第6章-2-2 框架柱設(shè)計(jì)-受剪承載力驗(yàn)算

1、第5章 多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 6.3 框架柱抗震設(shè)計(jì) 6.3.3 受剪承載力驗(yàn)算 2. 剪力設(shè)計(jì)值的強(qiáng)剪弱彎調(diào)整 )136( )( b H MM V n b c t c vcc 3. 配箍筋配箍筋：按構(gòu)造要求確定箍筋直徑和類型 )14. 6 (056. 0) 1 05. 1 ( 1 00 bNh s A fhbfV c sv yvcct RE c 1. 剪壓比限值截面尺寸驗(yàn)算(應(yīng)該先做) 步驟： (1) 抗剪承載力要求的箍筋間距 (2) 體積配箍率要求的箍筋間距 (3) 構(gòu)造要求的箍筋間距(三級(jí)：min8d,150mm) 4. 按構(gòu)造要求確定箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度 sl l la kk v 21

2、)166( yv c vv f f )136(/ )(aHMMV n b c t cvcc )136(/ )(2 . 1bHMMV n b cua t cuac 1 . 1 , 2 . 1 , 3 . 1 , 5 . 1 1 . 1/2 . 14 . 1 純框架結(jié)構(gòu)依次為： 。四級(jí)為，三，二級(jí)為一級(jí)為：柱端剪力增大系數(shù)。 Vc 9度和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合： 柱的凈高； n H t cua M b cua M 分別為柱上下端順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较驅(qū)嵟涞恼?截面抗震受彎承載力所對(duì)應(yīng)的彎矩值，可根據(jù)實(shí)配受壓 鋼筋面積，材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和軸向壓力等確定； t c M b c M 分別為柱上、下端順時(shí)針或逆

3、時(shí)針?lè)较蚪孛娼M 合的彎矩設(shè)計(jì)值(注意這里是同一柱的上下端) Gb n r b l b Vbb V l MM V 比較梁的強(qiáng)剪 弱彎調(diào)整公式 注意符號(hào)規(guī)定 二、三級(jí)框架 梁和柱的剪力 增大系數(shù)相同 梁柱強(qiáng)剪弱彎調(diào)整比較 框架梁強(qiáng)剪弱彎調(diào)整 n用組合彎矩設(shè)計(jì)值直 接進(jìn)行調(diào)整 框架柱強(qiáng)剪弱彎調(diào)整 n強(qiáng)柱弱梁調(diào)整 w用調(diào)整后的增大了的 彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)一步進(jìn) 行強(qiáng)剪弱彎調(diào)整。 Gb n r b l b Vbb V l MM V 0c b c t c Vcc H MM V 梁左右兩端彎矩 柱上下兩端調(diào)整調(diào)整 后后的彎矩設(shè)計(jì)值 梁的剪力增大系數(shù)，一級(jí)為1.3, 二級(jí)為1.2, 三級(jí)為1.1。 Vb 柱的凈高

4、梁的凈跨 1 . 1 , 2 . 1 , 3 . 1 , 5 . 1 1 . 1/2 . 14 . 1 純框架結(jié)構(gòu)依次為： 。四級(jí)為，三，二級(jí)為一級(jí)為：柱端剪力增大系數(shù)。 Vc 例題剪力設(shè)計(jì)值強(qiáng)剪弱彎調(diào)整 從承臺(tái)算起減 去梁高才是柱 的凈高凈高 不用組合設(shè)計(jì)值，用不用組合設(shè)計(jì)值，用強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)柱弱梁 調(diào)整后調(diào)整后的柱端彎矩設(shè)計(jì)值的柱端彎矩設(shè)計(jì)值 (此式有誤此式有誤) 參考教材參考教材P.160 例題剪力設(shè)計(jì)值強(qiáng)剪弱彎調(diào)整 )136(/ )(2 . 1bHMMV n b cua t cuac 9度和一級(jí)框架結(jié)構(gòu)尚應(yīng)符合： 按實(shí)配縱筋取矩得到，方法與梁相同 第三步-1：構(gòu)造要求-箍筋肢距與復(fù)合箍筋

5、必須設(shè)置復(fù)合箍筋的情況： 1.柱短邊尺寸 400mm，且縱筋多于3根 2.柱短邊尺寸400mm，且縱筋多于4根 箍筋最大肢距(mm)： 1.一級(jí) 200；二三級(jí) 250；四級(jí)300 2.縱筋每隔一根要有一個(gè)縱筋被雙向約束(箍 筋或者拉筋) 確定箍筋和加密區(qū)長(zhǎng)度P.143-144 注意：500mm是加密區(qū)的最小長(zhǎng)度。凈高大于3m的柱(例如底層 柱) ，或邊長(zhǎng)大于500的柱，其加密區(qū)長(zhǎng)度就大于500mm。 注意：非加密區(qū)箍筋間距應(yīng)200mm 2、體積配箍率要求的箍筋間距確定步驟 體積配箍率需滿足的要求： yv c vv f f sl l la kk v 21 體積配箍率的定義： 1. 根據(jù)軸壓比和

6、所用箍筋查表得配箍特征值 2. 利用配箍特征值求得體積配筋率 3. 再利用體積配筋率的定義確定箍筋間距 4. 根據(jù)構(gòu)造要求最終確定箍筋間距 柱中箍筋的體積配筋率-定義 柱的箍筋體積配箍率 按下式計(jì)算： 式中 箍筋單肢截面面積； 對(duì)應(yīng)于 的箍筋單肢總長(zhǎng)度，重疊段按一肢計(jì) 算 柱核芯混凝土面積的兩個(gè)邊長(zhǎng)； s 箍筋間距 當(dāng)柱的縱向鋼筋每邊4根及4根以上時(shí)，宜采用井字形箍 筋 v sl l lk k v 21 k k l k 21 ll 、 單肢截面積梁： sv svsv v bsbs a naA 比較：梁的箍筋配股率是面 積配筋率。柱是體積配筋率 復(fù)合箍筋的體積配箍率的計(jì)算 應(yīng)注意對(duì)箍筋體積配箍率

7、的要求 計(jì)算體積配箍率時(shí)， 應(yīng)扣除重疊部分 加密區(qū)箍筋的體積配筋率要求 式中 柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率，計(jì)算中應(yīng)扣除重 疊部分的箍筋體積； 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)低于 C35時(shí)，按C35取值； 箍筋及拉筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 最小配箍特征值。 v c f yv f v 柱箍筋加密區(qū)箍筋的體積配筋率，應(yīng)符合下列規(guī)定： 對(duì)一、二、三、四級(jí)抗震等級(jí)的框架柱，其箍筋加密區(qū) 范圍內(nèi)箍筋的體積配箍率尚且分別不應(yīng)小于0.8%、0.6%、 0.4%和0.4%。(高層P.202) yv c v kkkk v yv c vv c yv vv f f ll l s sll l f f f f 21 21

8、, 注意：兩個(gè)配股率用 的符號(hào)相同意義不同 第三步-2 體積配筋率要求的箍筋間距 sl l la kk v 21 yv c vv f f 抗剪承載力抗剪承載力要求要求的箍筋間距 構(gòu)造構(gòu)造要求要求的箍筋間距 體積配筋率體積配筋率 要求要求的箍筋間距 體積配筋率體積配筋率0.8% 滿足一級(jí)框架構(gòu)造要求滿足一級(jí)框架構(gòu)造要求 )14. 6(056. 0) 1 05. 1 ( 1 )14. 6(07. 0 1 75. 1 00 00 bNh s A fhbfV aNh s A fhbfV c sv yvcct RE c c sv yvcctc 有地震作用組合： 無(wú)地震作用組合： 000 0 36. 0

9、)146()146( 2 . 0 3 . 03 . 0 cctc sv yvc sv yv c sv yv cccccc hbfh s A fh s A f h s A fba NN hbfNhbfN N 且應(yīng)有：，取其為 時(shí)，右端括號(hào)內(nèi)數(shù)值右端或者當(dāng) 為：為拉力時(shí)，最后一項(xiàng)改當(dāng) 。時(shí)，取當(dāng) 柱軸力設(shè)計(jì)值。：考慮地震作用組合的 。：取為85. 0 RE 。時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，取當(dāng) 。：柱的計(jì)算剪跨比， 3311 )( 0 ccc hVM 例題箍筋面積和間距計(jì)算 154415443 . 0,2400 3 . 03 . 0 NhbfN hbfNhbfN N ccc cccccc 所以取本題中 。時(shí)，取當(dāng)

10、 柱軸力設(shè)計(jì)值。：考慮地震作用組合的 。時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，取當(dāng) 。：柱的計(jì)算剪跨比， 3311 )( 0 ccc hVM 抗剪承載力抗剪承載力要求要求的箍筋間距 組合彎矩計(jì)算 值(不是調(diào)整后 的設(shè)計(jì)值) 例題確定箍筋面積和間距 必須設(shè)置復(fù)合箍筋的情況： 1.柱短邊尺寸 400mm，且縱筋多于3根 2.柱短邊尺寸400mm，且縱筋多于4根 抗剪承載力抗剪承載力要求要求的箍筋間距 6.3.4 框架柱構(gòu)造措施 1.最小截面尺寸(剪壓比限值) 2.縱向鋼筋 3.軸壓比限值 4.箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度 5.箍筋加密區(qū)配箍量 框架柱剪壓比限值 框架柱截面的組合最大剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列條件： 0 0 0 15. 0 1

11、 2 20. 0 1 2 25. 0 bhfV bhfV bhfV cc RE cc RE cc 時(shí)：剪跨比 時(shí)：剪跨比 有地震作用組合： 無(wú)地震作用組合： V 柱剪力設(shè)計(jì)值； b 矩形截面寬度，T形、工字形截面的腹板寬度； 截面有效高度 混凝土強(qiáng)度的折減系數(shù) ； 0 h c 框架柱的剪跨比)/( 0 hVM cc 如果不滿足上式應(yīng)增大柱截面或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。 與梁的情況 一樣，這實(shí) 際上是剪壓 比限值。 2)( 25 . 1)( )(5 . 1)( ：壓彎破壞長(zhǎng)柱 ：剪壓破壞短柱 應(yīng)避免：斜拉破壞極短柱 例題剪壓比驗(yàn)算 20. 0 20. 0 1 2 0 0 bhf V bhfV cc RE cc RE 時(shí)：剪跨比 說(shuō)明截面尺寸符合要求。 框架柱的剪跨比)/( 0c cc hVM 本例題中剪跨比： Vc：計(jì)算剪跨比時(shí)采用組合 彎矩設(shè)計(jì)值；而在計(jì)算剪壓比 時(shí)則采用調(diào)整后調(diào)整后的剪力設(shè)計(jì)值 梁端箍筋加密區(qū) 框架柱端箍筋加密區(qū) 框架角柱的設(shè)計(jì)要求（抗震P.140） 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架角柱應(yīng)按雙向偏心受力 構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力力設(shè)計(jì)。 一、二、三級(jí)框架角柱調(diào)整后調(diào)整后的彎矩、剪 力設(shè)計(jì)值宜乘以不小于1.1的增大系數(shù)。 角柱縱筋配筋率要求大于中柱和邊柱。 一