心起約束作用，且可防止主筋屈服。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，箍筋形式對(duì)柱核心區(qū)混凝土的約束作用有明顯的影響。一般箍筋用量愈多，間距愈密，對(duì)混凝土約束愈大。4.縱筋配筋率框架柱內(nèi)縱向受力鋼筋宜對(duì)稱配置?？蚣苤箯濅摻钚枰浚磯簭潣?gòu)件承載力計(jì)算外，還應(yīng)有最小配筋率要求。箍筋的無(wú)支撐長(zhǎng)度第66頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算1

.柱正截面偏心受壓承載力計(jì)算為了保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)整。節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件第67頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算抗震設(shè)計(jì)時(shí)，四組合的彎矩值；一、二、三級(jí)框架的梁、柱節(jié)點(diǎn)處，除頂層和柱軸壓比小于0.15者外，柱端考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式予以調(diào)整：9度抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合:第68頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算當(dāng)反彎點(diǎn)不在柱的層高范圍內(nèi)時(shí)，柱端彎矩設(shè)計(jì)值可直接乘以柱端彎矩增大系數(shù)?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，一、二、三級(jí)框架的底層柱底截面的設(shè)計(jì)彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別采用考慮地震組合的彎矩值與增大系數(shù)1.5、1.25和1.15乘積?？蚣芙侵鶓?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、三級(jí)框架角柱經(jīng)按調(diào)整后的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以不小于1.1的增大系數(shù)。第69頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算2

.柱斜截面受剪承載力計(jì)算（1）柱剪力設(shè)計(jì)值為提高柱的延性，框架柱的設(shè)計(jì)除滿足強(qiáng)柱弱梁要求外，還應(yīng)滿足強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)要求，即要求柱斜截面抗剪承載力應(yīng)大于柱正截面抗彎能力?？拐鹪O(shè)計(jì)的框架柱、框支柱端部截面的剪力設(shè)計(jì)值，一、二、三級(jí)應(yīng)按下列公式計(jì)算；四級(jí)時(shí)可直接取考慮地震作用組合計(jì)算值。

第70頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算9度抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合：第71頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算（2）斜截面受剪承載力在多、高層建筑中，柱的剪力較大，無(wú)論抗震設(shè)計(jì)還是非抗震設(shè)計(jì)，框架柱都應(yīng)作抗剪強(qiáng)度計(jì)算，按計(jì)算配置箍筋。矩形截面偏心受壓框架柱，其斜截面受剪承載力按下式公式計(jì)算無(wú)地震作用組合時(shí)地震作用組合時(shí)第72頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算無(wú)地震作用組合時(shí)地震作用組合時(shí)有拉力情況下：第73頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.2框架柱承載力計(jì)算（3）框架柱受剪截面限制條件無(wú)地震作用組合

有地震作用組合剪跨比大于2的柱:剪跨比不大于2的柱:第74頁(yè)，共88頁(yè)。4．8．3框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度1.多層房屋的框架結(jié)構(gòu)柱子的計(jì)算長(zhǎng)度可取為現(xiàn)澆樓蓋，底層柱：l0＝1.0H

其他層柱：l0＝1.25H

裝配式樓蓋，底層柱：l0＝1.35H

其他層柱：l0＝1.5H2.當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75％以上時(shí)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0可按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較小值：第75頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.4框架柱的構(gòu)造要求1

.材料強(qiáng)度

框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，一級(jí)抗震時(shí)不應(yīng)低于C30，其他情況時(shí)不應(yīng)低于C20。同時(shí)，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)不宜大于C60，抗震設(shè)防烈度為8度時(shí)不宜大于C70。2

.截面尺寸

柱截面的寬度在非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于250mm，抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于300mm，圓柱的截面直徑不宜小于350mm，柱截面高度與寬度的比值不宜大于3，柱的剪跨比不宜大于2。3

.縱向受力鋼筋

柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于書中表4.5的規(guī)定，且每一側(cè)縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于2％，同時(shí)柱截面全部縱向鋼筋的配筋率，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜大于5％、不應(yīng)大于6％；抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于5％。

第76頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.4框架柱的構(gòu)造要求4.箍筋（1）在柱箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，箍筋的體積配箍率應(yīng)符合下式要求：（2）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，柱箍筋設(shè)置尚應(yīng)符合下列要求：①箍筋應(yīng)為封閉式，其末端應(yīng)做成135度彎鉤且彎鉤末端平直段長(zhǎng)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(jí)不宜大于200mm，二、三級(jí)不宜大于250mm和20倍箍筋直徑的較大值，四級(jí)不宜大于300mm。③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(jí)不應(yīng)大于10倍縱向鋼筋直徑，三、四級(jí)不應(yīng)大于15倍縱向鋼筋直徑。第77頁(yè)，共88頁(yè)。4.8.4框架柱的構(gòu)造要求（3）非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，柱中箍筋應(yīng)符合以下規(guī)定：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最小縱向受力鋼筋直徑的15倍。③箍筋直徑不應(yīng)小于最大縱向鋼筋直徑的1／4，且不應(yīng)小于6mm。④當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3％時(shí)，箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，箍筋間距不應(yīng)大于最小縱向鋼筋直徑的10倍，且不應(yīng)大于200mm；箍筋末端應(yīng)做成135度彎鉤且彎鉤末端平直段長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋(可采用拉筋)。⑥柱內(nèi)縱向鋼筋采用搭接做法時(shí)，搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)箍筋直徑不應(yīng)小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍；在縱向受拉鋼筋的搭接長(zhǎng)度范圍內(nèi)的箍筋間距不應(yīng)大于搭接鋼筋較小直徑的5倍。第78頁(yè)，共88頁(yè)。4.9框